Acelerômetro | Funcionamento, vantagens e aplicações

Acelerômetro | Funcionamento, vantagens e aplicações

O que é um acelerômetro?

Um acelerômetro é um dispositivo eletromecânico que mede forças de aceleração. Essas forças podem ser estáticas, como a força constante da gravidade puxando seus pés, ou podem ser dinâmicas – causadas pelo movimento ou vibração do acelerômetro.

Para que servem os acelerômetros?
Ao medir a quantidade de aceleração estática devido à gravidade, você pode descobrir o ângulo em que o dispositivo está inclinado em relação à Terra. Ao sentir a quantidade de aceleração dinâmica, você pode analisar a forma como o dispositivo está se movendo. A princípio, medir a inclinação e a aceleração não parece tão emocionante. No entanto, os engenheiros descobriram muitas maneiras de criar produtos realmente úteis com eles.

Um acelerômetro pode ajudar seu projeto a entender melhor o ambiente. Está dirigindo em subidas? Ele vai cair quando der outro passo? Ele está voando horizontalmente ou está bombardeando seu professor? Um bom programador pode escrever código para responder a todas essas questões usando os dados fornecidos por um acelerômetro. Um acelerômetro pode ajudar a analisar problemas no motor de um carro usando testes de vibração, ou você pode até usar um para fazer um instrumento musical.

No mundo da computação, a IBM e a Apple começaram recentemente a usar acelerômetros em seus laptops para proteger os discos rígidos contra danos. Se você deixar cair acidentalmente o laptop, o acelerômetro detecta a queda livre repentina e desliga o disco rígido para que as cabeças não batam nos pratos. De forma semelhante, os acelerômetros de alto g são a forma padrão da indústria de detectar acidentes de carro e acionar airbags no momento certo.

QUAIS SÃO OS DIFERENTES TIPOS DE ACELERÔMETRO?

Existem muitos tipos diferentes de acelerômetros e cada um tem características, vantagens e desvantagens únicas. Os diferentes tipos incluem:

Diferentes tecnologias

  • Acelerômetros piezoelétricos
  • Acelerômetros piezo-resistivos
  • Acelerômetros baseados em extensômetros

Acelerômetros de saída diferentes

  • Saída de carga
  • Saída de tensão (3 fios)
  • Saída 4-20mA
  • Acelerômetros de saída de velocidade

Diferentes designs de acelerômetro

  • Projeto do tipo cisalhamento
  • Design de compressão de extremidade única
  • Compressão isolada
  • Compressão invertida
  • Projeto flexível

Como funcionam os acelerômetros?
Existem muitas maneiras diferentes de fazer um acelerômetro! Alguns acelerômetros usam o efeito piezoelétrico – eles contêm estruturas cristalinas microscópicas que são tensionadas por forças acelerativas, o que causa a geração de uma voltagem. Outra maneira de fazer isso é detectando mudanças na capacitância. Se você tiver duas microestruturas próximas uma da outra, elas terão uma certa capacitância entre elas. Se uma força aceleradora mover uma das estruturas, a capacitância mudará. Adicione alguns circuitos para converter capacitância em tensão e você obterá um acelerômetro. Existem ainda mais métodos, incluindo o uso do efeito piezoresistivo, bolhas de ar quente e luz.

acelerômetro

Vantagens:

  • Disponível em vários designs (como compressão, cisalhamento e extensômetro), tamanhos, pesos e arranjos de montagem (como centro, pino, montagem com parafuso e colagem). A facilidade de instalação também é uma vantagem.
  • Acelerômetros estão disponíveis para ambientes de alta temperatura
    (até 1.200”F).
  • Resposta de frequência e amplitude de banda larga.
  • Os aceleradores estão disponíveis para alta e baixa frequência. Construção robusta e durável e confiabilidade de longo prazo. capacidades de medição de frequência (até DC).

Desvantagens:

  • Requer contato (montagem) com o objeto que está sendo medido. Portanto, a massa do acelerômetro deve ser pequena em relação a este objeto (geralmente deve ser inferior a 5% da massa do componente vibratório que está sendo medido).
  • Sensível à montagem (deve ser montado com segurança).
  • Sensível ao ruído do cabo e ao “chicote” (mudança na capacitância do cabo causada pela flexão dinâmica do cabo).
  • Os resultados não são particularmente confiáveis ​​quando o deslocamento é calculado pela integração dupla (eletronicamente) do sinal de aceleração.

APLICAÇÕES DE ACELERÔMETROS
Os acelerômetros são um daqueles sensores que encontram inúmeras aplicações na academia, bem como em um grande número de indústrias. Essas aplicações variam desde sensores de airbag em aplicações automotivas até monitoramento de vibrações em pontes e em muitos sistemas militares e espaciais. Existem diversas aplicações práticas para acelerômetros; acelerômetros são usados ​​para medir aceleração estática (gravidade), inclinação de um objeto, aceleração dinâmica, choque em um objeto, velocidade e vibração de um objeto. Acelerômetros estão sendo usados ​​​​hoje em dia em telefones celulares, laptops, máquinas de lavar, etc.

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