Акселеро́метр (лат. accelero — ускоряю и др.-греч. μετρέω «измеряю») — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). Как правило, акселерометр представляет собой чувствительную массу, закреплённую в упругом подвесе. Отклонение массы от её первоначального положения при наличии кажущегося ускорения несёт информацию о величине этого ускорения.
Схема простейшего акселерометра. Груз закреплён на пружине. Демпфер подавляет колебания груза. Чем больше кажущееся ускорение, тем сильнее деформируется пружина, изменяя показания прибора
По конструктивному исполнению акселерометры подразделяются на однокомпонентные, двухкомпонентные, трёхкомпонентные. Соответственно, они позволяют измерять ускорение вдоль одной, двух и трёх осей.
Некоторые акселерометры также имеют встроенные системы сбора и обработки данных. Это позволяет создавать завершённые системы для измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами.
Принцип работы акселерометров основан на измерении смещения инерционной массы относительно корпуса и преобразовании его в пропорциональный электрический сигнал. Емкостной метод преобразования измеренного перемещения является наиболее простым, надежным и легче реализуемым, поэтому емкостные акселерометры получили широкое распространение.
Современные интегральные датчики изготавливаются на кристалле кремния по технологии iMEMS. Структура датчика представляет собой кремниевую подложку, на которой расположен чип датчики и схема усиления сигнала.Акселерометры являются одновременно измерителями статического и динамического ускорения и могут быть использованы как датчики вибрации, наклона и ускорения. Выходной сигнал таких датчиков – это напряжение, пропорционально ускорению. Область применения Системы автоматизированного управления и автоматического регулирования стали неотъемлемой частью современного высокотехнологического производства. Они все шире используются на современном транспорте и бытовых приборах. Датчик физической величины является необходимым звеном любого контура управления, обеспечивая сигналом обратной связи электронику, управляющую исполнительным устройством. Бытовая техника. Большинство современных бытовых приборов, как правило, приводятся в действие электромоторами. Кухонные комбайны, посудомоечные, стиральные машины- все они имеют электропривод, работающий на скоростях до 2000 об/мин и являющийся источником вибрации. Встроенный акселерометр позволяет компенсировать эти вибрации, повысив тем самым скорость вращения двигателя. Высококачественное звуковоспроизведение. Применение в спорте. Спортивные снаряды, тренажеры, одежда и обувь представляют практически неограниченное поле для применения полупроводниковых акселерометров по вполне понятным причинам. Личный автотранспорт. Успехи в технологии производства акселерометров позволяют создавать более надежные и перенастраиваемые противоугонные системы, менее подверженные ложным срабатываниям. Устройства ввода/вывода. Интересной перспективой является использование акселерометров в устройствах ввода данных в компьютер,. Акселерометры могут также использоваться для диагностики степени износа работающих частей механизмов, охраны здоровья человека при его работе с инструментами и механизмами, являющимися источниками вибрации, и в прочих случаях. Технологии построения акселерометро Первый шаг к правильному выбору акселерометра – это определение наиболее подходящего параметра измерений. Сегодня используются три технологии построения акселерометра: пьезоэлектрические акселерометры – самый распространенный на сегодняшний день вид акселерометров, которые широко используются для решения задач тестирования и измерений. Такие акселерометры имеют очень широкий частотный диапазон (от нескольких Гц до 30 кГц) и диапазон чувствительности, а также выпускаются в различных размерах и формах. Выходной сигнал пьезоэлектрических акселерометров может быть зарядовым (Кл) или по напряжению. Датчики могут использоваться для измерений как удара, так и вибрации.- пьезорезистивные акселерометры обычно имеют малый диапазон чувствительности, поэтому они больше подходят для детектирования ударов, чем определения вибрации. Еще одна область их применения – испытания на безопасность при столкновении.
|
|
|
|
20. Аэрометрический и манометрический методы измерения линейных скоростей Рассмотрим наиболее распространенные методы измерения линейных скоростей движущихся твердых тел: аэрометрический, компенсационный, термодинамический, турбинный, корреляционный, электромагнитный, инерциальный манометрический; анемометрический; тепловой; ультраакустический(Доплеровский).
|
|
Аэрометрический способ основан на измерении скоростного динамического и статического напора. Манометрический метод основан на измерении давления (P).Аэрометрический метод (схема 1 в табл. 1) основан на измерении скоростного (динамического) напора, функционально связанного со скоростью тела, движущегося в воздушной среде.Скоростной набор как разность полного и статического дельта р ст давлений, измеряемых трубками 2 и 1, равен для дозвуковых скоростей 
где к - показатель адиабаты,- скорость звука, 
- ускорение силы тяжести,R- газовая постоянная; T1 - абсолютная температура 
Аэрометрический измеритель скорости: 1 - приемник статического давления;