Акселерометр – инерциальный датчик, который измеряет линейное ускорение объекта. В зависимости от используемой технологии акселерометры могут измерять ускорение по одной, двум или трем осям. На сайте предоставлена классификация акселерометров.
Одноосевые акселерометры наиболее распространены. Из их показаний можно рассчитать текущую скорость и пройденное расстояние, что делает их востребованными в навигационных системах. Акселерометры с диапазоном ±1g используются в инклинометрах для определения угла наклона, так как постоянное ускорение свободного падения позволяет рассчитать его из измеренного значения. Благодаря способности фиксировать изменения скорости, акселерометры находят широкое применение в навигации и для определения положения объектов. Выбор конкретной модели зависит от количества измеряемых осей и точности необходимых для конкретного применения параметров.
Многоосевые акселерометры позволяют определять линейное ускорение вдоль трех взаимно перпендикулярных осей. Такие модели находят применение в системах стабилизации, например в жировых демпферах. В зависимости от диапазона измеряемых значений акселерометры подразделяются на низкодиапазонные (±1-2 g), среднедиапазонные (±2-10 g) и широкодиапазонные (±10-100 g).
По типу сенсора различают пьезоэлектрические, макроскопические механокапacитивные и микрэлектромеханические акселерометры. Важными характеристиками являются чувствительность, точность и время отклика. Это влияет на область применения. Акселерометры используют в системах управления двигателями, детектирования падений, измерении вибраций, мониторинге качества дорог и т. д. Модули на базе акселерометров широко применяются в мобильных устройствах, навигации, интерфейсах управления жестами.
Основные технологии, применяемые при производстве акселерометров:
- Пьезоэлектрические сенсоры. Основаны на свойстве некоторых материалов (кристаллов кварца, церамики) генерировать заряд при deformации. Имеют высокую чувствительность, но более сложны в производстве.
- Макроскопические механокапацитивные сенсоры. Состоят из двух электродов, расстояние между которыми изменяется под действием ускорения. Измеряется емкость конденсатора. Широко применяются благодаря простоте.
- Микроэлектромеханические системы (МЭМС). Изготавливаются методами микроэлектроники. Включают мостовые конструкции с датчиком перемещения. Имеют высокую чувствительность, но требуют сложных технологий.
- Опто-акустические сенсоры. Основаны на воздействии ускорения на оптические элементы, изменяющие частоту и интенсивность светового луча. Менее распространены.
- Жидкостные акселерометры. Используют перемещение жидкости под давлением ускорения. Не получили широкого распространения из-за сложностей.
Выбор конкретной технологии зависит от требуемых характеристик, стоимости и условий эксплуатации изделия.
