Akselerometer

Ethvert instrument som brukes til å måle akselerasjoner kalles et akselerometer . Dette er ikke nødvendigvis det samme som koordinatakselerasjon (endring av enhetens hastighet i rommet), snarere er det typen akselerasjon assosiert med vektfenomenet som oppleves av en bevismasse som er i enhetens referanseramme. Et eksempel der disse typene akselerasjoner er forskjellige er når et akselerometer vil måle en verdi som hviler på bakken, siden massene har en vekt, selv om det ikke er noen endring i hastighet. Imidlertid vil et akselerometer i gravitasjonsfritt fall mot jordens sentrum måle verdien null, siden det til tross for økende hastighet befinner seg i en vektløs referanseramme.

Mekanisk akselerometer

Det er det enkleste akselerometeret. Den er konstruert ved å feste en masse til et dynamometer hvis akse er i samme retning som akselerasjonen som skal måles.

I henhold til Fundamental Law of Dynamics eller Newtons andre lov

hvor representerer den resulterende kraften som virker på massen , og er akselerasjonen.

Dynamometeret gjør det mulig å måle modulen til , slik at akselerasjonsmodulen kan bli kjent

Piezoelektrisk akselerometer

Akselerometeret er en av de mest allsidige transduserne , den vanligste er kompresjons-piezoelektriske. Dette er basert på det faktum at når et piezoelektrisk krystallinsk gitter komprimeres, produseres en elektrisk ladning proporsjonal med den påførte kraften.

Piezoelektriske elementer er vanligvis laget av blyzirkonat. De piezoelektriske elementene komprimeres av en masse, holdt på den andre siden av en fjær og hele settet inne i en metallboks. Når sammenstillingen utsettes for vibrasjoner, utsettes den piezoelektriske skiven for en variabel kraft, proporsjonal med akselerasjonen til massen. På grunn av den piezoelektriske effekten utvikles et variabelt potensial som vil være proporsjonalt med akselerasjonen. Nevnte variable potensial kan registreres på et oscilloskop eller voltmeter .

Denne enheten sammen med tilhørende elektriske kretser kan brukes for måling av hastighet og forskyvning i tillegg til bestemmelse av bølgeformer og frekvens. En av hovedfordelene med denne typen svinger er at den kan gjøres så liten at dens påvirkning på vibrasjonsanordningen er ubetydelig. Det typiske frekvensområdet er 2 Hz til 10 kHz.

Bruken er vanlig i prediktivt vedlikehold, der den brukes til å oppdage defekter i roterende og frem- og tilbakegående maskiner, for å oppdage for eksempel den dårlige tilstanden til et lager på et tidlig stadium før feil oppstår.

I væskeimpellerpumper oppdager de kavitasjonsfenomener som pulserer med karakteristiske frekvenser.

Elektroniske akselerometre lar akselerasjon måles i én, to eller tre dimensjoner, det vil si i tre ortonormale romretninger. Denne egenskapen gjør det mulig å måle helningen til en kropp, siden det er mulig å bestemme med akselerometeret komponenten av akselerasjon forårsaket av tyngdekraften som virker på kroppen.

Et akselerometer brukes også til å bestemme posisjonen til et legeme, fordi det å vite akselerasjonen til enhver tid, er mulig å beregne forskyvningene den hadde. Tatt i betraktning at den opprinnelige posisjonen og hastigheten til legemet som analyseres er kjent, og legger til de målte forskyvningene, bestemmes posisjonen.

Andre typer akselerometer

Akselerometer bruker

Akselerometre kan brukes i ulike felt, for eksempel:

Eksempel: smarttelefoner, når du endrer posisjonen til enheten, endres skjermoppsettet fra vertikalt til horisontalt, og omvendt.

Nye teknologier

Foreløpig er det mulig å bygge tre-akse akselerometre (X,Y,Z) på en enkelt silisiumbrikke, inkludert den elektroniske delen som er ansvarlig for å behandle signalene.

Driftsprinsippet til MEMS- teknologienheter, akselerometre og inklinometre er basert på varmeoverføring ved naturlig konveksjon.

Disse enhetene måler interne endringer i varmeoverføring forårsaket av akselerasjon, og gir betydelige fordeler fremfor å bruke en tradisjonell solid massestruktur.

Siden bevismassen i utformingen av MEMS -sensorer er gassmolekyler, elimineres bevegelige mekaniske strukturer i akselerometeret.

Se også

Referanser

Bibliografi