Chúng tôi sử dụng các cảm biến cùng với các thiết bị của mình để theo dõi và kiểm soát các đại lượng vật lý khác nhau. Các thiết bị tương tác với môi trường xung quanh với sự trợ giúp của cảm biến . Với sự ra đời của công nghệ, ngày nay chúng ta có nhiều loại cảm biến cả ở dạng tương tự và dạng kỹ thuật số để đo các đại lượng vật lý như nhiệt độ , áp suất, độ ẩm, hướng, cường độ ánh sáng, v.v. Một trong những cảm biến như vậy, được sử dụng để đo tốc độ và gia tốc của thiết bị, là cảm biến gia tốc kế.
Cảm biến gia tốc kế là gì?
Tốc độ thay đổi vận tốc của vật theo thời gian gọi là gia tốc. Theo lý thuyết tương đối, phụ thuộc vào vật thể tương đối được lấy để đo gia tốc, có hai loại gia tốc. Gia tốc thích hợp, là gia tốc vật lý của cơ thể so với quán tính hoặc người quan sát đang đứng yên so với đối tượng được đo.
Gia tốc tọa độ phụ thuộc vào sự lựa chọn hệ tọa độ và sự lựa chọn của người quan sát. Điều này không bằng với gia tốc thích hợp. Cảm biến gia tốc kế là thiết bị cơ điện được sử dụng để đo gia tốc thích hợp của vật thể.
Nguyên tắc làm việc
Nguyên lý hoạt động cơ bản của một gia tốc kế như một khối lượng đổ vào lò xo. Khi thiết bị này trải qua gia tốc, khối lượng bị dịch chuyển cho đến khi lò xo có thể dễ dàng di chuyển khối lượng, với cùng tốc độ bằng với gia tốc mà nó cảm nhận được. Sau đó, giá trị dịch chuyển này được sử dụng để đo gia tốc.
PiezoAccelerometer-sensor
Gia tốc kế có sẵn dưới dạng thiết bị kỹ thuật số và thiết bị tương tự. Gia tốc kế được thiết kế bằng các phương pháp khác nhau. Áp điện , các thành phần điện áp và điện dung thường được sử dụng để chuyển đổi chuyển động cơ học gây ra trong gia tốc kế thành tín hiệu điện.
Gia tốc kế áp điện được tạo thành từ các đơn tinh thể. Chúng sử dụng hiệu ứng áp điện để đo gia tốc. Khi tác dụng với ứng suất, các tinh thể này tạo ra một điện áp được giải thích để xác định vận tốc và định hướng.
Máy đo gia tốc điện dung sử dụng một phần tử được gia công vi mô bằng silicon. Ở đây điện dung được tạo ra khi cảm nhận được gia tốc và điện dung này được chuyển thành điện áp để đo các giá trị vận tốc.
Gia tốc kế hiện đại là loại nhỏ nhất MEMS , bao gồm một dầm công xôn có khối lượng bằng chứng. Gia tốc kế có sẵn dưới dạng hai chiều và ba chiều để đo vận tốc cùng với định hướng. Khi yêu cầu dải tần số cao hơn, dải nhiệt độ cao và trọng lượng đóng gói thấp, gia tốc kế áp điện là lựa chọn tốt nhất.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của cảm biến gia tốc kế như sau:
- Đối với hệ thống dẫn đường quán tính, các gia tốc kế có độ nhạy cao được sử dụng.
- Để phát hiện và giám sát các rung động trong máy móc đang quay.
- Để hiển thị hình ảnh ở vị trí thẳng đứng trên màn hình của máy ảnh kỹ thuật số.
- Để ổn định chuyến bay trong máy bay không người lái.
- Gia tốc kế được sử dụng để cảm nhận định hướng, phối hợp gia tốc, rung, sốc.
- Được sử dụng để phát hiện vị trí của thiết bị trong máy tính xách tay và điện thoại di động.
- Ghi lại tần số cao về gia tốc hai trục và ba trục trong các ứng dụng sinh học để phân biệt các kiểu hành vi của động vật.
- Theo dõi sức khỏe máy móc.
- Để phát hiện lỗi trong máy rôto.
- Chúng cũng được sử dụng để giám sát xây dựng và kết cấu để đo chuyển động và rung động của kết cấu khi chịu tải trọng động.
- Để đo độ sâu của ép ngực CPR.
- Hệ thống điều hướng sử dụng cảm biến gia tốc để biết hướng.
- Các thiết bị viễn thám cũng sử dụng gia tốc kế để theo dõi các núi lửa đang hoạt động.
Sử dụng / Ví dụ
Một số ví dụ về các ứng dụng của cảm biến gia tốc là Máy bay, tên lửa, mạng Quake-catcher để nghiên cứu khoa học về động đất, máy bơm , quạt, con lăn, máy nén, Zoll’s AED plus, chân chống, Con lăn đầm thông minh, hệ thống triển khai túi khí, hệ thống kiểm soát ổn định điện tử trong ô tô, tàu nghiêng, Máy đo trọng lượng, máy quay phim, Glogger VS2, điện thoại di động, v.v.
Có, cũng có một gia tốc kế trong điện thoại thông minh của bạn. Nó được sử dụng cùng với con quay hồi chuyển để đo góc và hướng của điện thoại. Bạn có nhận thấy hoạt động của gia tốc kế cảm biến hiện diện trong điện thoại thông minh của bạn? Nó đã giúp bạn như thế nào?
