Käytämme antureita yhdessä laitteidemme kanssa valvomaan ja ohjaamaan erilaisia fyysisiä määriä. Laitteet ovat vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa anturit . Teknologian myötä meillä on tänään laaja valikoima antureita sekä analogisessa muodossa että digitaalisessa muodossa fyysisten määrien mittaamiseksi lämpötila , paine, kosteus, suunta, valon voimakkuus jne. ... Yksi tällaisista antureista, joita käytetään mittaamaan laitteiden nopeutta ja kiihtyvyyttä, on kiihtyvyysanturi.
Mikä on kiihtyvyysanturi?
Kehon nopeuden muutosnopeutta ajan suhteen kutsutaan kiihtyvyydeksi. Suhteellisen teorian mukaan kiihtyvyyttä voidaan mitata suhteellisen kohteen mukaan. Oikea kiihtyvyys, joka on kehon fyysinen kiihtyvyys suhteessa inertiaan tai tarkkailija, joka on levossa mitattavan kohteen suhteen.
Koordinaattikiihtyvyys riippuu koordinaattijärjestelmän valinnasta ja tarkkailijoiden valinnasta. Tämä ei ole sama kuin oikea kiihtyvyys. Kiihtyvyysanturi on sähkömekaaninen laite, jota käytetään mittaamaan kohteen oikea kiihtyvyys.
Toimintaperiaate
Kiihtyvyysanturin perimmäinen toimintaperiaate on esimerkiksi jousen massa. Kun tämä laite kokee kiihtyvyyden, massa siirtyy, kunnes jousi voi helposti liikuttaa massaa samalla nopeudella kuin sen havaitsema kiihtyvyys. Sitten tätä siirtymäarvoa käytetään antamaan kiihtyvyys.
PiezoKiihtyvyysanturi
Kiihtyvyysmittareita on saatavana digitaalisina ja analogisina laitteina. Kiihtyvyysmittarit suunnitellaan eri menetelmillä. Pietsosähköinen , pietsoresistiivisiä ja kapasitiivisia komponentteja käytetään yleensä muuntamaan kiihtyvyysmittarin aiheuttama mekaaninen liike sähköiseksi signaaliksi.
Pietsosähköiset kiihtyvyysmittarit koostuvat yksikiteistä. Nämä käyttävät pietsosähköistä vaikutusta kiihtyvyyden mittaamiseen. Kun nämä kiteet kohdistetaan stressiin, ne tuottavat jännitteen, joka tulkitaan nopeuden ja orientaation määrittämiseksi.
Kapasitiivisissa kiihtyvyysantureissa käytetään piikomponenttia. Tällöin kapasitanssi syntyy, kun havaitaan kiihtyvyys ja tämä kapasitanssi muunnetaan jännitteeksi nopeusarvojen mittaamiseksi.
Moderni kiihtyvyysmittari on pienin MEMS , joka koostuu ulokepalkista, jonka massa on todistettu. Kiihtyvyysmittareita on saatavana kaksi- ja kolmiulotteisina muotoina nopeuden mittaamiseksi suuntauksen kanssa. Kun tarvitaan ylempi taajuusalue, korkean lämpötilan alue ja pieni pakattu paino, pietsosähköiset kiihtyvyysmittarit ovat paras valinta.
Sovellukset
Kiihtyvyysanturin sovellukset ovat seuraavat:
- Inertiaalisissa navigointijärjestelmissä käytetään erittäin herkkiä kiihtyvyysantureita.
- Pyörivän koneen tärinän havaitsemiseksi ja seuraamiseksi.
- Kuvien näyttäminen pystyasennossa digitaalikameroiden näytöillä.
- Lennon vakauttamiseen droneissa.
- Kiihtyvyysmittareita käytetään suuntauksen, koordinaatiokiihdytyksen, tärinän, iskujen tunnistamiseen.
- Käytetään tunnistamaan laitteen sijainti kannettavissa tietokoneissa ja matkapuhelimissa.
- Kaksiakselisen ja kolmiaksiaalisen kiihtyvyyden suurtaajuusrekisteröinti biologisissa sovelluksissa eläinten käyttäytymismallien erottamiseksi.
- Koneiden kunnonvalvonta.
- Rotator-koneiden vikojen havaitsemiseksi.
- Niitä käytetään myös rakennus- ja rakenteelliseen seurantaan rakenteen liikkeen ja tärinän mittaamiseksi dynaamisille kuormille altistettaessa.
- CPR-painallusten syvyyden mittaamiseksi.
- Navigointijärjestelmät käyttävät kiihtyvyysantureita suunnan tuntemiseen.
- Kaukokartoituslaitteet käyttävät myös kiihtyvyysantureita aktiivisten tulivuorien tarkkailuun.
Käyttötavat / esimerkit
Joitakin esimerkkejä kiihtyvyysanturin sovelluksista ovat lentokoneet, ohjukset, Quake-sieppari-verkko maanjäristysten tieteelliseen tutkimukseen, pumput , tuuletin, rullat, kompressorit, Zoll's AED plus, jalustat, älykkäät tiivistysrullat, turvatyynyjen käyttöönottojärjestelmä, elektroninen ajonvakautusjärjestelmä autoissa, kallistuvat junat, gravimetria, videokamerat, Glogger VS2, matkapuhelimet jne.
Kyllä, älypuhelimessasi on kiihtyvyysanturi. Sitä käytetään gyroskoopin kanssa puhelimen kulman ja suunnan mittaamiseen. Oletko huomannut kiihtyvyysanturi anturi läsnä älypuhelimessasi? Kuinka se on auttanut sinua?
