Датчики ускорения (акселерометры)

Акселерометры в последнее время получили широкое распространение, при этом чаще других применяются микромеханические (MEMS, microelectromechanical systems) акселерометры в виде чипа на основе кристалла кремния (рис. 7.23).

Рис. 7.23. MEMS -акселерометр

Они достаточно дешевы (несколько долларов за штуку), миниатюрны (от одного до нескольких мм в каждом измерении), в большом количестве выпускаются крупными компаниями. В автомобилях по сигналам таких датчиков срабатывают подушки безопасности. В мобильных телефонах и видеоприставках используется чувствительность акселерометров к повороту относительно направления вектора силы тяжести для соответствующего изменения картинки на дисплее, в портативных компьютерах акселерометры улавливают момент, когда из-за удара может повредиться винчестер, и паркуют его головки, в фототехнике MEMS -акселерометры работают в системах стабилизации изображения, в видеорегистратороах акселерометры обеспечивают запись ударов автомобиля в аварийных ситуациях в специальный файл. Акселерометры широко применяются в устройствах управления подвижными объектами – самолетами, ракетами и т. д., например, в автопилотах. Для контроля вибраций и ударов также используются акселерометры. Применяются акселерометры как датчики ускорения и в приводах машин.

Имеется несколько основных видов датчиков акселерометров: емкостные, пьезорезистивные, тепловые, пьезоэлектрические. В самом общем виде простейший акселерометр можно представить как устройство, изображенное на рис. 7.24.

Рис. 7.24. Схема акселерометра

Ускорение, для измерения которого и предназначен акселерометр, согласно 2-му закону Ньютона, приводит к появлению силы, вызывающей смещение инерционной массы относительно корпуса датчика. Именно это смещение, преобразованное в электрический сигнал, и несет информацию о величине ускорения. В компенсационных электромеханических акселерометрах измеряется и преобразуется в электрический сигнал не смещение массы, а сила со стороны подвеса, препятствующая смещению массы.

Date: 2015-09-24; view: 730; Нарушение авторских прав