Acelerômetros Explicados: Guia Completo da Tecnologia de Sensores

Acelerômetros de sensor detectam choques e vibrações de dispositivos e medem a magnitude e a direção da aceleração própria. Portanto, você os encontrará em numerosos dispositivos eletrônicos, aeronaves e outras indústrias. Este artigo destacará os detalhes intrincados dos acelerômetros de sensor e sua aplicação em nossas vidas diárias. Você está na página certa se é um entusiasta de eletrônica procurando aprender mais sobre acelerômetros. A WELLPCB dedica-se a oferecer conteúdo dinâmico sobre componentes eletrônicos.

O que é um Acelerômetro de Sensor?

Um acelerômetro de sensor é simplesmente um dispositivo que identifica e quantifica a aceleração em um corpo em seu referencial de repouso instantâneo.

O que é Aceleração?

Primeiramente, aceleração é a taxa de mudança da velocidade de um objeto (o deslocamento do objeto / mudança no tempo). Forças estáticas e dinâmicas são os dois tipos de aceleração. Forças estáticas como atrito e gravidade atuam constantemente em um objeto. Por exemplo, se você colocar um acelerômetro em repouso no chão, a aceleração da Terra será mostrada por causa da gravidade. Por outro lado, forças dinâmicas atuam ativamente em um objeto em vários estágios.

Configuração do Sensor-Acelerômetro

Também, um acelerômetro é um sensor dinâmico que mede aceleração em um, dois ou três eixos ortogonais. Funciona em um dos três modos:

• Medir velocidade e posição
• Sensor de inclinação, inclinação ou orientação em duas ou três dimensões
• Sensor de vibração ou impacto

(imagem de um cubo 3D indicando acelerômetro de três eixos)

Acelerômetros em Micro-Sensores Eletromecânicos (MEMS)

É responsável por reconhecer a rotação de um dispositivo, logo, 'virando' a tela para o ângulo desejado. Você encontra a maioria dos acelerômetros em dispositivos através de MEMS, pequenos elementos mecânicos e eletromecânicos. Por causa de seus tamanhos pequenos, você os encontrará em dispositivos portáteis e vestíveis como telefones.

Uma nova geração de tecnologia de chip MEMS de três eixos e giroscópio permite que smartwatches identifiquem uma variedade de posturas de queda. Consequentemente, poderia identificar uma queda fatal e informar contatos de emergência para obter ajuda.

(Microphone Breakout)

Como Funciona o Acelerômetro de Sensor?

O acelerômetro de sensor funciona de duas maneiras: efeito piezoelétrico e mudança de capacitância.

Efeito Piezoelétrico

Um sensor piezoelétrico tem estrutura cristalina microscópica que gera tensões quando detecta aceleração. Por exemplo, há vibrações, e o dispositivo criará tensão para indicar aceleração proporcional.

Tais sensores são aplicados como sensores de inclinação ou pressão em eletrônicos de consumo como telefones celulares e touchpads.

(imagem esquemática do modelo elétrico do sensor piezoelétrico)

Mudança de Capacitância

O método de sensoriamento capacitivo usa a fórmula Força = Massa × aceleração para medir a aceleração de um objeto. Portanto, usa a Força presente / Massa do item em questão. Efeito de capacitância em MEMS funciona quando:

1. Há duas placas capacitivas
2. Massa do objeto repousa em uma das placas mudando a capacitância, assim, medindo força.
3. Portanto, obtemos aceleração da força e massa de um objeto

3. A Principal Aplicação dos Acelerômetros

O mundo aplica acelerômetros em ciência e várias indústrias das quais as pessoas se beneficiam extensivamente. De engenharia, biologia e medicina a navegação e transporte, acelerômetros de sensor desempenham grande papel em nossas vidas.

• Segurança automobilística: Acelerômetros de sensor estão em sistemas de segurança de colisão automobilística. Por exemplo, se um veículo experimenta força dinâmica poderosa, um computador embutido recebe sinal eletrônico que dispara airbags durante colisão.

(imagem de airbags deployados em carro. Segurança automotiva.)

• Controle de jogo: Em jogos, o acelerômetro no dispositivo de controle portátil detecta inclinação. Portanto, é simples controlar objetos no jogo.
• Saúde de máquinas: Engenheiros aplicam sensores de vibração acelerômetros em monitoramento de máquinas. Dispositivos acelerômetros mecânicos reportam quaisquer vibrações ou mudanças em equipamentos rotativos como turbinas, bombas, ventiladores e rolos. Portanto, tais dados permitem engenheiros e técnicos fazerem ajustes necessários imediatamente.

4. Como Selecionar o Acelerômetro de Sensor Apropriado?

Para medições precisas de aceleração, considere:

1. Resposta de frequência. Qual é a saída elétrica do acelerômetro vs. excitação mecânica sobre uma faixa de frequência? Normalmente, uma boa frequência tem + ou -5% (geralmente, 100 Hz).
2. Vários eixos. Você pode montar três acelerômetros de sensor em bloco de montagem 3-eixos para obter três eixos ortogonais.

(imagem de ícone vetorial plano de giroscópio de Smartphone. Acelerômetro de telefone)

conclusão

Finalmente, sensores acelerômetros têm aplicação massiva em vários assuntos sem concentração na colocação do sensor. O uso generalizado de smartphones permite uso de acelerômetros para tarefas simples como movimento de sacudida e mudanças de orientação de tela. No entanto, sensores de tipo MEMS encontram uso em tarefas mais complexas.

Se você precisa de mais informações sobre tecnologias de sensoriamento, nós da WELLPcb estamos felizes em apontar na direção certa.