Funcionamiento y aplicaciones del sensor del acelerómetro

Usamos sensores junto con nuestros dispositivos para monitorear y controlar diversas cantidades físicas. Los dispositivos interactúan con el entorno con la ayuda de sensores. Con el advenimiento de la tecnología, hoy contamos con una amplia gama de sensores; tanto en forma analógica como digital para medir cantidades físicas como temperatura, presión, humedad, dirección, intensidad de la luz, etc. Uno de esos sensores, que se utiliza para medir la velocidad y aceleración de los dispositivos, es el sensor del acelerómetro.

¿Qué es un sensor acelerómetro?

La tasa de cambio de la velocidad del cuerpo con respecto al tiempo se llama aceleración. Según la teoría relativa, según el objeto relativo que se tome para medir la aceleración, existen dos tipos de aceleración. La aceleración adecuada, que es la aceleración física del cuerpo en relación con la inercia o del observador que está en reposo en relación con el objeto que se mide.

La aceleración de coordenadas depende de la elección del sistema de coordenadas y la elección de los observadores. Esto no equivale a una aceleración adecuada. El sensor de acelerómetro es el dispositivo electromecánico que se utiliza para medir la aceleración adecuada del objeto.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento básico subyacente de un acelerómetro es como una masa arrojada sobre un resorte. Cuando este dispositivo experimenta una aceleración, la masa se desplaza hasta que el resorte puede mover fácilmente la masa, con la misma velocidad igual a la aceleración que detectó. Luego, este valor de desplazamiento se usa para medir la aceleración.

Los acelerómetros están disponibles como dispositivos digitales y analógicos. Los acelerómetros se diseñan utilizando diferentes métodos. Los componentes piezoeléctricos, piezorresistivos y capacitivos se utilizan generalmente para convertir el movimiento mecánico causado en el acelerómetro en una señal eléctrica.

Los acelerómetros piezoeléctricos están formados por monocristales. Estos utilizan el efecto piezoeléctrico para medir la aceleración. Cuando se aplican a la tensión, estos cristales generan un voltaje que se interpreta para determinar la velocidad y la orientación.

Los acelerómetros capacitivos utilizan un elemento micromecanizado de silicio. Aquí, la capacitancia se genera cuando se detecta la aceleración y esta capacitancia se traduce en un voltaje para medir los valores de velocidad.

Los acelerómetros modernos son los MEMS más pequeños y consisten en una viga en voladizo con masa de prueba. Los acelerómetros están disponibles en formas bidimensionales y tridimensionales para medir la velocidad junto con la orientación. Cuando se requieren el rango de frecuencia superior, el rango de alta temperatura y el bajo peso del paquete, los acelerómetros piezoeléctricos son la mejor opción.

Aplicaciones

Las aplicaciones del sensor acelerómetro son las siguientes:

• Para los sistemas de navegación inercial, se utilizan acelerómetros de alta sensibilidad.
• Para detectar y monitorear vibraciones en maquinaria rotativa.
• Para mostrar imágenes en posición vertical en pantallas de cámaras digitales.
• Para estabilización de vuelo en drones.
• Los acelerómetros se utilizan para detectar la orientación, coordinar la aceleración, la vibración y el impacto.
• Se usa para detectar la posición del dispositivo en computadoras portátiles y móviles.
• Registro de alta frecuencia de aceleración biaxial y triaxial en aplicaciones biológicas para la discriminación de patrones de comportamiento de animales.
• Monitoreo del estado de la maquinaria.
• Para detectar fallas en máquinas rotatorias.
• Estos también se utilizan para el monitoreo de edificios y estructuras para medir el movimiento y la vibración de la estructura cuando se expone a cargas dinámicas.
• Para medir la profundidad de las compresiones torácicas de RCP.
• Los sistemas de navegación utilizan sensores de acelerómetro para conocer la dirección.
• Los dispositivos de detección remota también usan acelerómetros para monitorear volcanes activos.

Usos / Ejemplos

Algunos de los ejemplos de las aplicaciones del sensor de acelerómetro son Aeronaves, misiles, red Quake-catcher para la investigación científica de terremotos, bombas, ventiladores, rodillos, compresores, Zoll's AED plus, Footpods, rodillos de compactación inteligentes, sistema de despliegue de airbag, sistema de control electrónico de estabilidad en automóviles, trenes basculantes, gravimetría, videocámaras, Glogger VS2, teléfonos móviles, etc.

Sí, también hay un acelerómetro en su teléfono inteligente. Se utiliza junto con el giroscopio para medir el ángulo y la orientación del teléfono. ¿Ha notado el funcionamiento del sensor acelerómetro presente en su teléfono inteligente? ¿Cómo te ha ayudado?