Fonctionnement et applications du capteur d'accéléromètre

Nous utilisons des capteurs ainsi que nos appareils pour surveiller et contrôler diverses quantités physiques. Les appareils interagissent avec l'environnement à l'aide de capteurs. Avec l'avènement de la technologie, nous disposons aujourd'hui d'une large gamme de capteurs; à la fois sous forme analogique et sous forme numérique pour mesurer des quantités physiques telles que la température, la pression, l'humidité, la direction, l'intensité lumineuse, etc. L'un de ces capteurs, utilisé pour mesurer la vitesse et l'accélération des appareils, est le capteur accéléromètre.

Qu'est-ce qu'un capteur accéléromètre ?

Le taux de changement de vitesse du corps par rapport au temps est appelé accélération. Selon la théorie relative, selon l'objet relatif pris pour mesurer l'accélération, il existe deux types d'accélération. L'accélération appropriée, qui est l'accélération physique du corps par rapport à l'inertie ou de l'observateur qui est au repos par rapport à l'objet mesuré.

L'accélération des coordonnées dépend du choix du système de coordonnées et du choix des observateurs. Ce n'est pas égal à une accélération appropriée. Le capteur accéléromètre est le dispositif électromécanique utilisé pour mesurer la bonne accélération de l'objet.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement sous-jacent de base d'un accéléromètre est tel qu'une masse déversée sur un ressort. Lorsque l'accélération est subie par cet appareil, la masse se déplace jusqu'à ce que le ressort puisse facilement déplacer la masse, avec le même taux égal à l'accélération qu'il a détectée. Ensuite, cette valeur de déplacement est utilisée pour mesurer l'accélération.

Les accéléromètres sont disponibles sous forme d'appareils numériques et d'appareils analogiques. Les accéléromètres sont conçus selon différentes méthodes. Les composants piézoélectriques, piézorésistifs et capacitifs sont généralement utilisés pour convertir le mouvement mécanique provoqué par l'accéléromètre en un signal électrique.

Les accéléromètres piézoélectriques sont constitués de monocristaux. Ceux-ci utilisent l'effet piézoélectrique pour mesurer l'accélération. Lorsqu'ils sont appliqués à une contrainte, ces cristaux génèrent une tension qui est interprétée pour déterminer la vitesse et l'orientation.

Les accéléromètres capacitifs utilisent un élément micro-usiné en silicium. Ici, la capacité est générée lorsque l'accélération est détectée et cette capacité est traduite en une tension pour mesurer les valeurs de vitesse.

Les accéléromètres modernes sont les plus petits MEMS, constitués d'une poutre en porte-à-faux avec une masse étalon. Les accéléromètres sont disponibles sous forme bidimensionnelle et tridimensionnelle pour mesurer la vitesse ainsi que l'orientation. Lorsque la plage de fréquences supérieures, la plage de températures élevées et le faible poids de l'emballage sont requis, les accéléromètres piézoélectriques sont le meilleur choix.

Applications

Les applications du capteur accéléromètre sont les suivantes :

• Pour les systèmes de navigation inertielle, des accéléromètres très sensibles sont utilisés.
• Détecter et surveiller les vibrations dans les machines tournantes.
• Pour afficher des images en position verticale sur les écrans des appareils photo numériques.
• Pour la stabilisation du vol dans les drones.
• Les accéléromètres sont utilisés pour détecter l'orientation, coordonner l'accélération, les vibrations, les chocs.
• Utilisé pour détecter la position de l'appareil dans les ordinateurs portables et mobiles.
• Enregistrement haute fréquence de l'accélération biaxiale et triaxiale dans les applications biologiques pour la discrimination des modèles comportementaux des animaux.
•  Surveillance de l'état des machines.
•  Pour détecter les défauts des machines rotatives.
•  Ceux-ci sont également utilisés pour la surveillance des bâtiments et des structures afin de mesurer le mouvement et les vibrations de la structure lorsqu'elle est exposée à des charges dynamiques.
•  Pour mesurer la profondeur des compressions thoraciques de RCP.
• Les systèmes de navigation utilisent des capteurs d'accéléromètre pour connaître la direction.
• Les appareils de télédétection utilisent également des accéléromètres pour surveiller les volcans actifs.

Utilisations/Exemples

Certains des exemples d'applications du capteur accéléromètre sont les aéronefs, les missiles, le réseau Quake-catcher pour la recherche scientifique sur les tremblements de terre, les pompes, les ventilateurs, les rouleaux, les compresseurs, le Zoll's AED plus, repose-pieds, rouleaux de compactage intelligents, système de déploiement d'airbag, système de contrôle électronique de la stabilité dans les automobiles, trains inclinables, gravimétrie, caméscopes, Glogger VS2, téléphones portables, etc.

Oui, il y a aussi un accéléromètre dans votre smartphone. Il est utilisé avec le gyroscope pour mesurer l'angle et l'orientation du téléphone. Avez-vous remarqué le fonctionnement du capteur accéléromètre présent dans votre Smartphone ? Comment cela vous a-t-il aidé ?