Accéléromètre à capteur :l'introduction complète dont vous avez besoin

Les accéléromètres à capteur détectent les chocs et les vibrations des appareils et mesurent l'amplitude et la direction de l'accélération appropriée. Par conséquent, vous les trouverez dans de nombreux appareils électroniques, avions et autres industries. Cet article mettra en évidence les détails complexes des accéléromètres à capteur et leur application dans notre vie quotidienne. Vous êtes sur la bonne page si vous êtes un passionné d'électronique qui cherche à en savoir plus sur les accéléromètres. WELLPCB se consacre à offrir un contenu dynamique concernant les composants électroniques.

Qu'est-ce qu'un accéléromètre à capteur ?

Un accéléromètre à capteur est simplement un appareil qui identifie et quantifie l'accélération d'un corps dans son cadre de repos instantané.

Qu'est-ce que l'accélération ?

Premièrement, l'accélération est le taux de variation de la vitesse d'un objet (le déplacement de l'objet / changement dans le temps). Les forces statiques et dynamiques sont les deux types d'accélération. Les forces statiques telles que le frottement et la gravité agissent constamment sur un objet. Par exemple, si vous posez un accéléromètre au repos sur le sol, l'accélération de la Terre s'affichera à cause de la gravité. D'autre part, les forces dynamiques agissent activement sur un objet à différentes étapes.

Configuration capteur-accéléromètre

De plus, un accéléromètre est un capteur dynamique qui mesure l'accélération sur un, deux ou trois axes orthogonaux. Il fonctionne dans l'un des trois modes :

• Mesurer la vitesse et la position
• Inclinaison, inclinaison ou orientation du capteur en deux ou trois dimensions
• Vibration ou impact du capteur

(une image d'un cube 3D indiquant un accéléromètre à trois axes) 

Accéléromètres sur capteurs micro-électro-mécaniques (MEMS)

Il est responsable de la reconnaissance de la rotation d'un appareil, et donc du "retournement" de l'écran à l'angle souhaité. Vous obtenez la plupart des accéléromètres dans les appareils via des MEMS, de petits éléments mécaniques et électromécaniques. En raison de leur petite taille, vous les trouverez dans des appareils portables et portables comme les téléphones.

Une nouvelle génération de technologie MEMS à trois axes et de puces gyroscopiques permet aux montres intelligentes d'identifier une variété de postures de chute. Par conséquent, il pourrait identifier une chute mortelle et informer les contacts d'urgence pour obtenir de l'aide.

(Évasion du microphone)

Comment fonctionne l'accéléromètre à capteur ?

L'accéléromètre à capteur fonctionne de deux manières :effet piézoélectrique et changement de capacité.

Effet piézoélectrique

Un Le capteur piézoélectrique a une structure cristalline microscopique qui génère des tensions lorsqu'il détecte une accélération. Par exemple, il y a des vibrations et l'appareil créera une tension pour indiquer une accélération proportionnelle.

Ces capteurs sont utilisés comme capteurs d'inclinaison ou de pression dans l'électronique grand public comme les téléphones portables et les tablettes tactiles.

(une image schématique du modèle électrique du capteur piézoélectrique)

Changement de capacité

La méthode de détection capacitive utilise la formule Force =Masse x pour mesurer l'accélération d'un objet. Par conséquent, il utilise la Force présente / Masse de l'élément en question. L'effet capacitif dans les MEMS fonctionne lorsque :

1. Il y a deux plaques capacitives
2. La masse de l'objet repose sur l'une des plaques, modifiant la capacité et mesurant ainsi la force.
3. Par conséquent, nous obtenons l'accélération de la force et de la masse d'un objet

3. L'application principale des accéléromètres

Le monde applique des accéléromètres à la science et à diverses industries dont les gens bénéficient largement. De l'ingénierie, de la biologie et de la médecine à la navigation et au transport, les accéléromètres à capteur jouent un rôle énorme dans nos vies.

• Sécurité automobile : Les accéléromètres à capteur font partie des systèmes de sécurité en cas de collision automobile. Par exemple, si un véhicule subit une force dynamique puissante, un ordinateur embarqué reçoit un signal électronique qui déploie les airbags lors d'une collision.

(image d'airbags déployés dans une voiture. Sécurité automobile.)

• Contrôle du jeu : Dans les jeux, l'accéléromètre de l'appareil de contrôle portable détecte l'inclinaison. Par conséquent, il est simple de contrôler les objets dans le jeu.
• État des machines : Les ingénieurs appliquent des capteurs de vibrations accéléromètres dans la surveillance des machines. Les accéléromètres mécaniques signalent toute vibration ou modification des équipements rotatifs tels que les turbines, les pompes, les ventilateurs et les rouleaux. Par conséquent, ces données permettent aux ingénieurs et aux techniciens d'effectuer immédiatement les ajustements nécessaires.

4. Comment sélectionner l'accéléromètre à capteur approprié ?

Pour des mesures précises de l'accélération, considérez :

1. Réponse en fréquence. Quelle est la sortie électrique de l'accéléromètre par rapport à une excitation mécanique sur une plage de fréquences ? Normalement, une bonne fréquence a + ou -5 % (généralement, 100 Hz).
2. Plusieurs axes. Vous pouvez monter trois accéléromètres à capteur sur un bloc de montage à 3 axes pour obtenir trois axes orthogonaux.

(image du vecteur plat de l'icône du gyroscope du smartphone. Accéléromètre du téléphone)

conclusion

Enfin, les capteurs d'accéléromètre obtiennent une application massive sur divers sujets sans se concentrer sur le placement du capteur. L'utilisation généralisée des smartphones permet l'utilisation d'accéléromètres pour des tâches simples telles que le mouvement de secousse et les changements d'orientation de l'écran. Néanmoins, les capteurs de type MEM trouvent une utilisation dans des tâches plus complexes.

Si vous avez besoin de plus d'informations sur les technologies de détection, chez WELLPcb, nous sommes heureux de vous orienter dans la bonne direction.