Mes naudojame jutiklius kartu su savo prietaisais stebėdami ir valdydami įvairius fizinius kiekius. Prietaisai sąveikauja su aplinka jutikliai . Atsiradus technologijoms, šiandien mes turime platų jutiklių spektrą tiek analogine, tiek skaitmenine forma, kad matuotume tokius fizinius dydžius temperatūra , slėgis, drėgmė, kryptis, šviesos intensyvumas ir kt. Vienas iš tokių jutiklių, naudojamas prietaisų greičiui ir pagreičiui matuoti, yra akselerometro jutiklis.
Kas yra akselerometro jutiklis?
Kūno greičio pokyčio greitis laiko atžvilgiu vadinamas pagreičiu. Pagal santykinę teoriją, priklausomai nuo santykinio objekto, paimto pagreičiui matuoti, yra du pagreičio tipai. Tinkamas pagreitis, tai yra kūno fizinis pagreitis, palyginti su inercija, arba stebėtojas, kuris yra ramybės būsenoje matuojamo objekto atžvilgiu.
Koordinačių pagreitis priklauso nuo koordinačių sistemos pasirinkimo ir stebėtojų pasirinkimo. Tai nelygu tinkamam pagreičiui. Akselerometro jutiklis yra elektromechaninis įtaisas, naudojamas matuoti tinkamą objekto pagreitį.
Darbo principas
Pagrindinis pagreičio matuoklio veikimo principas yra toks, kaip išmetama masė ant spyruoklės. Kai šis įtaisas patiria pagreitį, masė pasislenka tol, kol spyruoklė gali lengvai judinti masę tuo pačiu greičiu, lygiu jos pajustam pagreičiui. Tada ši poslinkio vertė naudojama matuojant pagreitį.
Pjezo akcelerometras-jutiklis
Akselerometrai yra prieinami kaip skaitmeniniai ir analoginiai įrenginiai. Akselerometrai kuriami naudojant skirtingus metodus. Pjezoelektrinis , pjezorezistiniai ir talpiniai komponentai paprastai naudojami akselerometro sukeltam mechaniniam judesiui paversti elektriniu signalu.
Pjezoelektrinius akselerometrus sudaro vienkristalai. Jie naudoja pjezoelektrinį efektą pagreičiui matuoti. Pritaikius stresui, šie kristalai sukuria įtampą, kuri aiškinama norint nustatyti greitį ir orientaciją.
Talpiniai akselerometrai naudoja silicio mikro apdirbtą elementą. Čia talpa generuojama, kai jaučiamas pagreitis ir ši talpa paverčiama įtampa greičio vertėms matuoti.
Šiuolaikiniai akselerometrai yra mažiausi MEMS , susidedantis iš konsolinės sijos su patikrinta mase. Akselerometrai yra dviejų ir trijų matmenų formos, skirtos greičiui matuoti kartu su orientacija. Kai reikalingas viršutinio dažnio diapazonas, aukštos temperatūros diapazonas ir mažas supakuotas svoris, pjezoelektriniai akselerometrai yra geriausias pasirinkimas.
Programos
Akselerometro jutiklio pritaikymas yra toks:
- Inercinėms navigacijos sistemoms naudojami labai jautrūs akselerometrai.
- Aptikti ir stebėti besisukančių mašinų vibracijas.
- Skaitmeninių fotoaparatų ekranuose vaizdai rodomi vertikalioje padėtyje.
- Skrydžio stabilizavimui bepiločiuose orlaiviuose.
- Akselerometrai naudojami orientacijai pajusti, koordinuoti pagreitį, vibraciją, smūgį.
- Naudojama nustatyti nešiojamųjų kompiuterių ir mobiliųjų įrenginių padėtį.
- Dviašio ir triašio pagreičio dažnio registravimas taikant biologinius metodus, skiriant gyvūnų elgesio modelius.
- Mašinų būklės stebėjimas.
- Norėdami nustatyti rotatorių mašinų gedimus.
- Jie taip pat naudojami pastatų ir konstrukcijų stebėjimui matuoti konstrukcijos judėjimą ir vibraciją veikiant dinaminėms apkrovoms.
- Norėdami išmatuoti CPR krūtinės ląstos suspaudimų gylį.
- Navigacijos sistemos naudoja akselerometro jutiklius, kad žinotų kryptį.
- Nuotolinio jutimo prietaisai taip pat naudoja akselerometrus aktyviems ugnikalniams stebėti.
Naudojimas / pavyzdžiai
Kai kurie akselerometro jutiklio taikymo pavyzdžiai yra orlaiviai, raketos, žemės drebėjimų moksliniams tyrimams tinklas „Quake-catcher“, siurbliai , ventiliatorius, ritinėliai, kompresoriai, „Zoll’s AED plus“, kojelės, intelektualūs tankinimo volai, oro pagalvių išdėstymo sistema, elektroninė automobilių stabilumo kontrolės sistema, pakreipiami traukiniai, gravimetrija, vaizdo kameros, „Glogger VS2“, mobilieji telefonai ir kt.
Taip, akselerometras yra ir jūsų išmaniajame telefone. Jis naudojamas kartu su giroskopu matuoti telefono kampą ir orientaciją. Ar pastebėjote akselerometras jutiklis yra jūsų išmaniajame telefone? Kaip tai jums padėjo?
