Nous utilisons des capteurs avec 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 Température , pression, humidité, direction, intensité lumineuse etc…. Un de ces capteurs, utilisé pour mesurer la vitesse et l'accélération des appareils, est le capteur accéléromètre.
Qu'est-ce qu'un capteur d'accéléromètre?
Le taux de changement de vitesse du corps par rapport au temps est appelé accélération. Selon la théorie relative, en fonction de l'objet relatif pris pour mesurer l'accélération, il existe deux types d'accélération. L'accélération correcte, qui est l'accélération physique du corps par rapport à l'inertie ou de l'observateur 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 correcte. Le capteur d'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 comme une masse déversée sur un ressort. Lorsque l'accélération est ressentie 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.
Capteur piézo-accéléromètre
Les accéléromètres sont disponibles sous forme d'appareils numériques et analogiques. Les accéléromètres sont conçus selon différentes méthodes. Piézoélectrique , des composants piézorésistifs et capacitifs sont généralement utilisés pour convertir le mouvement mécanique provoqué dans 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 la 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 , constitué d'une poutre en porte-à-faux avec 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 emballé sont nécessaires, les accéléromètres piézoélectriques sont le meilleur choix.
Applications
Les applications du capteur d'accéléromètre sont les suivantes:
- Pour les systèmes de navigation inertielle, des accéléromètres très sensibles sont utilisés.
- Pour détecter et surveiller les vibrations des machines tournantes.
- Pour afficher des images en position verticale sur les écrans d'appareils photo numériques.
- Pour la stabilisation du vol dans les drones.
- Les accéléromètres sont utilisés pour détecter l'orientation, coordonner l'accélération, les vibrations et 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 schémas comportementaux des animaux.
- Surveillance de la santé des machines.
- Pour détecter les défauts des machines rotatives.
- Ils 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 CPR.
- Les systèmes de navigation utilisent des capteurs accélérométriques pour connaître la direction.
- Les dispositifs de télédétection utilisent également des accéléromètres pour surveiller les volcans actifs.
Utilisations / Exemples
Certains des exemples d'applications du capteur d'accéléromètre sont les avions, les missiles, le réseau Quake-catcher pour la recherche scientifique des tremblements de terre, pompes , ventilateur, rouleaux, compresseurs, Zoll’s AED plus, footpods, rouleaux de compactage intelligents, système de déploiement d’airbag, système de contrôle électronique de stabilité dans les automobiles, trains basculants, 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 accéléromètre capteur présent dans votre Smartphone? Comment cela vous a-t-il aidé?
