Микромеханический акселерометр

Приборы и датчики (измерительные преобразователи) – устройства, дающие информацию о параметрах окружающей среды.

Датчик – устройство, которое анализирует окружающую среду по параметрам и выдает информацию в виде напряжения, тока, частоты, фазы, которые могут быть восприняты управляющими и исполнительными органами для поддержания требуемого параметра.

Прибор, в отличие от датчика, дает возможность оператору визуализировать процесс, представить в виде формы, понятной оператору.

Акселерометр – измерительный прибор, измеряющий кажущееся ускорение объекта.

Микромеханический акселерометр – акселерометр, выполнен по технологии МЭМС, в состав которого входит инерционная масса – чувствительный элемент, воспринимающий воздействие ускорения.

Области применения МЭМС акселерометра:

ü автомобильная промышленность – в системе безопасности - при повышении максимально допустимого ускорения срабатывает система безопасности, в противоугонных системах как измеритель угла наклона и вибраций;

ü система защиты от падений – защита жесткого диска в КПК или мобильном телефоне;

ü спорт – встраивание датчика и системы обработки данных в кроссовки спортсмена, использование датчика для определения силы удара в теннисе;

ü в системах автомобильной и персональной навигации – определение места положения объекта в большинстве случаев по сигналу спутников, прием которых не всегда надежен. На короткое время эти функции может взять на себя комбинация акселерометра и гироскопа.

Типы перемещения ЧЭ:

1. Линейный акселерометр (рис.1)

2. ЧЭ углового типа (рис.2)

Целью проведения испытания акселерометра является определение следующих параметров:

ü смещение нулевого сигнала (К₀) − это выходной сигнал акселерометра при воздействии на него входного нулевого ускорения;

Рисунок 1 – Графики выходного сигнала акселерометра (идеальных и реальных) в зависимости от задаваемого ускорения.

ü крутизна выходной характеристики (масштабный коэффициент) (К1) – отношение выходного сигнала к входному ускорению при условии, что ускорение постоянно;

ü нелинейность (К2,3…n) – максимальное отклонение реальной характеристики от идеальной;

Рисунок 5.2 – Графики зависимости выходного сигнала от воздействующего ускорения.

ü неточность выставки базы Δy, Δz;

Рисунок 5.3 – Схематичное представление идеального и реального воздействий ускорения.

ü влияние перекрестных ускорений ay, az – чувствительность акселерометра к ускорениям, действующим в направлениях, перпендикулярных оси чувствительности.