Акселерометр

Акселеро́метр (від лат. accelerare — прискорювати і грец. μετρέω — вимірювати), акцелерометр — прилад для вимірювання прискорення (перенавантаження) в машинах і системах, що рухаються зі змінною швидкістю, а також для відстеження орієнтації пристроїв відносно напряму земної гравітації.

Конструкція

Основою конструкції акселерометра є чутливий елемент (так звана сейсмічна маса), який при виникненні прискорення зміщується за рахунок гнучкого зв’язку (пружини). Змінюється довжина пружини, з’єднаної з потенціометричним перетворювачем, з якого знімається вихідний сигнал, пропорційний вимірюваному прискоренню. Для запобігання аварій у разі критичних прискорень у акселерометрі встановлено демпфер, який гасить енергію ударів чутливого елемента в його крайніх положеннях. Три таких прилади, об'єднані в одну систему і зорієнтовані по осях, дозволяють отримувати інформацію про стан предмета у тривимірному просторі.

Класифікація

Відповідно до застосування (для вимірювання лінійних чи кутових прискорень) акселерометри поділяються на лінійні та кутові. Є також маятникові акселерометри — це лінійні акселерометри з кутовим переміщенням сейсмічної маси.

За кількістю вимірюваних складових прискорення акселерометри поділяються на одновісні, двовісні та тривісні, за типом чутливого елемента — на гіроскопічні (сейсмічною масою служить гіроскоп) і негіроскопічні (сейсмічна маса — тверде тіло).

За принципом дії розрізняють механічні та електромеханічні акселерометри: у механічних прискорення сприймається маятниковим пристроєм, у якому під його дією виникає відхилення маятника від положення рівноваги, у електромеханічних — тензодавачем, що змінює свій електричний параметр (опір, індуктивність або ємність) залежно від механічної деформації, пропорційної прискоренню. До акселерометрів відносять також вимірювачі прискорень лінійних вібрацій (вібродавачі, віброакселерометри).

Застосування

Акселерометри використовуються в системах навігації і управління літаків, ракет та інших літальних апаратів, кораблів та підводних човнів; у промислових системах контролю вібрацій верстатів, виробничих ліній та агрегатів; в автомобілях за їх допомогою працюють відеорєстратори, системи розгортання подушок безпеки, антиблокувальні системи гальм, системи курсової стійкості, адаптивні підвіски, адаптивний круїзконтроль тощо.

В інформаційних технологіях акселерометри застосовують для захисту жорстких дисків під час падінь та струсів: акселерометри віддають головкам зчитування команду зайняти безпечне положення, що значно знижує ризики пошкодження диску і втрати інформації.

У мобільних пристроях акселерометри використовуються для управління розташуванням зображення на моніторі (альбомне чи книжкове), а також для виконання пристроєм певних функцій при зміні його орієнтації у просторі (поворот дисплею, струшування, удар тощо).

Література

Попович М. Г., Ковальчук О. В. Теорія автоматичного керування. Київ : Либідь, 1997. 544 с.
Современные информационные технологии в задачах наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов. Москва : Физматлит, 2009. 550 с.
Лазарєв Ю. Ф. Основи теорії чутливих елементів систем орієнтації. Київ : НТУУ "КПІ", 2011. 644 с. URL: http://kafpson.kpi.ua/Arhiv/lazarev_bondar_ukr.pdf
Бортникова В. О. Математическая модель метода нагрузки на чувствительный элемент акселерометра // Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології у виробництві та освіті: стан, досягнення, перспективи розвитку: Матеріали Всеукр. наук.-практ. Internet-конф. Черкаси, 2015. URL: http://globalnauka.com/naukova_ukraina/1680.html