Kiihtyvyysmittareilla

Kiihtyvyysmittareilla tarkoitetaan laitteita, jotka mittaavat kappaleen kiihtyvyyden kolmiulotteisesti. Yleensä mittaukset jaetaan kolmeen ulottuvuuteen: x, y ja z, jolloin kokonaiskiihtyvyys muodostuu näiden suuntaisten kiihtyvyyksien yhdistelmästä. Mittaustulokset voivat olla sekä suoraan signaaleja että prosessoituja arvoja, joita voidaan käyttää liikkeen, suunnanmuutoksen tai tärinän tulkintaan.

Periaate ja teknologia: Nykyisin yleisimmät ovat MEMS-pohjaiset kiihtyvyysmittarit. MEMS-kiihdyttimet ovat pienikokoisia ja energiatehokkaita sekä integroitavissa moniin laitteisiin. Kapasitiiviset MEMS-kiihdyttimet seuraavat kapasitanssin muutoksia massan liikkeen vaikutuksesta, kun taas piezoelektriset ratkaisut tuottavat sähköisen vasteen kiihtyvyyden muutoksen perusteella. Lisäksi käytössä ovat optiset ja joissain tapauksissa erikoisrakenteet, jotka soveltuvat tiettyihin mittausvaatimuksiin.

Käyttökohteet: Kiihtyvyysmittareita hyödynnetään laajasti kuluttajaelektroniikassa (älypuhelimet, älykellot), ajoneuvojen vakaus- ja turvallisuusjärjestelmissä sekä teollisissa mittaus- ja monitorointijärjestelmissä, kuten tärinänseurannassa ja rakenteiden arvioinnissa.

Kalibrointi ja virhelähteet: Tarkka mittaus edellyttää kalibrointia offsetin, herkkyyden ja ristikkäisvaikutusten osalta. Lämpötilavaihtelut, kohina ja sähkömagneettiset häiriöt voivat heikentää tuloksia, minkä vuoksi suoritetaan säännöllisiä kalibrointeja ja kompensaatiota.

Rajoitukset: MEMS-kiihtyvyysmittareiden dynaaminen alue, bias-drift ja long-term stabiilisuus voivat rajoittaa erittäin suurten tai erittäin pienien kiihtyvyyksien luotettavaa mittaamista. Tämä vaikuttaa sekä nopean liikkeen että pysyvän tilan erotteluun.