Kiihtyvyysmittausta

Kiihtyvyysmittausta tarkoitetaan kappaleen kiihtyvyyden määrittämistä ajan funktiona. Kiihtyvyys a kuvaa nopeuden muutoksen nopeutta, ja sen SI-yksikkö on metriä sekunnin toiseen (m/s²). Kiihtyvyysmittauksia käytetään sekä tieteellisissä tutkimuksissa että käytännön sovelluksissa, joissa liikettä, voimia tai rakenteiden dynamiikkaa halutaan analysoida.

Mittaukseen käytetään kiihtyysantureita, joista yleisimmät ovat MEMS-pohjaiset kiihtyvyysanturit sekä perinteiset piezoelektriset ja kapasitanssipohjaisetanturit. Modernit järjestelmät, joita kutsutaan inertial measurement -yksiköiksi (IMU), yhdistävät kiihtyvyys- ja gyroskooppisensorit sekä joskus magnetometrit, jolloin saadaan sekä lineaarista että kulmanopeuksiin liittyvää tietoa.

Dataa voidaan käyttää sellaisenaan kiihtyvyytenä tai integroituna nopeutena ja edelleen sijaintina. Integrointi tuottaa nopeuden ja paikan, mutta siihen liittyy usein vinoutumaa sekä kohinaa, minkä vuoksi kalibrointi, lämpötilan huomiointi ja signaalin suodatus (esim. Kalman-suodatin) ovat olennaisia.

Sovelluksia ovat muun muassa autojen turvallisuusjärjestelmät (esim. törmäyksen havaitseminen ja airbagin ajoitus), älypuhelimet ja kannettavat laitteet, robotiikka sekä rakennusten ja infrastruktuurin dynaaminen valvonta sekä seismologia, joissa kiihtyvyysmittauksilla voidaan kartoittaa maapallon liikkeet ja maanjäristysten dynamiikka.