kiihtyvyysmittarit

Kiihtyvyysmittarit ovat antureita, jotka mittaavat kiihtyvyyden eli nopeuden muutoksen nopeudessa ajan suhteen. Arvot esitetään tavallisesti metreissä sekuntia toisessa (m/s^2) tai g-yksiköissä, missä 1 g vastaa 9,80665 m/s^2. Nykyiset kiihtyvyysmittarit ovat pääosin MEMS-pohjaisia sensoreita, joissa pienet liikkuvat rakenteet ja elektroniset muuntimet tuottavat sähköisen signaalin kiihtyvyyden komponentteina.

Toimintaperiaate: useimmat 3-akseliset kiihtyvyysmittarit mittaavat kiihtyvyyden kolmessa suunnassa (x, y ja z). Kapasitiiviset MEMS-kiihdyttimet perustuvat kapasitanssin muutoksen mittaamiseen ja muuntavat sen sähköiseksi signaaliksi. Piezoelektriset kiihdyttimet tuottavat sähköistä varausta mekaniikan vaikutuksesta ja soveltuvat usein korkea- ja nopeuskäyttöihin, mutta eivät yhtä hyvin staattisiin kiihtyyyksiin. Sitkeästikään DC-kiihtyvyyksiä voidaan mitta, mutta laitteen sovellus ja teknologiavalinta vaikuttavat siihen, kumman tyyppinen sensori on paras.

Käyttökohteet: kulutuselektroniikassa kuten älypuhelimissa, älykelloissa ja tableteissa, sekä ajoneuvojen inertiaratkaisuissa, droneissa ja robotiikassa. Tutkinnallisissa ja teollisissa sovelluksissa kiihtyvyysmittareita käytetään inertianavigaatioon, seismologiassa sekä mittauslaitteissa, joissa havaitaan tärinää ja iskua.

Rajoitukset ja kalibrointi: laitteet voivat olla herkkiä lämpötilavaihteluille, niillä on bias-drift ja ristikkäisherkkyyttä eri akselien välillä. Kalibrointi ja lämpötilasäätö parantavat tuloksia; signaalit suodatetaan ja näytteenottotaajuutta valitaan sovelluksen mukaan.

Historia: kiihtyvyysmittareita on kehitetty pitkään, mutta MEMS-tekniikka teki niistä pienikokoisia ja edullisia. 1990-luvun lopulta lähtien ne ovat yleistyneet merkittävästi ja nykyään ovat yleisessä käytössä monissa laitteissa.