عمل مستشعر التسارع وتطبيقاته

جرب أداة القضاء على المشاكل





نستخدم المستشعرات جنبًا إلى جنب مع أجهزتنا لمراقبة الكميات المادية المختلفة والتحكم فيها. تتفاعل الأجهزة مع المناطق المحيطة بمساعدة مجسات . مع ظهور التكنولوجيا ، لدينا اليوم مجموعة واسعة من المستشعرات في كل من الشكل التناظري والرقمي لقياس الكميات المادية مثل درجة الحرارة ، الضغط ، الرطوبة ، الاتجاه ، شدة الضوء ، إلخ ... أحد هذه المستشعرات ، المستخدمة لقياس سرعة وتسريع الأجهزة ، هو مستشعر التسارع.

ما هو مستشعر مقياس التسارع؟

معدل تغير سرعة الجسم بالنسبة للوقت يسمى التسارع. وفقًا للنظرية النسبية ، اعتمادًا على الكائن النسبي المأخوذ لقياس التسارع ، هناك نوعان من التسارع. التسارع المناسب ، وهو التسارع المادي للجسم بالنسبة إلى القصور الذاتي أو المراقب الذي يكون في حالة راحة بالنسبة إلى الجسم الذي يتم قياسه.




يعتمد تسريع الإحداثيات على اختيار نظام الإحداثيات واختيار المراقبين. هذا لا يساوي التسارع المناسب. مستشعر مقياس التسارع هو جهاز كهروميكانيكي يستخدم لقياس التسارع المناسب للجسم.

مبدأ العمل

مبدأ العمل الأساسي الأساسي لمقياس التسارع هو كتلة ملقاة في زنبرك. عندما يختبر هذا الجهاز التسارع ، يتم إزاحة الكتلة حتى يتمكن الربيع من تحريك الكتلة بسهولة ، بنفس المعدل الذي يساوي التسارع الذي يشعر به. ثم يتم استخدام قيمة الإزاحة هذه لقياس التسارع.



حساس التسارع

حساس التسارع

تتوفر أجهزة قياس التسارع كأجهزة رقمية وأجهزة تناظرية. تم تصميم أجهزة قياس التسارع باستخدام طرق مختلفة. كهرضغطية تستخدم المكونات المقاومة للضغط والسعة عمومًا لتحويل الحركة الميكانيكية الناتجة في مقياس التسارع إلى إشارة كهربائية.

تتكون مقاييس التسارع الكهرضغطية من بلورات مفردة. هذه تستخدم التأثير الكهروإجهادي لقياس التسارع. عند تطبيقها على الإجهاد ، تولد هذه البلورات جهدًا يتم تفسيره لتحديد السرعة والاتجاه.


تستخدم مقاييس التسارع السعوية عنصرًا مصغرًا من السيليكون. هنا يتم إنشاء السعة عندما يتم استشعار التسارع ويتم تحويل هذه السعة إلى جهد لقياس قيم السرعة.

مقاييس التسارع الحديثة هي الأصغر ممس ، تتكون من شعاع ناتئ مع كتلة دليل. تتوفر مقاييس التسارع كأشكال ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد لقياس السرعة جنبًا إلى جنب مع الاتجاه. عندما تكون هناك حاجة إلى نطاق التردد العلوي ، ونطاق درجات الحرارة المرتفعة ، ووزن العبوة المنخفض ، فإن مقاييس التسارع الكهرضغطية هي الخيار الأفضل.

التطبيقات

تطبيقات مستشعر التسارع هي كما يلي:

  • بالنسبة لأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي ، يتم استخدام مقاييس التسارع شديدة الحساسية.
  • لاكتشاف ومراقبة الاهتزازات في الآلات الدوارة.
  • لعرض الصور في وضع عمودي على شاشات الكاميرات الرقمية.
  • لتحقيق استقرار الطيران في الطائرات بدون طيار.
  • تستخدم مقاييس التسارع لاستشعار الاتجاه وتنسيق التسارع والاهتزاز والصدمة.
  • يستخدم لاكتشاف موضع الجهاز في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة.
  • تسجيل عالي التردد للتسريع ثنائي المحور وثلاثي المحاور في التطبيقات البيولوجية للتمييز بين الأنماط السلوكية للحيوانات.
  • مراقبة صحة الآلات.
  • للكشف عن الأعطال في الآلات الدوارة.
  • تستخدم هذه أيضًا في مراقبة البناء والهيكل لقياس حركة واهتزاز الهيكل عند تعرضه لأحمال ديناميكية.
  • لقياس عمق الضغطات الصدرية للإنعاش القلبي الرئوي.
  • تستفيد أنظمة الملاحة من مستشعرات مقياس التسارع لمعرفة الاتجاه.
  • تستخدم أجهزة الاستشعار عن بعد أيضًا مقاييس التسارع لمراقبة البراكين النشطة.

الاستخدامات / الأمثلة

بعض الأمثلة على تطبيقات مستشعر التسارع هي الطائرات والصواريخ وشبكة Quake-catcher للبحث العلمي عن الزلازل ، مضخات ، مروحة ، بكرات ، ضواغط ، Zoll’s AED plus ، أقدام ، بكرات ضغط ذكية ، نظام نشر الوسادة الهوائية ، نظام التحكم الإلكتروني بالثبات في السيارات ، القطارات المائلة ، قياس الجاذبية ، كاميرات الفيديو ، Glogger VS2 ، الهواتف المحمولة ، إلخ ...

نعم ، يوجد مقياس تسارع في هاتفك الذكي أيضًا. يتم استخدامه مع الجيروسكوب لقياس زاوية واتجاه الهاتف. هل لاحظت عمل مقياس التسارع جهاز استشعار موجود في الهاتف الذكي الخاص بك؟ كيف ساعدتك؟