Acelerometros En La Industria

Acelerómetro.
Se denomina acelerómetro a cualquier instrumento destinado a medir aceleraciones. Esto no es necesariamente la misma que la aceleración de coordenadas (cambio de la velocidad del dispositivo en el espacio), sino que es el tipo de aceleración asociadas con el fenómeno de peso experimentada por una masa de prueba que se encuentra en el marco de referencia del dispositivo. Un ejemploen el que este tipo de aceleraciones son diferentes es cuando un acelerómetro medirá un valor sentado en el suelo, ya que las masas tienen un peso, a pesar de que no hay cambio de velocidad. El principio básico del acelerómetro (como el de otros sensores) depende de un sistema de masas y resortes. La tensión y la fuerza en resortes están descritas por la ley de Hooke. Esta ley propone: ``la fuerzade resistencia o la fuerza para establecer la posición de equilibrio en un resorte, es proporcional a la cantidad de fuerza al estirarlo o comprimirlo”. Además de la ley de Hooke, los acelerómetros también están basados en la segunda ley de Newton que relaciona la fuerza con masa y aceleración. Esto implica que un sistema acelerado producirá una fuerza de acuerdo a la relación la fuerza haceque el resorte en el acelerómetro (o materia elástica), se expanda o se comprima. Nótese que la aceleración ocurre solo en un sentido y por lo tanto para que el acelerómetro mida movimientos en un plano, se necesita duplicar el sistema en una dirección perpendicular a la original.









Un acelerómetro popular, se utiliza el principio de capacitancia para medir el desplazamiento de unsistema elástico que consiste en una barra de silicio sujetada por cuatro hilos.
A esta configuración se adicionan tres placas metálicas que forman dos condensadores. La placa de la mitad cambia la distancia entre las placas de los extremos.

El principio de capacitancia se utiliza para almacenar energía y los condensadores son los dispositivos electrónicos utilizados en este fenómeno. Uncondensador consiste de dos placas de metal paralelas. La cantidad o capacidad de almacenar carga eléctrica depende del material que se ponga entre éstas, además de la separación entre las dos. La capacitancia está dada por donde , es el coeficiente del material y , la separación entre las placas. La figura siguiente es un modelo de un acelerómetro con capacitancia













Tiposde acelerómetros.
Acelerómetros mecánicos.
Emplean una masa inerte y resortes elásticos. Los cambios se miden con galgas extensiométricas, incluyendo sistemas de amortiguación que evitan la propia oscilación. También se emplean sistemas rotativos desequilibrados que originan movimientos oscilatorios cuando están sometidos a aceleración (servo acelerómetros) o detectan el desplazamiento de unamasa inerte mediante cambios en la transferencia de calor (acelerómetros térmicos).


Acelerómetros piezoeléctricos.
Su funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico. La palabra piezo de origen griego significa “apretar”, por lo que se puede deducir su comportamiento: una deformación física del material causa un cambio en la estructura cristalina y así cambian las característicaseléctricas. Su principal inconveniente radica en su frecuencia máxima de trabajo y en la incapacidad de mantener un nivel permanente de salida ante una entrada común. El funcionamiento de este tipo de acelerómetros se basa en las propiedades de los cristales piezo-eléctricos. Estos cristales cuando son sometidos a alguna fuerza producen una corriente eléctrica, a causa de la variación de su estructuracristalina.


Acelerómetros piezo-resistivos.
Un acelerómetro piezo-resistivo a diferencia de uno piezo-eléctrico utiliza un sustrato en vez de un cristal piezo-eléctrico, en esta tecnología las fuerzas que ejerce la masa sobre el sustrato varían su resistencia, que forma parte de un circuito que mediante un puente de Whetstone mide la intensidad de la corriente. La ventaja de esta...