Acelerómetros
Páginas: 38 (9493 palabras)
Publicado: 29 de diciembre de 2012
Instrumentación Electrónica Acelerómetros
Autor: Xabier Mata Martínez UPV/EHU 16/12/2012
Instrumentación Electrónica
16 de diciembre de 2012
Índice
Índice ............................................................................................................................................. 2 Íntroducción.................................................................................................................................. 3 Definición acelerómetro ............................................................................................................... 5 Estructura ...................................................................................................................................... 6 Tipos de acelerómetros................................................................................................................. 7 Acelerómetros mecánicos ........................................................................................................ 7 Acelerómetros piezoeléctricos ................................................................................................. 7 Acelerómetrospiezoresistivos.................................................................................................. 9 Acelerómetros capacitivos ..................................................................................................... 10 Acelerómetros térmicos ......................................................................................................... 11Servoacelerómetros................................................................................................................ 13 Principios de funcionamiento ..................................................................................................... 14 Acelerómetros micromecánicos (MEMS).................................................................................... 15Aplicaciones................................................................................................................................. 18 Eleccion del acelerómetro adecuado .......................................................................................... 24 Fabricantes .................................................................................................................................. 27 Bibliografía.................................................................................................................................. 37
Acelerómetros
Página 2
Instrumentación Electrónica
16 de diciembre de 2012
Introducción
Las técnicas convencionales para detectar y medir la aceleración se fundamenta en el primer principio descubierto por Newton y descritos en su Principio de Newton en 1687. La aceleración constante deuna masa implica una fuerza F = m⋅ a , donde F es la fuerza, a es la aceleración y m es la masa.
Fig. 1. Principio de la aceleración
Muchos acelerómetros operan detectando la fuerza ejercida en una masa por una imitación elástica. Considerando un sistema mecánico simple, que consiste en una masa fija m , con un muelle con una rigidez k (constante). Si la masa se desplaza una distancia x ,la aceleración debida a la fuerza restauradora del muelle es F = k ⋅ x . Substituyendo en la ecuación de Newton, encontramos que a = k ⋅ x / m y podemos derivar la magnitud de la aceleración observando el desplazamiento x de la masa fija. Este principio fundamental se utiliza hasta en el más sofisticado y caro acelerómetro electromecánico; así también trabajan los modernos acelerómetrosmicromecanizados. La aceleración es el cambio de la velocidad. La unidad de medida es: m/s², aunque podemos encontrarnos referencias de acelerómetros cuyo rango de actuación sea de varios g, donde g se define como 1g = 9.8m/s². La medida de la aceleración es muy utilizada últimamente gracias a las excelentes prestaciones de los sensores desarrollados para ser aplicados en sistemas de seguridad en...
Autor: Xabier Mata Martínez UPV/EHU 16/12/2012
Instrumentación Electrónica
16 de diciembre de 2012
Índice
Índice ............................................................................................................................................. 2 Íntroducción.................................................................................................................................. 3 Definición acelerómetro ............................................................................................................... 5 Estructura ...................................................................................................................................... 6 Tipos de acelerómetros................................................................................................................. 7 Acelerómetros mecánicos ........................................................................................................ 7 Acelerómetros piezoeléctricos ................................................................................................. 7 Acelerómetrospiezoresistivos.................................................................................................. 9 Acelerómetros capacitivos ..................................................................................................... 10 Acelerómetros térmicos ......................................................................................................... 11Servoacelerómetros................................................................................................................ 13 Principios de funcionamiento ..................................................................................................... 14 Acelerómetros micromecánicos (MEMS).................................................................................... 15Aplicaciones................................................................................................................................. 18 Eleccion del acelerómetro adecuado .......................................................................................... 24 Fabricantes .................................................................................................................................. 27 Bibliografía.................................................................................................................................. 37
Acelerómetros
Página 2
Instrumentación Electrónica
16 de diciembre de 2012
Introducción
Las técnicas convencionales para detectar y medir la aceleración se fundamenta en el primer principio descubierto por Newton y descritos en su Principio de Newton en 1687. La aceleración constante deuna masa implica una fuerza F = m⋅ a , donde F es la fuerza, a es la aceleración y m es la masa.
Fig. 1. Principio de la aceleración
Muchos acelerómetros operan detectando la fuerza ejercida en una masa por una imitación elástica. Considerando un sistema mecánico simple, que consiste en una masa fija m , con un muelle con una rigidez k (constante). Si la masa se desplaza una distancia x ,la aceleración debida a la fuerza restauradora del muelle es F = k ⋅ x . Substituyendo en la ecuación de Newton, encontramos que a = k ⋅ x / m y podemos derivar la magnitud de la aceleración observando el desplazamiento x de la masa fija. Este principio fundamental se utiliza hasta en el más sofisticado y caro acelerómetro electromecánico; así también trabajan los modernos acelerómetrosmicromecanizados. La aceleración es el cambio de la velocidad. La unidad de medida es: m/s², aunque podemos encontrarnos referencias de acelerómetros cuyo rango de actuación sea de varios g, donde g se define como 1g = 9.8m/s². La medida de la aceleración es muy utilizada últimamente gracias a las excelentes prestaciones de los sensores desarrollados para ser aplicados en sistemas de seguridad en...
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