Acelerometros

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 1 SENSORES

INTEGRANTE: FABIO VALDELAMAR DAZA

DOCENTE: JUAN CARLOS MARTÍNEZ

MICROCONTROLADORES FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR CARTAGENA –BOLIVAR 2013

Research assignment        Cada estudiante escogerá un tipo diferente de sensor. Encuentre ejemplos de sensores en esa categoría. Para cada ejemplo Explique el principio físicoEscriba la ecuación de transferencia Incluya imagines o dibujos Encuentre una referencia, y precio de un sensor y describa los pines y su uso. Sensores de aceleración

Figura 1. Ejemplos de sensores Características de los sensores de aceleración: Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior ytransformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.Un acelerómetro puede especificarse como un dispositivo de un solo grado que tiene algún tipo de masa sísmica (a veces llamada prueba de masa), sistema de un apoyo primaveral y una estructura con propiedades de amortiguación como se muestra en la figura.

Figura 2. Comportamiento de las ondas dentro delsensor

Modelo matemático de un acelerómetro está representada por la EQ

Para resolver la ecuación, es conveniente utilizar la transformación de Laplace, que produce

Donde X (s) y A son (s) las transformadas de Laplace de x (t) y d2y/dt2, respectivamente. Despejando X (s), obtenemos:

Se introduce una variable = ω0 convencional √ ecuación. Se puede expresar como:

, y 2ζω0 = B / M,entonces la

El valor de ω0 representa el acelerómetro de la frecuencia angular natural y ζ del coeficiente de amortiguación normalizada. Vamos a configurar

Entonces, la ecuación se convierte en X (s) = G (s) A (s) y la solución se puede expresar en términos de la inversa del operador transformada de Laplace como

Que, desde el teorema de convolución para la transformada de Laplace, se puedeexpresar como

d2y/dt2 es la aceleración de entrada del cuerpo del acelerómetro.

Cuando se calibra, varias características de un acelerómetro se deben determinar: 1. La sensibilidad es la proporción de una salida eléctrica a la entrada mecánica. Es generalmente expresada en términos de voltios por unidad de aceleración en las condiciones especificadas. 2. Respuesta de frecuencia es la señal dela salida en un rango de frecuencias donde el sensor debe estar operando. Se especifica con respecto a una frecuencia de referencia, que es donde la sensibilidad se especifica. 3. La frecuencia de resonancia en un sensor no amortiguada muestra como un pico bien definido que puede ser 3-4 dB mayor que la respuesta a la frecuencia de referencia. En una nearcritically amortiguado dispositivo, elresonante no puede ser claramente visible, por lo tanto, el desplazamiento de fase se measured. At la frecuencia de resonancia, es 180 ◦ de que en la referencia frecuencia. 4. Cero estímulo de salida (para sensores capacitivos y piezoresistivo) se especifica para el posición del sensor donde su sensible (activo) es perpendicular al eje de la Tierra la gravedad, es decir, en los sensores que tienenuna componente de corriente continua en la señal de salida, el efecto gravitatorio debe ser eliminado antes de la salida, ya que no mecánica de entrada se determina. 5. La linealidad del acelerómetro se especifica en el rango dinámico de la entrada señales.

Acelerómetros piezoresistivos

Como un elemento sensor, un acelerómetro piezorresistivo incorpora medidores de deformación, que medir latensión en la masa de apoyo al resortes. La cepa puede estar directamente relacionado con la magnitud y la velocidad de desplazamiento en masa y, posteriormente, con una aceleración. Estos dispositivos pueden detectar aceleraciones en un amplio rango de frecuencias: de corriente continua hasta 13 kHz. Con un diseño adecuado, que puede soportar overshock hasta 10.000 g. Naturalmente, un rango...