دفتر اصفهان : ۰۳۱۳۲۳۷۲۵۵۰ دفتر تهران : ۰۲۱۸۸۸۵۳۶۲۰ ۸:۰۰-۱۸:۰۰
دفتر اصفهان : ۰۳۱۳۲۳۷۲۵۵۰ دفتر تهران : ۰۲۱۸۸۸۵۳۶۲۰ ۸:۰۰-۱۸:۰۰
خرید مطمئن
رضایت مشتری
انتخاب صحیح
بالاترین کیفیت
مشاوره مهندسی
کارشناسان مجرب

سنسور شتاب سنج

سنسور شتاب سنج

گروه پینیون نمایندگی فروش انواع سنسور در ایران، برای سفارش خرید و استعلام قیمت انواع سنسور شتاب سنج تماس بگیرید.

سنسور شتاب سنج

بدن درحال حرکت معمولا لرزش را تجربه می‌کند. وقتی که تلفن همراه بر روی زمین می‌افتد، در معرض شوک قرار می‌گیرد. زمانی که یک وسیله نقلیه در یک مسیر پر پیچ و خم حرکت می‌کند، لرزش را تجربه می‌کند. به همین ترتیب، موقعیت‌های بسیاری وجود دارد که یک شی با لرزش مواجه شود. گاهی اوقات اشیا سالم می‌مانند و گاهی نیز آسیب می‌بینند. زمانی که اشیا حساس مانند شیشه به درستی بسته‌بندی شوند، می‌توانند در مقابل لرزش مقاومت کنند. چگونه می‌توانیم پیش‌‌بینی کنیم که یک سیستم سالم خواهد ماند یا خیر؟ درحالی که برخی از ارتعاشات مطلوب هستند، برخی نیز می‌توانند مختل‌کننده و یا حتی مخرب باشند. به همین دلیل اغلب نیاز داریم تا علل لرزش را بشناسیم و روش‌هایی برای اندازه‌گیری و جلوگیری از آن‌ها ایجاد کنیم.

توانایی مقاومت یک سیستم در برابر لرزش‌ها به سطح “g” قابل تحمل برای سیستم بستگی دارد. برای اندازه‌گیری “g” از سنسور شتاب‌سنج استفاده می‌شود.

شتاب‌سنج سنسوری است که شتاب فیزیکی را که یک جسم به دلیل نیروهای اینرسی و یا تحریک مکانیکی تجربه می‌کند، اندازه‌گیری می‌کند. شتاب به عنوان میزان تغییر سرعت در یک زمان مشخص تعریف می‌شود. شتاب درواقع سرعت تغییر سرعت را اندازه می‌گیرد. و این یک بردار است که هم مقدار دارد و هم جهت. همانطور که سرعت سنج یک ابزار برای اندازه‌گیری سرعت است، شتاب‌سنج نیز ابزاری برای اندازه‌گیری شتاب است. توانایی شتاب‌سنج برای اندازه‌گیری شتاب را می‌توان برای اندازه‌گیری شیب، لرزش، چرخش، گرانش و… استفاده کرد. شتاب‌سنج‌ها با استفاده از سنسور شیب ساخته می‌شوند.

اصولا اصطلاح شتاب‌سنج به مبدل‌هایی اطلاق می‌شود که از یک عنصر سنجش مکانیکی و مکانیزمی که حرکت مکانیکی را به خروجی الکتریکی تبدیل می‌کند، تشکیل شده است. نمای کلی یک شتاب‌سنج را می‌توانید در شکل زیر مشاهده کنید.

ساختمان شتاب سنج

انواع سنسورهای شتاب سنج

شتاب‌سنج‌ها با استفاده از اصول سنجش مختلفی طراحی می‌شوند:

پتانسیومتر

یکی از ساده‌ترین انواع شتاب‌سنج‌ها، پتانسیومتر است. پتانسیومتر را با یک جسم فلزی به برف‌پاک‌کن متصل می‌کنند. فرکانس طبیعی این دستگاه‌ها به طور کلی کمتر از ۳۰ هرتز است. درنتیجه کاربرد آن‌ها را اندازه‌گیری لرزش‌ها در فرکانس پایین محدود می‌کنند. اما این شتاب‌سنج‌ها می‌توانند تا ۰ هرتز را اندازه‌گیری کنند. تصویر یک شتاب‌سنج پتانسیومتری را می‌توانید در زیر مشاهده کنید:

پتانسیومتر

شتاب سنج خازنی

شتاب‌سنج‌های خازنی، تغییر در ظرفیت الکتریکی را باتوجه به شتاب حس می‌کنند. در این نوع از شتاب‌سنج‌ها از خازن منفرد یا خازن دیفرانسیل استفاده می‌شود که دیفرانسیل راج‌تر است.

شتاب سنج خازنی

شتاب سنج پیزوالکتریک

این شتاب‌سنج‌ها از اثر پیزوالکتریک استفاده می‌کنند. زمانی‌که مواد پیزوالکتریک فشرده می‌شوند، تغییر شکل می‌یابند و یک بار الکتریکی بر روی آن‌ها ایجاد می‌شود. در شتاب‌سنج‌های پیزوالکتریک از مواد پیزوالکتریک به عنوان قطعات فعال استفاده می‌شود. در مقایسه با انواع دیگر شتاب‌سنج‌ها، شتاب‌سنج پیزوالکتریک مزایای منحصربفدی را ارئه می‌دهد:

  • طیف گسترده فرکانسی
  • عدم نیاز به نیروی خارجی
  • عدم وجود پارگی و سایش به علت نداشتن قطعات متحرک
  • طیف گسترده دینامیکی

شتاب سنج پیزو الکتریک

شتاب سنج پیزومقاومتی

در این شتاب‌سنج‌ها از مواد پیزومقاومتی استفاده می‌شود. درصورت استفاده از نیرو، مقاومت دربرابر این فشارها تغییر می‌کند. تغییرات مقاومت برای اندازه‌گیری شتاب مونیتور می‌شود.عناصر پیزومقاومتی، معمولا در ساختار ماشین‌های میکرو استفاده می‌شود. آن‌ها پاسخ واقعی DC دارند. آن‌ها می‌توانند در بازه‌ای طراحی شوند تا بازه g1000-  تا g1000+  را اندازه‌گیری کنند.

شتاب سنج اثر هال

این شتاب‌سنج‌ها تغییرات ولتاژ ناشی از تغییر در میدان مغناطیسی را اندازه‌گیری می‌کنند.

شتاب سنج رزونانسی

شتاب سنج نوری

 

معرفی برخی مشخصات شتاب سنج ها:

  • محور حساسیت (Sensitive Axis): شتاب‌سنج‌ها برای شناسایی ورودی‌ها با اشاره به یک محور طراحی شده است. شتاب‌سنج‌های تک‌محوره می‌توانند وروردی‌ها را فقط در طول یک محور اندازه‌گیری کنند. اما شتاب‌سنج‌های سه محوره می‌توانند ورودی‌ها را در هر فضا تشخیص دهند.
  • رنج دینامیکی (Dynamic Range): به حداکثر ارتعاشات دامنه گفته می‌شود که می‌تواند توسط یک شتاب‌سنج قبل از اعوجاج اندازه‌گیری شود.
  • حساسیت (Sensitivity): به توانایی شتاب‌سنج در تشخیص حرکت گفته می‌شود. درواقع نسبت بازده الکتریکی سنسور به ورودی مکانیکی است.
  • پاسخ فرکانسی (Frequency Response): حداکثر انحراف از حساسیت در محدوده فرکانس را نشان می‌دهد.

 

در هنگام خرید سنسور شتاب سنج به چه نکاتی باید توجه کنیم؟

  • اولین نکته‌ای که در هنگام انتخاب شتاب‌سنج باید به آن توجه کنیم، رنج اندازه‌گیری شتاب‌سنج است. هرچه شتاب‌سنج رنج پایین‌تری را اندازه‌گیری کند، حساسیت بیشتری دارد. این رنج می‌تواند از g1 ± تا g250 ± باشد.
  • انتخاب شتاب‌سنج به شکل و اندازه جسمی که شتاب آن باید اندازه‌گیری شود نیز ارتباط مستقیم دارد.
  • رابط کاربری سنسور شتاب‌سنج یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب آن‌ها می‌باشد. رابط کاربری شتاب‌سنج‌ها می‌تواند آنالوگ، دیجیتال و PWM باشد. البته به این علت که بیشتر میکروکنترلرها تبدیل‌کننده آنالوگ به دیجیتال دارند، آسان‌ترین رابط کاربری برای کار با سنسورها، این رابط می‌باشد.
  • میزان تمیز یا آلوده بودن محیطی که اندازه‌گیری در آن صورت می‌گیرد در انتخاب شتاب‌سنج اهمیت دارد.
  • تعدا جهت‌هایی (x, y, z) که شتاب‌سنج توانایی اندازه‌گیری آنها را دارد نیز در انتخاب شتاب‌سنج اهمیت دارد.
  • میزان انرژی مصرفی شتاب‌سنج نیز گاهی اوقات می‌تواند در انتخاب شتاب‌سنج اثرگذار باشد.
  • برخی از شتاب‌سنج‌ها نیز ویژگی‌های خاص دیگری مانند خاصیت تشخیص سقوط آزاد، تشخیص ضربه، جبران‌سازی حرارتی و… دارند.

کاربردهای شتاب سنج

  • نظارت بر دستگاه
  • اندازه‌گیری لرزش‌های زلزله و پس‌لرزه
  • در بازی‌های ویدیویی مانند پلی‌استیشن۳
  • در ایربگ در ماشین‌ها
  • در سیستم ناوبری داخلی برای اندازه‌گیری موقعیت، سرعت و جهت یک جسم
  • در دوربین فیلمبرداری برای ثبات تصویر
رضا عسگری
درباره نویسنده

یک دیدگاه بگذارید

Enter Captcha Here : *

Reload Image