Акселерометр

Акселерометр (от лат. accelero — ускоряю и греч. metréō — измеряю), прибор для измерения ускорения (перегрузок), возникающего на космических летательных аппаратах, ракетах, самолётах и др. движущихся объектах, при испытаниях машин, двигателей и т. д. Различают А.: в зависимости от вида движения — линейный и угловой; по принципу действия — механический, электромеханический и др.; по назначению — измеряющий ускорение как функцию времени или пути и максимальный, измеряющий момент достижения объектом заданного значения ускорения или максимальное значение ускорения в быстропротекающем процессе, например при ударе. А. с записывающим устройством называется акселерографом.

  Ускорение воспринимается: в линейном (с одной степенью свободы) механическом А. (рис.) — маятниковым устройством, в котором под действием ускорения возникает отклонение маятника от положения равновесия (размер отклонения показывает стрелка на шкале, отградуированной в единицах ускорения); в электромеханическом А. — тензодатчиком, изменяющим свой электрический параметр (сопротивление, индуктивность или ёмкость) в зависимости от механической деформации, пропорциональной ускорению; в максимальном А. — или маятниковым устройством, разрывающим контакт в электрической цепи при достижении объектом исследования заданного значения ускорения, или пьезоэлектрическим датчиком, вырабатывающим электрическое напряжение при механическом сжатии под действием сил инерции. В электромеханических и максимальных А. ускорения регистрируются на экране осциллографа, на который после усиления поступают электрические сигналы с воспринимающих ускорение устройств.

  При небольших (до 10 гц) частотах колебаний деталей машин или движущихся объектов для измерений больших ускорений применяют механические А.; при повышенных частотах — электромеханические А.; при вибрационных измерениях ускорений в диапазоне частот 10 гц — 20 кгц — максимальные А. Максимальные А. позволяют измерять ускорения от 1 см/сек2 до 30 км/сек2 (0,001 до 3000 g, где g — ускорение свободного падения).

  В гравиметрии при определениях ускорений силы тяжести на море и в воздухе используют трёхкомпонентные А., с помощью которых регистрируют и учитывают ускорения, обусловленные качкой корабля или самолёта в месте установки гравиметра или маятникового прибора. Применяемые в гравиметрии А. рассчитаны на диапазон измерения ускорений в несколько сот см/сек2 и имеют точность порядка 1 см/сек2

    Лит.: Фридлендер Г. О. и Селезнев В. П., Пилотажные манометрические приборы, компасы и автоштурманы, М., 1953; Иориш Ю. И., Измерение вибрации. Общая теория, методы и приборы. М., 1956.

Общий вид и схема авиационного механического акселерометра: 1 — грузик маятника, отклоняющийся под действием ускорения; 2 — пружина; 3 — ось; 4 — зубчатый сектор; 5 — зубчатое колесо; 6 — стрелка; 7 — стрелка, фиксирующая максимальное значение ускорения.

Акселерометр (лат. accelero — ускоряю и греч. metréō — измеряю), прибор, измеряющий проекцию кажущегосяускорения (разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением (ускорением силы тяготения)). Существуют трёхкомпонентные (трёхосевые) А., которые позволяют измерять ускорение сразу по трем осям. В трёхмерном измерении ( 3-D ).

Некоторые А. также имеют встроенные системы сбора и обработки данных. Это позволяет создавать завершенные системы для измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами.

А. может применяться как для измерения проекций абсолютного линейного ускорения, так и для косвенных измерений проекции гравитационного ускорения. Последнее свойство используется для создания инклинометров. А. входят в состав инерциальных навигационных систем, где полученные с их помощью измерения интегрируют, получая инерциальную скорость и координаты носителя, при регистрации амплитуд выше собственной резонансной частоты можно измерять непосредственно собственную скорость А.

Электронные А. часто встраиваются в мобильные устройства (в частности, в телефоны) и применяются в качестве шагомеров, датчиков для определения положения в пространстве, автоматического поворота дисплея и других целей.

В игровых приставках А. используются для управления без использования кнопок — путем поворотов в пространстве, встряхиваний и т. д. Например, в контролерах Wii Remote и Playstation Move присутсвует А.

А. используют в жестких дисках для активации механизма защиты от повреждений полученных в результате ударов, встрясок и падений. А. реагирует на внезапное изменение положения устройства и паркует головки жесткого диска, что позволяет предотвратить повреждение диска и потерю данных. Такая технология защиты используется в основном вноутбуках, нетбуках и на внешних накопителях.

А. в промышленной вибродиагностике является вибропреобразователем, измеряющим виброускорение в системах неразрушающего контроля и защиты.

Основными параметрами А. являются

• Пороговая чувствительность (разрешение) — величина минимального изменения кажущегося ускорения, которое способен определить прибор.

• Смещение нуля — показания прибора при нулевом кажущемся ускорении.

• Случайное блуждание — среднеквадратичное отклонение от смещения нуля.

• Нелинейность — изменения зависимости между выходным сигналом и кажущимся ускорением при изменении кажущегося ускорения.