Acelerómetro sensor de movimiento o vibración

Que es un acelerómetro?

Un acelerómetro es un sensor que sirve para medir la fuerza de aceleración, ya sea estática o dinámica, estos sensores son útiles para medir vibraciones y movimientos en un sistema.

acelerometro

Como funciona un acelerómetro?

El funcionamiento depende de su tipo, ya que las composiciones son distintas, pero siempre cumplen una función principal que es medir el desplazamiento de placas, resortes, etc. En el caso de un acelerómetro capacitivo estos están compuestos por capas capacitivas internas, ya sea que estén fijas o contengan unos pequeños resortes, al aplicar una fuerza de aceleración sobre el sensor, las placas se mueven una a otra, esto ocasiona que la capacitancia entre ellas cambie. A partir de estos cambios en la capacitancia es con lo que se puede determinar la aceleración.

function acelerometro
Tipos de acelerómetros

Existen diversos tipos y diseños que aunque todos tienen el mismo fin pueden ser muy distintos unos de otros según la aplicación a la cual van destinados y las condiciones en las que han de trabajar.

  • Mecánicos
  • Capacitivos
  • Piezo eléctricos
  • Piezo resistivos
  • Térmicos


Acelerómetro mecánico 

Emplean una masa inerte (medida de resistencia de una masa al cambio de velocidad) y resortes elásticos. Los cambios se miden con galgas extensiométricas, incluyendo sistemas de amortiguación que evitan la propia oscilación.

En este tipo de acelerómetro, utiliza una o más galgas extensométricas que hacen de puente entre la carcasa del instrumento y la masa inercial, la aceleración produce una deformación de la galga que se traduce en una variación en la corriente detectada por un puente de Whetstone, la deformación es directamente proporcional a la aceleración aplicada al acelerómetro.

acelerometro mecanico
Acelerómetro capacitivo  

Están compuestos por capas capacitivas internas, ya sea que estén fijas o contengan unos pequeños resortes, al aplicar una fuerza de aceleración sobre el sensor, las placas se mueven una a otra, esto ocasiona que la capacitancia entre ellas cambie. A partir de estos cambios en la capacitancia es con lo que se puede determinar la aceleración.

acelerometro capacitivo

Acelerómetro piezoeléctrico 

Su funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico.  por lo que se puede deducir su comportamiento: una deformación física del material causa un cambio en la estructura cristalina y así cambian las características eléctricas.

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 estructura cristalina.

acelerometro piezo electric

Acelerómetro piezoresistivo

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.

acelerometro piezoresistivo

Acelerómetro térmico

Utilizando un sustrato de silicio en el cual se hace un hueco para meter una pequeña resistencia que hace de calentador, con dos termopares en los extremos. Con esta estructura conseguimos que se forme una cavidad de aire caliente, llamamos burbuja, sobre los termopares.

La principal característica de estos dispositivos es que tienen sólo un elemento móvil, la burbuja diminuta de aire caliente, herméticamente sellado dentro de una cavidad existente en el encapsulado del sensor. Cuando una fuerza externa como el movimiento, la inclinación, o la vibración es aplicada, la burbuja de aire caliente se mueve de una forma análoga al mismo. El cambio de estado dentro de la cavidad del integrado, produce un voltaje que es función de la diferencia de temperatura y que tras ser amplificado, condicionado, se proporciona como salida el valor de un voltaje absoluto.

Referencia:

bibing

 

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *