Akselerometer
Et akselerometer er en innretning for måling av akselerasjon og krefter indusert av tyngdekraft. Enkel- og fleraksemodeller er tilgjenglige for å detektere størrelsen og retningen på akselerasjonen som en vektorstørrelse. Akselerometere kan brukes for å måle helning, vibrasjon og støt. De brukes i økende grad i bærbar elektronikk.
Fysiske prinsipper rediger
Et akselerometer måler akselerasjonen og tyngdekraften den gjennomgår. Begge måles typisk i SI-enheter meter/sekund2 (m/s2) eller i g-krefter.
Virkningen av gravitasjon og akselerasjon er avhengige av hverandre ifølge ekvivalsensprinsippet. Målingen fra et akselerometer er forskjøvet som følge av lokal gravitasjon. Dette betyr uintuitivt at et akselerometer som hviler på jordas overflate, faktisk vil vise 1g langs den vertikale aksen. For å måle akselerasjon som følge av bare bevegelse, må denne forskyvingen trekkes fra. Langs alle horisontale retninger viser innretningen akselerasjon direkte. Omvendt vil innretningens utdata være null under fritt fall, da akselerasjonen følger tyngdekraften. Dette gjelder også i et romfartøy som er i bane, men ikke i et fall med luftmotstand, der krefter reduserer akselerasjonen til endelig fart er nådd. Først når den endelige farten er nådd, vil akselerometeret vise 1g som vertikal forskyvning.
I praktisk hensikt om å finne akselerasjonen til objekter i forhold til jorda, som for bruk i et treghetsstyrt navigasjonssystem, vil korreksjonen grunnet gravitasjon langs vertikalaksen normalt bli gjort automatisk. F.eks ved kalibrering ved hvileposison.
Struktur rediger
Moderne akselerometere er ofte små mikro-elektromekaniske systemer og er faktisk de enkleste MEMS-innretningene som finnes. De består stort sett av en frittbærende stang med et lodd (også kjent som seismisk masse) og en type elektronikk for måling av forskyvning. Under påvirkning av tyngdekraft eller akselerasjon blir loddet flyttet fra nøytralposisjonen. Forskyvningen måles analogt eller digitalt.
En annen type MEMS-basert akselerometer inneholder et lite varmeelement i bunnen av en veldig liten halvkule. Varmeeelementet varmer opp luft, som får halvkulen til å stige. Et termoelement på halvkulen bestemmer hvor den varme lufta treffer halvkula og forskyvningen fra sentrum er en måling for akselerasjon.
Enkelakse-, dobbelakse- og trippelaksemodeller eksisterer for å måle akselerasjon som en vektorstørrelse eller i en eller flere komponenter. MEMS-akselerometere er tilgjenglige for et vidt spekter av måleområder. Noen kan måle opp til tusener av g-krefter.