Co to jest akcelerometr 3-osiowy?
3-osiowy akcelerometr jest urządzeniem zaprojektowanym do pomiaru przyspieszenia wzdłuż trzech osi w przestrzeni - przedniej i tylnej osi X, lewej i prawej osi Y oraz w górę i w dół osi Z. Ponieważ akcelerometr mierzy przyspieszenie w związku ze stanem swobodnego spadania, w którym nie działają na niego żadne siły oprócz grawitacji, przyspieszenie 3D jest uważane w stanie domyślnym zero lub w stanie nieważkości, mimo że sam akcelerometr ma masę. Właściwości 3-osiowego akcelerometru sprawiają zatem, że jest to kluczowy element bezwładnościowych systemów naprowadzających, takich jak pociski rakietowe lub samoloty, które mierzą zmiany przyspieszenia, które wpływają na stan bezwładności pojazdu.
Ponieważ czujniki systemu mikroelektromechanicznego (MEM) do pomiaru przyspieszenia stały się bardziej powszechne i niedrogie, 3-osiowy akcelerometr został włączony do kilku urządzeń konsumenckich. Można go wykorzystać do badania złożonych sił przyspieszenia podczas przejażdżek po wesołym miasteczku, kontrolerów gier wideo oraz do umożliwienia robotom podobnym do humanoida symulowania sposobu, w jaki ludzie chodzą. Technologia 3-osiowego akcelerometru została również włączona do systemów bezpieczeństwa i wibracji przy przewróceniu w samochodach, kontroli nawigacyjnych w transporcie masowym oraz stabilności w urządzeniach przemysłowych.
Technologia akcelerometru jest często porównywana z żyroskopem 3D, który działa również wzdłuż trzech osi i jest używana na statkach i samolotach jako urządzenie mechaniczne od wielu dziesięcioleci. Nowoczesna wersja komputerowego akcelerometru w tych aplikacjach oparta jest na czujniku mikroczipowym, który mierzy różnicową pojemność, która zachodzi podczas przyspieszania. Sygnał ten przekształca się w napięcie, które zasila układy sterowania. Większość 3-osiowych urządzeń przyspieszeniomierza jest wbudowanych w technologie, które pomagają pojazdom, układom sterowania i maszynom przemysłowym, takim jak pompy i sprężarki, pracować z maksymalną wydajnością, jednocześnie mierząc ruch obiektu względem siły grawitacji.
Pomysł, w jaki sposób działa 3-osiowy akcelerometr, doprowadził również do włączenia go do różnych nowoczesnych technologii. Przykładem są przenośne elektroniczne urządzenia wyświetlające, w których ekran obraca się w pozycji pionowej przeciwnej do grawitacji. Animowanych odczytów akcelerometru można jednak używać wraz z technologią przechwytywania ruchu do więcej niż tylko wyświetlania gier i ekranu telefonu. Te same dane można również analizować w celu określenia ruchu ciała ludzkiego pod kątem zużycia odzieży podczas użytkowania, w celu uzyskania optymalnej biokinetyki dla biegaczy i innych sportowców oraz w zastosowaniach medycznych, takich jak techniki resuscytacji krążeniowo-oddechowej (CPR).
Oprogramowanie wirtualnego akcelerometru jest teraz również dostępne do treningu defensywnego i wojskowego. Oprogramowanie mierzy 3-osiowe siły uderzenia akcelerometru, takie jak moc, prędkość i kierunek, względem manekina używanego w boksie, sztukach walki i treningu bojowym. Informacje zwrotne dają bezpośredni dostęp do słabych punktów techniki, które wymagają poprawy.