Co to jest akcelerometr pojemnościowy?
Akcelerometry można konstruować na różne sposoby, ale wszystkie służą tym samym dwóm podstawowym celom. Pojemnościowy akcelerometr wykorzystuje mechanizm wykrywania, znany jako pojemnościowy czujnik przyspieszenia, do pomiaru zarówno przyspieszenia statycznego, jak i sił przyspieszenia dynamicznego. Uwzględniając wszystkie akcelerometry, zwykle istnieje pewien rodzaj obwodu elektrycznego połączonego z mechanizmem czujnikowym w celu przedstawienia mocy wyjściowej lub napięcia jej pomiarów.
Statyczna siła przyspieszenia jest generowana przez przyciąganie grawitacyjne. Podczas pomiaru przyspieszenia statycznego za pomocą akcelerometru pojemnościowego pomiary przedstawiają kąt pochylenia, pod jakim urządzenie jest trzymane lub zawieszane w stosunku do siły grawitacji Ziemi. Wspólną funkcją wielu nowoczesnych telefonów komórkowych, smartfonów i osobistych asystentów cyfrowych (PDA) jest to, że orientacja ekranu zmienia się w zależności od kąta, pod jakim trzymane jest urządzenie.
Siła dynamicznego przyspieszania generowana jest przez wibracje wynikające z ruchu. Pomiar drgań pozwala pojemnościowemu akcelerometru określić, w którym kierunku porusza się urządzenie i z jaką prędkością. Dodatkowo można zmierzyć przyspieszenie dynamiczne, aby śledzić wpływ, jaki napotyka obiekt.
Pojemnościowe czujniki przyspieszenia przyczyniają się do gromadzenia całej energii statycznego i dynamicznego przyspieszenia. Podstawowa konstrukcja tego mechanizmu składa się z ruchomej mikrostruktury lub oscylatora w połączeniu z co najmniej jedną mikrostrukturą w stanie stałym lub stacjonarnym, która przechowuje pojemność, zapewniając definicję nazwy „pojemnościowy akcelerometr”. Pojemność lub energia wytwarzana przez te elementy ładuje obwód elektryczny, do którego przymocowany jest czujnik.
Obwody elektryczne są przeznaczone do pomiaru mocy wyjściowej lub napięcia generowanego przez mechanizm czujnikowy. Poprzez szereg obwodów detekcyjnych, które mierzą napięcia szczytowe, napięcia szczytowe są mierzone przyrostowo. Pomiary są przetwarzane przez wzmacniacz, który zapewnia sumę wszystkich podanych pomiarów jako końcowej mocy wyjściowej. Ostatecznym wyjściem byłby odczyt pokazany użytkownikowi zbierającym dane z urządzenia.
Spektrum zastosowań akcelerometru pojemnościowego szybko wzrosło wraz z postępem technologii wielu branż. Przyspieszeniomierze pojemnościowe można przypisać jako środki do wielu tak wielkich postępów. Dzięki zastosowaniu pojemnościowego akcelerometru inżynierowie byli w stanie zebrać niezbadane dane i jeszcze bardziej ulepszyć swoje produkty. Dzięki temu konsumenci mają dostęp do produktów, takich jak bezpieczniejsze samochody i bardziej rozrywkowe gry, które wymagają od użytkownika interakcji z otoczeniem.