가속도계 완벽 가이드: 센서 기술의 모든 것

센서 가속도계는 장치의 충격과 진동을 감지하고 고유 가속도의 크기와 방향을 측정합니다. 따라서 수많은 전자 장치, 항공기 및 기타 산업에서 찾아볼 수 있습니다. 이 글에서는 센서 가속도계의 복잡한 세부 사항과 일상생활에서의 응용을 강조합니다. 전자 애호가로서 가속도계에 대해 더 배우고 싶다면 올바른 페이지에 오셨습니다. WELLPCB는 전자 부품에 대한 역동적인 콘텐츠 제공에 전념합니다.

센서 가속도계란 무엇인가요?

센서 가속도계는 단순히 순간적인 정지 프레임에서 물체의 가속도를 식별하고 정량화하는 장치입니다.

가속도란 무엇인가요?

첫째, 가속도는 물체 속도의 변화율입니다(물체 변위/시간 변화). 정적 힘과 동적 힘이 가속도의 두 유형입니다. 마찰과 중력 같은 정적 힘은 물체에 지속적으로 작용합니다. 예를 들어 가속도계를 바닥에 가만히 두면 중력 때문에 지구의 가속도가 나타납니다. 반면 동적 힘은 물체의 다양한 단계에서 능동적으로 작용합니다.

센서-가속도계 구성

또한 가속도계는 1개, 2개 또는 3개의 직교 축에서 가속도를 측정하는 동적 센서입니다. 세 가지 모드 중 하나로 기능합니다:

• 속도와 위치 측정
• 2차원 또는 3차원에서 센서 기울기, 경사 또는 방향
• 진동 또는 충격 감지

(3축 가속도계를 나타내는 3D 큐브 그림)

MEMS(미세전자기계시스템)상의 가속도계

장치의 회전을 인식하여 화면을 원하는 각도로 '뒤집는' 역할을 합니다. 작은 기계적 및 전기기계적 요소인 MEMS를 통해 대부분의 장치에서 가속도계를 얻을 수 있습니다. 작은 크기 때문에 휴대폰 같은 휴대용 및 착용형 장치에서 찾아볼 수 있습니다.

새로운 3축 MEMS 및 자이로스코프 칩 기술 세대는 스마트워치가 다양한 낙상 자세를 식별하도록 합니다. 결과적으로 치명적인 낙상을 식별하고 비상 연락처에 알려 도움을 받을 수 있습니다.

(마이크로폰 브레이크아웃)

센서 가속도계는 어떻게 작동하나요?

센서 가속도계는 압전 효과와 정전 용량 변화 두 가지 방식으로 작동합니다.

압전 효과

압전 센서는 가속도를 감지할 때 전압을 생성하는 미세한 결정 구조를 가집니다. 예를 들어 진동이 있으면 장치는 비례 가속도를 나타내기 위해 전압을 생성합니다.

이런 센서는 모바일 폰과 터치패드 같은 가전제품에서 기울기 또는 압력 센서로 적용됩니다.

(압전 센서 전기 모델 회로도 이미지)

정전 용량 변화

정전 용량 감지 방법은 힘 = 질량 × 공식을 사용하여 물체의 가속도를 측정합니다. 따라서 해당 물체의 질량/존재하는 힘을 사용합니다. MEMS에서 정전 용량 효과는 다음과 같이 작동합니다:

1. 두 개의 정전 용량 플레이트가 있습니다
2. 물체 질량이 플레이트 중 하나에 놓여 정전 용량을 변경하여 힘을 측정합니다.
3. 따라서 물체의 힘과 질량으로부터 가속도를 얻습니다.

3. 가속도계의 주요 응용

세계는 사람들이 광범위하게 혜택을 받는 과학 및 다양한 산업에 가속도계를 적용합니다. 공학, 생물학, 의학에서 내비게이션과 운송까지 센서 가속도계는 우리 삶에서 큰 부분을 차지합니다.

• 자동차 안전: 센서 가속도계는 자동차 충돌 안전 시스템에 있습니다. 예를 들어 차량이 강력한 동적 힘을 경험하면 내장 컴퓨터가 충돌 시 에어백을 전개하는 전자 신호를 수신합니다.

(자동차 전개 에어백 이미지. 자동차 안전)

• 게임 제어: 게임에서 핸드헬드 제어 장치의 가속도계가 기울기를 감지합니다. 따라서 게임에서 물체를 제어하는 것이 간단합니다.
• 기계 건강: 엔지니어는 기계 모니터링에 가속도계 진동 센서를 적용합니다. 기계적 가속도계 장치는 터빈, 펌프, 팬, 롤러 같은 회전 장비의 진동이나 변화를 보고합니다. 따라서 그런 데이터로 엔지니어와 기술자가 즉시 필요한 조정을 할 수 있습니다.

4. 적절한 센서 가속도계 선택 방법

가속도의 정확한 측정을 위해 고려하세요:

1. 주파수 응답. 가속도계의 전기 출력이 주파수 범위에서 기계적 여기 대비 무엇인가요? 일반적으로 좋은 주파수는 ±5%(보통 100Hz)입니다.
2. 여러 축. 3축 마운팅 블록에 세 개의 센서 가속도계를 장착하여 3개의 직교 축을 얻을 수 있습니다.

(스마트폰 자이로스코프 아이콘 평면 벡터. 폰 가속도계)

결론

마지막으로 가속도계 센서는 센서 배치에 집중하지 않고 다양한 주제에 대규모로 적용됩니다. 광범위한 스마트폰 사용으로 흔들림 동작과 화면 방향 변경 같은 간단한 작업에 가속도계 사용이 가능합니다. 그럼에도 불구하고 MEMS 유형 센서는 더 복잡한 작업에 사용됩니다.

감지 기술에 대한 더 많은 정보가 필요하시면 WELLPcb에서 올바른 방향을 안내해 드리겠습니다.