Principio di funzionamento dell'accelerometro
La componente sensibile converte il segnale di accelerazione del punto di misura nel corrispondente segnale elettrico, entra nel circuito preamplificatore, migliora il rapporto segnale/rumore del segnale attraverso il circuito di condizionamento del segnale, e quindi esegue la conversione analogico/digitale per ottenere un segnale digitale, che viene infine inviato al computer per la memorizzazione e la visualizzazione dei dati.
Quando l'elemento sensore si muove ad un'accelerazione di a, il blocco di massa è sottoposto ad una forza inerziale opposta alla direzione di accelerazione, causando una deformazione proporzionale all'accelerazione di a, con conseguente sollecitazione e deformazione sul fascio a sbalzo. La deformazione è avvertita dalla resistenza di diffusione incollata sulla trave a sbalzo. In funzione dell'effetto piezoresistivo del silicio, il valore di resistenza della resistenza di diffusione cambia proporzionalmente alla deformazione. Questa resistenza viene utilizzata come braccio del ponte per misurare l'accelerazione misurando la variazione della tensione di uscita del ponte.
Quando l'oggetto da testare si muove, il supporto e l'oggetto da testare accelerano simultaneamente. I componenti piezoelettrici sono sottoposti a forze inerziali nella direzione opposta di massa e accelerazione, che generano cariche alternate (tensione) sulle due superfici del cristallo. Quando la frequenza di vibrazione è molto inferiore alla frequenza naturale del sensore, la carica di uscita (tensione) del sensore è proporzionale alla forza applicata 2
Il principio di un accelerometro lineare è il principio di inerzia, che è l'equilibrio delle forze. A (accelerazione)=F (forza inerziale)/M (massa), è sufficiente misurare F. come misurare F? Per bilanciare questa forza, è sufficiente utilizzare la forza elettromagnetica. Possiamo ottenere la relazione tra F e Current. Per calibrare questo coefficiente di scala, è sufficiente utilizzare gli esperimenti. Naturalmente, la trasmissione, l'amplificazione e il filtraggio del segnale al centro fanno parte del circuito.
Un accelerometro rileva naturalmente l'accelerazione dei propri componenti. Non approfondiamo la sua implementazione fisica. Si può immaginare che all'interno del chip sia presente un'area di vuoto e che il dispositivo di rilevamento sia posizionato in quest'area. Provoca variazioni di tensione attraverso l'azione della forza inerziale e fornisce valori quantitativi attraverso l'ADC interno.