In diesem Artikel wird erklärt, was Beschleunigungsmesser sind und wofür sie verwendet werden. Außerdem erfahren Sie, welche verschiedenen Arten von Beschleunigungsmessern es gibt und welche Hauptanwendungen ein Beschleunigungsmesser hat.
Was ist ein Beschleunigungsmesser?
Ein Beschleunigungsmesser ist ein Instrument, das die Beschleunigung misst. Einfach ausgedrückt ist ein Beschleunigungsmesser ein Sensor, der die Beschleunigung eines Körpers bestimmt.
Einige Beschleunigungsmesser sind in der Lage, nicht nur die lineare Beschleunigung eines Körpers in der X-, Y- und Z-Achse, sondern auch seine Winkelbeschleunigung zu messen. Sie ermöglichen somit die Bestimmung der Körperorientierung.
Denken Sie daran, dass Beschleunigung als zeitliche Änderung der Geschwindigkeit definiert ist. Ein Beschleunigungsmesser misst also tatsächlich, wie sich die Geschwindigkeit ändert.
Arten von Beschleunigungsmessern
Die verschiedenen Arten von Beschleunigungsmessern sind:
- Mechanischer Beschleunigungsmesser – Eine Art Beschleunigungsmesser, der die Beschleunigung mithilfe von Federn und Dehnungsmessstreifen misst. Es basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz zur Berechnung der Beschleunigung.
- Kapazitiver Beschleunigungsmesser – Ein Beschleunigungsmesser, der die Beschleunigung durch Messung der Bewegung seiner internen kapazitiven Schichten bestimmt.
- Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser – Eine Art Beschleunigungsmesser, der sich auf den piezoelektrischen Effekt bezieht. Wenn ein piezoelektrischer Kristall verformt wird, erscheint eine Spannungsdifferenz proportional zur ausgeübten Kraft, sodass die Beschleunigung basierend auf dem Spannungswert berechnet werden kann.
- Piezoresistiver Beschleunigungsmesser – Dieser Beschleunigungsmessertyp ähnelt dem piezoelektrischen Beschleunigungsmesser. Der Widerstand einiger Materialien ändert sich, wenn eine Spannung angelegt wird. Daher wird die Widerstandsänderung in ein elektrisches Signal umgewandelt und mit dieser Information kann die Beschleunigung gemessen werden.
- Hall-Effekt-Beschleunigungsmesser – Ein Hall-Effekt-Sensor erkennt magnetische Veränderungen im Beschleunigungsmesser-Magneten.
Wie ein Beschleunigungsmesser funktioniert
Im Allgemeinen basiert die Funktionsweise eines Beschleunigungsmessers auf der Messung der Beschleunigung in jeder der drei Achsen (X, Y und Z). Auf diese Weise lässt sich die Gesamtbeschleunigung des Körpers ermitteln.
Logischerweise verwendet jeder Beschleunigungsmessertyp eine andere Messmethode. Normalerweise verwenden Beschleunigungsmesser jedoch einen Federmechanismus oder elektrische Sensoren, um die Beschleunigung in jeder Achse zu messen. Um herauszufinden, wie jeder Beschleunigungsmessertyp funktioniert, können Sie den Abschnitt oben lesen.
Wenn der Körper außerdem eine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung zum Sensor erfährt, misst der Beschleunigungsmesser die Beschleunigung als negativen Wert. Wenn die Beschleunigung jedoch die gleiche Richtung wie der Sensor hat, ist sie positiv.
Beschleunigungsmesser-Apps
Der Beschleunigungsmesser ist ein Gerät mit vielen und sehr unterschiedlichen Anwendungen, von denen einige im Folgenden erläutert werden:
- In der Technik hat der Beschleunigungsmesser viele Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise kann ein Beschleunigungsmesser verwendet werden, um die Beschleunigung eines Fahrzeugs zu messen. Ebenso wird der Beschleunigungsmesser auch zur Bestimmung der Vibration einer Maschine oder bei Steuerungsprozessen eingesetzt.
- Beschleunigungsmesser werden auch in der Biologie zur Durchführung von Experimenten eingesetzt. Beispielsweise kann ein Beschleunigungsmesser verwendet werden, um den Kalorienverbrauch eines Tieres beim Fliegen oder Laufen zu berechnen.
- Ein Beschleunigungsmesser kann auch Anwendungen im medizinischen oder gesundheitsbezogenen Bereich haben. So gibt es elektrische Geräte, die mithilfe eines Beschleunigungsmessers die Geschwindigkeit und zurückgelegte Distanz eines Läufers messen.
- Bei der Untersuchung von Strukturen hat der Beschleunigungsmesser viele Einsatzmöglichkeiten, da er die Messung der Auswirkungen von Kollisionen und bestimmter Arten von Lasten ermöglicht, die schwer zu bestimmen sind, wie z. B. Windlast.
- Heutzutage verfügen Smartphones im Allgemeinen über einen eingebauten Beschleunigungsmesser, um Berechnungen im Zusammenhang mit der Bewegung des Smartphones durchführen zu können.
Beschleunigungsmesser und Gyroskop
Abschließend werden wir sehen, wie sich Beschleunigungsmesser und Gyroskope unterscheiden, da es sich um zwei Arten von Messgeräten handelt, die sich sehr gut ergänzen.
Ein Gyroskop ist ein mechanisches Instrument, das die räumliche Ausrichtung eines Geräts misst. Darüber hinaus ermöglichen Gyroskope die Berechnung der Rotationsgeschwindigkeit eines Körpers.
Der Unterschied zwischen einem Beschleunigungsmesser und einem Gyroskop besteht darin, dass der Beschleunigungsmesser die lineare Beschleunigung eines Körpers misst, während das Gyroskop die Ausrichtung und Drehung des Körpers misst.
Aus diesem Grund werden die von diesen beiden Sensortypen erfassten Informationen häufig für Berechnungen verwendet, da sie sich sehr gut ergänzen. Beispielsweise enthalten Mobiltelefone normalerweise einen Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop.
Um mehr über das Gyroskop zu erfahren, klicken Sie auf den folgenden Link: