Questo articolo spiega cosa sono gli accelerometri e a cosa servono. Potrai anche vedere quali sono i diversi tipi di accelerometri e le principali applicazioni di un accelerometro.
Cos’è un accelerometro?
Un accelerometro è uno strumento che misura l’accelerazione. In poche parole, un accelerometro è un sensore utilizzato per determinare l’accelerazione subita da un corpo.
Alcuni accelerometri sono in grado di misurare non solo l’accelerazione lineare di un corpo negli assi X, Y e Z, ma anche la sua accelerazione angolare. Permettono quindi di determinare l’orientamento del corpo.
Ricorda che l’accelerazione è definita come una variazione della velocità nel tempo, quindi un accelerometro misura effettivamente come cambia la velocità.
Tipi di accelerometri
I diversi tipi di accelerometri sono:
- Accelerometro meccanico – Un tipo di accelerometro che misura l’accelerazione utilizzando molle ed estensimetri. Si basa sulla seconda legge di Newton per calcolare l’accelerazione.
- Accelerometro capacitivo – Un accelerometro che determina l’accelerazione misurando il movimento dei suoi strati capacitivi interni.
- Accelerometro piezoelettrico – Un tipo di accelerometro correlato all’effetto piezoelettrico. Quando un cristallo piezoelettrico viene deformato, una differenza di tensione appare proporzionale alla forza applicata, quindi l’accelerazione può essere calcolata in base al valore della tensione.
- Accelerometro piezoresistivo – Questo tipo di accelerometro è simile all’accelerometro piezoelettrico. La resistenza di alcuni materiali cambia quando viene applicata una tensione, quindi la variazione di resistenza viene trasformata in un segnale elettrico e con questa informazione si può misurare l’accelerazione.
- Accelerometro ad effetto Hall – Un sensore ad effetto Hall rileva i cambiamenti magnetici nel magnete dell’accelerometro.
Come funziona un accelerometro
In generale, il funzionamento di un accelerometro si basa sulla misurazione dell’accelerazione in ciascuno dei tre assi (X, Y e Z). In questo modo è possibile determinare l’accelerazione totale del corpo.
Logicamente, ogni tipo di accelerometro utilizza un modo diverso di misurazione. Ma normalmente, gli accelerometri utilizzano un meccanismo a molla o sensori elettrici per misurare l’accelerazione in ciascuno degli assi. Per scoprire come funziona ogni tipologia di accelerometro potete consultare la sezione qui sopra.
Inoltre, se il corpo subisce un’accelerazione nella direzione opposta al sensore, l’accelerometro misurerà l’accelerazione come un valore negativo. Ma se l’accelerazione ha la stessa direzione del sensore, sarà positiva.
App per l’accelerometro
L’accelerometro è un dispositivo che ha molte e molto diverse applicazioni, alcune delle quali sono spiegate di seguito:
- In ingegneria, l’accelerometro ha molti usi. Ad esempio, è possibile utilizzare un accelerometro per misurare l’accelerazione di un veicolo. Allo stesso modo, l’accelerometro viene utilizzato anche per determinare la vibrazione di una macchina o nei processi di controllo.
- Gli accelerometri vengono utilizzati anche in biologia per eseguire esperimenti. Ad esempio, è possibile utilizzare un accelerometro per calcolare il dispendio calorico di un animale quando vola o corre.
- Un accelerometro può anche avere applicazioni legate alla medicina o alla salute. Esistono quindi dispositivi elettrici che misurano la velocità e la distanza percorsa da un corridore utilizzando un accelerometro.
- Nello studio delle strutture, l’accelerometro ha molteplici usi, poiché consente di misurare l’impatto delle collisioni e di alcuni tipi di carichi difficili da determinare, come il carico del vento.
- Attualmente, gli smartphone sono generalmente dotati di un accelerometro integrato per poter eseguire calcoli relativi al movimento dello smartphone.
Accelerometro e giroscopio
Infine, vedremo in cosa differiscono accelerometri e giroscopi, poiché sono due tipi di strumenti di misura che si completano molto bene a vicenda.
Un giroscopio è uno strumento meccanico che misura l’orientamento spaziale di un dispositivo. Inoltre, i giroscopi consentono di calcolare la velocità di rotazione di un corpo.
La differenza tra un accelerometro e un giroscopio è che l’accelerometro misura l’accelerazione lineare di un corpo, mentre il giroscopio misura l’orientamento e la rotazione del corpo.
Questo è il motivo per cui le informazioni catturate da questi due tipi di sensori vengono spesso utilizzate per effettuare calcoli, poiché si completano molto bene a vicenda. Ad esempio, i telefoni cellulari solitamente contengono un accelerometro e un giroscopio.
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