▷ 加速度センサー: 概要、種類、操作、アプリケーション...

この記事では、加速度センサーとは何か、またその用途について説明します。また、さまざまなタイプの加速度センサーと加速度センサーの主な用途についても説明します。

加速度計とは何ですか?

加速度計は加速度を測定する機器です。簡単に言えば、加速度計は、身体が経験する加速度を測定するために使用されるセンサーです。

一部の加速度計は、X、Y、Z 軸における物体の直線加速度だけでなく、角加速度も測定できます。したがって、それらは体の向きを決定することを可能にします。

加速度は時間の経過に伴う速度の変化として定義されるため、加速度計は実際に速度がどのように変化するかを測定することに注意してください。

加速度計には次のような種類があります。

機械式加速度計– バネとひずみゲージを使用して加速度を測定する加速度計の一種。ニュートンの第 2 法則に基づいて加速度を計算します。
容量性加速度計– 内部の容量性層の動きを測定することによって加速度を測定する加速度計。
圧電加速度計– 圧電効果に関連する加速度計の一種。圧電結晶が変形すると、加えた力に比例して電圧差が現れるため、その電圧値から加速度を計算できます。
圧電抵抗加速度計– このタイプの加速度計は圧電加速度計に似ています。電圧が印加されると一部の材料の抵抗が変化するため、抵抗の変化は電気信号に変換され、この情報を使用して加速度を測定できます。
ホール効果加速度計– ホール効果センサーは、加速度計の磁石の磁気変化を検出します。

一般に、加速度計の動作は、 3 つの軸 (X、Y、Z) のそれぞれの加速度の測定に基づいています。このようにして、体の総加速度を決定することができます。

論理的には、加速度計の種類ごとに異なる測定方法が使用されます。しかし通常、加速度計はバネ機構または電気センサーを使用して各軸の加速度を測定します。それぞれのタイプの加速度センサーがどのように機能するかを調べるには、上記のセクションを参照してください。

さらに、身体がセンサーと反対方向の加速度を受けた場合、加速度センサーは加速度を負の値として測定します。ただし、加速度がセンサーと同じ方向の場合は正になります。

加速度計は、非常にさまざまな用途に使用できるデバイスであり、その一部については以下で説明します。

エンジニアリングでは、加速度計はさまざまな用途に使用されます。たとえば、加速度計を使用して車両の加速度を測定できます。同様に、加速度計は機械の振動や制御プロセスの測定にも使用されます。
加速度計は生物学の実験にも使用されます。たとえば、加速度計を使用して、動物が飛んだり走ったりするときのカロリー消費量を計算できます。
加速度計は、医学や健康に関連する用途にも使用できます。そのため、加速度計を使用してランナーの速度と移動距離を測定する電気機器があります。
構造の研究において、加速度計は衝突の衝撃や、風荷重などの特定の種類の荷重の測定が困難なため、さまざまな用途に使用されます。
現在、スマートフォンの携帯電話には一般的に加速度センサーが内蔵されており、スマートフォンの動きに関連した計算を実行できます。

最後に、加速度計とジャイロスコープがどのように異なるかを見ていきます。これらは互いに非常によく補完し合う 2 種類の測定器であるためです。

ジャイロスコープは、デバイスの空間方向を測定する機械機器です。さらに、ジャイロスコープを使用すると、物体の回転速度を計算できます。

加速度計とジャイロスコープの違いは、加速度計は物体の直線加速度を測定するのに対し、ジャイロスコープは物体の方向と回転を測定することです。

これら 2 種類のセンサーが取得した情報は、相互に非常によく補完し合うため、計算によく使用されます。たとえば、携帯電話には通常、加速度計とジャイロスコープが組み込まれています。

ジャイロスコープの詳細については、次のリンクをクリックしてください。