加速度センサの原理

前提知識
　・ニュートンの法則
　・圧電素子 , ひずみゲージの原理

■基本原理
バネの原理を利用し、バネの変位量から与えられた加速度(力)を測定するのが、加速度センサの代表的な原理の一つです。



バネ定数をK[N/m]、バネの変位量をx[m]とすると、フックの法則によりバネにかかる力F[N]は以下。



ここで上式をニュートンの第2法則 F=maと比較すると以下となり、バネの変位量から加速度が解ります。



■バネの変位量の求め方
以下の様に導体板の静電容量の変化によってバネの変位量を計測する方法があります。その他にも圧電素子やひずみゲージを使って変位量を求める手法もあります。



■センサ概略図
以上を踏まえて、静電容量式のセンサ概略図は以下となります。



■センサの性質における注意点
加速度センサは自由落下させても重力加速度は計測できません。それは基準位置が既に重力加速度が考慮された状態になっており、センサを自由落下させても中のバネの変位量は基準位置より変化しないからです。



また、センサを回転方向に動かしても加速度は計測されません。回転方向に働く力を計測するためには角速度センサが必要になります。



■センサ応用例
加速度センサを使って路面の傾斜/勾配角を求める事ができます。こちらを参照。

サブチャンネルあります。⇒ 何かのお役に立てればと

関連記事一覧 トップメニュー 電気・電子回路 電気回路の基本 ・電気回路図の読み方の基本 ・オームの法則,キルヒホッフの法則 ・直列回路, 並列回路 ・電力 ・伝送損失 ・インピーダンス ・交流電流 ・回路素子外観 コイル ・RL回路 ・電磁弁 , リレー コンデンサ ・コンデンサの原理 ・RC回路 ・RC回路② ・RLC回路 ・RLC回路のインピーダンス ・Xコンデンサ, Yコンデンサ 半導体 ・半導体の原理 ・トランジスタ ・ダイオード 　・還流ダイオード 　・ツェナーダイオード 　・整流回路 抵抗 ・プルアップ/プルダウン抵抗 ・終端抵抗 電圧変換器 ・変圧器(AC-AC) ・AC-DCコンバータ ・DC-DCコンバータ ・インバータ(DC-AC) オペアンプ ・オペアンプの原理 ・反転増幅回路 ・コンパレータ デジタル回路 ・デジタル回路とは ・集積回路用語 ・論理回路 ・加算器、減算器 ・フリップフロップ ・シフトレジスタ ・マイコン構成要素 ・CPUパッケージの種類 ・メモリ(ROM等) ・フラッシュメモリ ・DRAM ・AD(アナログデジタル)変換 モーター ・モータの種類 ・モータの構造, 部品名 ・モータの損失 ・モータの電流位相 ・ブラシ付きDCモータ ・ブラシレスDCモータ ・ACモータ(誘導電動機) ・3相/2相変換, クラーク変換 ・dq変換, パーク変換 ・正弦波生成, 三角波比較方式 ・ベクトル制御 センサ ・温度センサ ・圧力センサ ・回転検出センサ ・加速度センサ ・ジャイロセンサ その他 ・ローサイド/ハイサイド駆動 ・回路の故障検出 ・ブレッドボード ・アース , 漏電ブレーカ ・T-T接地, T-N接地 ・感電の原因 ・サージ電流 ・Hブリッジ回路 ・PWM制御 ・スイッチの種類 ・クロック発生器 ・扇風機の分解