August 5, 2024
در زمینه صنعت مدرن و علم و فناوری، شتاب سنجها به عنوان یک سنسور مهم به طور گسترده ای در هوافضا، سیستم های ناوبری،کنترل وسایل نقلیه و اتوماسیون صنعتی و سایر زمینه هابا توسعه تکنولوژی، انواع زیادی از شتاب سنج در بازار وجود دارد که از آن ها شتاب سنج کوارتز و شتاب سنج MEMS رایج ترین هستند.چه تفاوتی بین این دو سرعت سنج وجود دارد?
1、سرعت سنج های کوارتزبر اساس خواص پيزو الکتريکي بلور هاي کوارتز است.شارژ های پیزو الکتریکی در داخل کریستال تولید می شوند که متناسب با شتاب است، و مقدار شتاب با اندازه گیری این شارژ ها تعیین می شود.
شتاب سنج های کوارتز به خاطر دقت، ثبات و قابلیت اطمینان فوق العاده خود شناخته شده اند و برای کاربردهای دقیق مانند هوافضا، دفاع،سیستم های نظارت لرزه ای و ناوبری جاودانبرخلاف شتاب سنج های MEMS، شتاب سنج های کوارتز دارای سر و صدا بسیار کم، وضوح بسیار بالا و می توانند سرعتها را تا سطوح کوچک اندازه گیری کنند.
2、شتاب سنج های MEMSبا استفاده از تکنولوژی MEMS ساخته می شوند. معمولاً شامل یک بلوک کوچک تندروی قابل حرکت و الکترود های ثابت است و شتاب باعث تغییر بلوک تندروی می شود،که باعث تغییر ظرفیت یا مقاومت می شود، و سپس شتاب را اندازه گیری می کند.
یکی از مزایای اصلی سرعت سنج های MEMS اندازه کوچک آنها است که آنها را برای کاربردهایی که اندازه و وزن آنها را نیاز دارد، مانند الکترونیک مصرفی، دستگاه های تلفن همراه،و برنامه های کاربردی اینترنت اشیاء (loT)علاوه بر این، شتاب سنج های MEMS دارای حساسیت بالا و محدوده پویایی گسترده ای هستند که تشخیص دقیق شتابهای کوچک و بزرگ را امکان پذیر می کند.
①سرعت سنج های کوارتز
ماهواره های ارتباطی در فضا نیاز به کنترل دقیق موقعیت دارند تا اطمینان حاصل شود که آنتن همیشه به زمین اشاره دارد تا ارتباطات پایدار حاصل شود.شتاب سنج های کوارتز می توانند اندازه گیری های دقیق شتاب را برای کمک به ماهواره ها در تنظیم موقعیت خود و حفظ یک مدار و جهت گیری پایدار انجام دهند.
در عملیات پلتفرم های حفاری نفت دریایی، نظارت در زمان واقعی بر لرزش و شیب پلتفرم برای اطمینان از ایمنی ساختاری پلتفرم مورد نیاز است.شتاب سنج های کوارتز را می توان در قسمت های کلیدی پلتفرم نصب کرد تا تغییرات کوچک سرعت را به دقت اندازه گیری کند، مشکلات ساختاری احتمالی را به موقع تشخیص می دهد و از حوادث جلوگیری می کند.
هنگامی که زیردریایی ها در زیر آب حرکت می کنند، برای هدایت دقیق بدون افشای موقعیت خود باید به سیستم های ناوبری بی حرکت تکیه کنند.شتاب سنج های کوارتز می توانند داده های دقیق شتاب را ارائه دهند، در ترکیب با سنسورها مانندژایروسکوپ ها، برای کمک به زیردریایی برای محاسبه موقعیت و مسیر فعلی، اطمینان حاصل شود که زیردریایی می تواند به طور ایمن و دقیق کار را انجام دهد.
②شتاب سنج های MEMS
تلفن های هوشمند نیاز به تنظیم خودکار جهت گیری صفحه نمایش با توجه به حالت بدن کاربر دارند. به عنوان مثال، هنگامی که کاربر تلفن را از پرتره به چشم انداز تغییر می دهد،سرعت سنج MEMS قادر به تشخیص تغییر در زمان واقعی است و به سیستم دستور می دهد جهت نمایش صفحه نمایش را تنظیم کندعلاوه بر این، در برنامه های کاربردی بازی، سرعت سنج های MEMS نیز برای تشخیص شیب و لرزش تلفن استفاده می شوند، که تجربه بازی را عمیق تر می کند.
در هنگام رانندگی خودرو، اگر فرمان اضطراری یا جاده مرطوب باعث لغزیدن چرخ شود،سیستم ESC خودرو به سرعت سنج MEMS برای تشخیص شتاب و تغییرات موضع خودرو متکی خواهد بود، به موقع نیروی ترمز و قدرت موتور را تنظیم کنید و ثبات خودرو را حفظ کنید.
شتاب سنج های MEMS برای تشخیص داده های سلامتی مانند وضعیت حرکت کاربر، تعداد گام ها و کیفیت خواب استفاده می شوند.مصرف انرژی پایین و دقت بالا باعث می شود که این سنسور اصلی برای دستیابی به انواع عملکردهای نظارت بر سلامت باشد..
4、مزایا و معایب
①شتاب سنج های کوارتز
به عنوان مثال، در سیستم های ناوبری ماهواره ای، دقت بالای شتاب سنج های کوارتز به تعیین دقیق تر موقعیت و حالت ماهواره ها کمک می کند.
شتاب سنج های کوارتز
به عنوان مثال، در الکترونیک مصرفی در مقیاس بزرگ، شتاب سنج های کوارتز اغلب به دلیل عوامل هزینه ای ترجیح داده نمی شوند.
برای دستگاه هایی مانند گوشی های هوشمند که طراحی نازک و سبک دارند، اندازه و وزن شتاب سنج کوارتز می تواند مانعی باشد.
به عنوان مثال، در برخی از دستگاه های اندازه گیری قابل حمل که باید برای مدت طولانی کار کنند، مصرف انرژی بالاتر ممکن است نیاز به باتری با ظرفیت بزرگتر یا شارژ مکرر داشته باشد.
②شتاب سنج های MEMSاستحقاق
مانند گوشی های هوشمند مدرن، شتاب سنج های MEMS می توانند بدون اضافه کردن حجم و وزن بیش از حد، عملکردهای مختلفی را انجام دهند.
به طور گسترده ای در انواع دستگاه های IOT ارزان قیمت و الکترونیک مصرف کننده گسترده استفاده می شود.
به عنوان مثال، در شبکه های سنسور بی سیم، شتاب سنج های MEMS با قدرت کم به افزایش زمان کار گره ها کمک می کنند.
شتاب سنج های MEMSتکلیفات
در سیستم های ناوبری بی وقفه با دقت بالا، ممکن است برای اطمینان از دقت ناوبری به شتاب سنج های کوارتزی دقیق تر نیاز باشد.
در دستگاه هایی که در محیط های با دمای شدید در فضای باز کار می کنند، ویژگی های دمایی شتاب سنج های MEMS ممکن است بر نتایج اندازه گیری تأثیر بگذارد.
در نظارت بر ضربه های شدید برخی از ماشین آلات صنعتی، ممکن است به اندازه شتاب سنج های کوارتز دوام نداشته باشد.
