電気/電子用語の定義:Accelerometer

電気/電子用語:Accelerometer 

定義

加速度計は、加速度の測定に使用されるセンサーである。加速度は、速度の変化率(つまり、物体が一定の方向に移動しながらどれほど素早く加速または減速しているか)として定義される。

物理的には、加速度計は微細加工技術を使用して作られるMEMS (Micro Electro Mechanical Systems)デバイスである。加速度計は多層ウェハプロセスで製造され、固定された電極に対する質量体の偏位を検出することによって加速の力を測定する。

加速度計の検出方式としては、静電容量が一般的に使用される。これは、加速度は移動する質量体の静電容量の変化に関連するという原理に基づいて機能する(図1)。この加速度計の検出手法は、高精度、安定性、低消費電力、およびより簡素な構造を特長とする。この手法は、ノイズおよび温度による変化の影響を受けにくい。静電容量式加速度計の帯域幅は、その物理的構造によって(バネおよびIC内部に閉じ込められた空気がダンパーとして作用するため)わずか数百Hzとなる。

図1. 質量体の移動による可変静電容量

図1. 質量体の移動による可変静電容量

静電容量検出構造は、片側または差動ペア(可動質量体を固定電極の両側に配置)が可能である。

1つの質量体/電極ペアの静電容量の変化は小さいため、複数の可動および固定電極を接続して並列構成にする。これによって静電容量の変化が大幅に増大し、検出が容易になり測定の精度が向上する。

静電容量検出構造からの信号は、次に電荷増幅、信号調整、復調、およびローパスフィルタ処理が行われた後、デルタシグマADCを使用してデジタル領域に変換される。ADCからのシリアルデジタルビットストリームは、次に(SPIやI2Cなどの適切なプロトコルを使用して)ホストコントローラに送信され、さらなる処理が行われる。

ショックセンサーは加速度計の一種で、高い加速度および減速度を検出することができる。

参照:

キーワード

Acceleration, G, G-Sensor, Gravity, Shock, Vibration

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