Beschleunigungsmesser

Ein Beschleunigungsmesser ist ein elektromechanisches Gerät zum Messen von Beschleunigungskräften. Diese Kräfte können statisch sein, z. B. die konstante Schwerkraft an ihren Füßen. Dynamische Kräfte erfasst der Beschleunigungsmesser dagegen als Bewegung oder Vibration.

Einige Beschleunigungsmesser nutzen den piezoelektrischen Effekt, d. h. sie machen sich zunutze, dass mikroskopisch kleine Kristalle eine Spannung erzeugen, wenn sie Beschleunigungskräften ausgesetzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Kapazitätsänderungen zu erfassen. Zwischen zwei nebeneinander angeordneten Mikrostrukturen besteht eine bestimmte Kapazität. Wenn eine der Strukturen aufgrund einer Beschleunigungskraft ihre Lage verändert, ändert sich die Kapazität. Nun sind nur noch Schaltkreise erforderlich, die die Kapazität zu Spannung umwandeln, und fertig ist der Beschleunigungsmesser.

Ein Beschleunigungsmesser kann seine Werte analog oder digital ausgeben. Analoge Beschleunigungsmesser geben eine Dauerspannung ab, die proportional zur Beschleunigung ist, z. B. 2,5 V für 0 g, 2,6 V für 0,5 g, 2,7 V für 1 g. Digitale Beschleunigungsmesser stellen die Ergebnisse in der Regel mithilfe der Pulsbreitenmodulation dar. Dieses Verfahren nutzt ein Rechtecksignal einer bestimmten Frequenz. Die Zeitdauer mit hoher Spannung ist dabei proportional zur Beschleunigung.

Zwei Arten von Beschleunigungsmessern sind am häufigsten anzutreffen: Die einen nutzen das Prinzip der seismischen Masse und die anderen den piezoelektrischen Effekt. Beschleunigungsmesser, die mit seismischer Masse arbeiten, nutzen die relative Bewegung zwischen einer Masse und ihrem Haltekörper. Die natürliche Frequenz der seismischen Masse begrenzt den Einsatz auf Anwendungen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen. Der piezoelektrische Beschleunigungsmesser ist kompakt und besser geeignet für Hochfrequenzanwendungen.