Indice
In questa guida spieghiamo quali sono le caratteristiche dell’accelerometro e vediamo quali risultano essere i prezzi dei vari prodotti.
Un accelerometro è uno strumento che permette la misurazione delle accelerazioni. Nati per scopo scientifico e di ricerca, con il tempo tali strumenti hanno trovato largo impiego anche in campi di diverso tipo (ambiti automobilistici, meccanici, etc.). Per questo motivo, accanto ai tradizionali accelerometri da laboratorio, è oggi possibile trovare in commercio un’ampia gamma di accelerometri, ognuno con caratteristiche specifiche realizzate appositamente per adattare lo strumento al campo in cui deve essere utilizzato o al tipo di funzione che deve assolvere.
Funzionamento
Il principio di funzionamento della maggior parte degli accelerometri è estremamente semplice e si avvale delle più elementari leggi della Dinamica. Si considera una generica massa m, dotata di una inerzia; si pone tale massa in sospensione mediante un elemento elastico e si misura con un sensore la sua posizione iniziale (spostamento iniziale rispetto al dispositivo cui è collegata). Successivamente, alla massa m viene imposta un’accelerazione a, accelerazione che sarà causa di uno spostamento s della massa rispetto alla posizione iniziale. Lo spostamento s è proporzionale all’accelerazione a ed è facilmente misurabile grazie ai moderni strumenti elettronici di misura.
In generale, gli accelerometri vengono classificati in base al tipo di sensore che utilizzano per rilevare la posizione di m.
Tipologie
Estensimetrico
Il principio su cui si basa l’accelerometro estensimetrico è quello della misurazione dello spostamento s dovuto alla variazione di resistenza che il sistema ha subìto. Si considera una massa m tenuta in sospensione da due lamierini; ognuno dei lamierini è collegato ad un estensimetro (strumento in grado di rilevare gli allungamenti e gli accorciamenti del sistema a cui è collegato). I due estensimetri sono collegati fra loro mediante un ponte di Wheatstone. Imprimendo un’accelerazione a alla massa, si vede che essa esibisce uno spostamento che flette i due lamierini: l’entità dello spostamento viene rilevata dagli estensimetri, i quali trasmettono al ponte una tensione di sbilanciamento che può essere facilmente misurata con un voltmetro.
Piezoelettrico
Gli accelerometri piezoelettrici trovano ampia applicazione in campo meccanico, principalmente nei casi in cui si vogliano rilevare accelerazioni generate nelle vibrazioni e negli shock meccanici. Questo accelerometro è composto da un cristallo piezoelettrico su cu viene sospesa la massa, che può essere anche molto grande: il cristallo, a causa dell’accelerazione impressa sulla massa, subisce una compressione e di conseguenza genera un segnale elettrico ad essa proporzionale. Se la compressione permane sul cristallo anche dopo l’applicazione dell’accelerazione (fenomeno del leakage), il segnale generato si dissipa in breve tempo: da ciò si evince che gli accelerometri piezometrici non sono in grado di effettuare misure in presenza di accelerazioni che non siano dinamiche. Il leakage dipende dalle caratteristiche del cristallo, ma anche da errori di taratura della frequenza dello strumento. Il cristallo piezometrico costituisce sia l’elemento elastico che il sensore dell’accelerometro; per le sue caratteristiche, la costante elastica ad esso relativo ha un valore molto elevato, e ciò si ripercuote sul funzionamento stesso dello strumento, che presenta bassa sensibilità ed un largo raggio di misurazione.
Laser
Un accelerometro laser è uno strumento in grado di garantire una misura dell’accelerazione estremamente precisa, ma per contro ha elevati costi di installazione, grosse dimensioni e la misura deve essere effettuata con la massima attenzione possibile. Questo accelerometro è costituito da un interferometro laser che, puntato verso un oggetto in movimento a causa di un’accelerazione, trasmette ad un calcolatore elettronico le posizioni assunte istante per istante dall’oggetto in esame. Il calcolatore, note le misure di tempo e spazio, applicando il principio fisico secondo cui l’accelerazione è la derivata seconda dello spostamento, restituisce immediatamente la misura cercata. E’ importante accertarsi che l’interferometro resti fisso durante la misura e che sia correttamente montato a terra (o comunque su un supporto stabile).
Piezoresistivo
L’accelerometro a ponte piezoresistivo è formato da una massa m, tenuta in sospensione su una membrana di materiale plastico da due lamierini; sulla membrana vengono collegati due sensori piezoresistivi: tali strumenti presentano molte affinità con i normali estensimetri, ma hanno un raggio di azione molto superiore a quest’ultimi, anche se la loro precisione diminuisce se sono presenti sbalzi di temperatura in fase di misurazione.
I due sensori sono collegati fra loro mediante un ponte di Wheatstone. Imprimendo un’accelerazione alla massa m, essa sarà soggetta ad uno spostamento la cui entità verrà rilevata dai sensori e trasferita al ponte, dove potrà essere facilmente misurata grazie ad un qualsiasi voltmetro.
LVDT
L’accelerometro LVDT (Linear Variable Differential Transformer) è formato da una massa che scorre all’interno di un canale avvolto da bobine. La massa è il nucleo ferromagnetico di cui si serve il sensore montato all’interno dello strumento per rilevare lo spostamento che viene generato dall’accelerazione; la misura viene effettuata da un apposito circuito che trasforma in impulso elettrico la rilevazione della variazione di posizione della massa rispetto alle bobine, che può essere in tal modo facilmente letta dall’operatore.
Capacitivo
L’accelerometro capacitivo è costituito da una massa sospesa su una membrana elastica semirigida; tale massa viene realizzata in maniera tale da costituire una delle due armature di un condensatore elettrico. L’altra armatura viene fissata a poca distanza dalla massa. Il principio di funzionamento è identico ai precedenti accelerometri: alla massa viene impressa un’accelerazione che provoca uno spostamento s. Lo spostamento della massa genera una variazione della capacità elettrica del condensatore rispetto a quella iniziale, variazione che viene misurata da un apposito circuito e trasformata in un impulso elettrico, generando la misura che l’operatore sarà successivamente in grado di leggere sullo strumento.
Gravitometro
Il gravitometro è uno strumento che permette di misurare l’accelerazione di gravità. In realtà, un gravitometro non è altro che una variate dell’accelerometro: infatti, come si evince dalle leggi della relatività generale, non vi è distinzione fra gli effetti causati dalla gravità rispetto a quelli di una normale accelerazione. Il principio di funzionamento di un gravitometro è dunque lo stesso di un accelerometro ma, essendo il gravitometro uno strumento utilizzato principalmente per applicazioni scientifiche o di ricerca ad alta precisione, è necessario che esso sia in grado di garantire elevate caratteristiche di sensibilità, accuratezza e stabilità. Per questo motivo, il tipo di accelerometro più vicino alla definizione di un gravitometro è quello laser. La principale differenza fra un accelerometro laser ed un gravitometro è che la prova con il gravitometro viene effettuata in una camera sottovuoto. Alla massa non viene applicata un’accelerazione; essa viene lasciata cadere da una certa altezza h, fissata: l’interferometro laser misura istante per istante un valore dello spostamento (libero da attriti per le condizioni della prova), a cui viene associato l’istante in cui esso ha avuto luogo, rilevato da un orologio atomico ad elevata precisione.
Applicazioni
Gli accelerometri sono nati come strumento tecnico di ricerca scientifica; oggi però, grazie allo sviluppo dell’elettronica, è possibile trovare in commercio versioni “semplificate” di accelerometri utilizzati per varie applicazioni in ambito civile. Ad esempio, nel campo dei videogiochi, la casa produttrice Nintendo ha integrato dei piccoli accelerometri all’interno del joypad della piattaforma Wii. L’accelerometro, rilevando e misurando gli spostamenti dello strumento dovuti ai movimenti del giocatore, invia dei segnali alla console principale; tali segnali vengono trasformati in movimento dell’avatar del videogioco. Questa originale tecnologia rende il gioco molto più semplice ed intuitivo, ed è uno dei fattori determinanti del grande successo della Wii.
Un’altra applicazione degli accelerometri è la loro integrazione in fotocamere, cellulari o altri accessori tecnologici di ultima generazione, in grado di rilevare le inclinazioni date allo strumento dall’utente (in questo caso si parla più precisamente di “inclinometri”) e modificare automaticamente le sue impostazioni in base alla loro entità. Gli accelerometri possono anche essere utilizzati nell’industria automobilistica come sistema di sicurezza in grado di prevenire o comunque attenuare gli sbandamenti laterali di un’automobile.
Prezzi Accelerometri
Nella tabella che segue è possibile trovare informazioni sui prezzi degli accelerometri in vendita online.
Cliccando sui vari prodotti è possibile visualizzare maggiori informazioni, come la descrizione delle caratteristiche e le opinioni e recensioni.
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