A review of low cost accelerometers for vehicle dynamics

MacDonald, Gordon A.

doi:10.1016/0924-4247(90)85060-h

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“…También, a partir de la frecuencia de resonancia, f r , el tiempo mínimo de respuesta, t res , puede ser calculado aplicando la ecuación : [4] En un címbalo la fuerza ejercida por la una masa (m) es transferida por la aceleración, F = ma, a través de las cápsulas metálicas al disco cerámico (9). La carga generada por el cím-balo será: Q = d 33 eff F [5] donde Q es la carga generada, F la fuerza ejercida y d 33 eff el coeficiente piezoeléctrico efectivo.…”

Section: Acelerómetros Piezoeléctricos Basados En Diseños Tipo Címbalounclassified

“…Como detectores de impacto se emplean en aplicaciones tales como control de envíos o comprobación de caídas (2). En la industria se pueden aplicar en control de vibraciones, detección de inclinaciones, estabilización de plataformas, realización de análisis modales y control del estado (4). Los ingenieros están instrumentando progresivamente estructuras para la detección de fatiga, resonancia y respuesta bajo carga (5), en estas aplicaciones, los acelerómetros son empleados para análisis modales, mantenimiento preventivo y control remoto de estructuras tales como tuberías, torres de radio, puentes, edificios, etc.…”

Section: Introductionunclassified

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Piezocomposites metal-cerámica como elementos activos en acelerómetros

Ochoa¹,

Villegas²,

Pons³

et al. 2002

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Piezocomposites metal-cerámica como elementos activos en acelerómetrosLos materiales cerámicos piezoeléctricos presentan un número importante y en continuo aumento de aplicaciones. Entre éstas su utilización como elementos activos en el diseño de acelerómetros posibilita el control de vibraciones en la industria del transporte, aerospacial, robótica e ingeniería civil entre otras. Entre los múltiples diseños como material compuesto destaca, gracias a sus elevados coeficientes de carga efectivos, el denominado tipo címbalo. En este trabajo se comprueba que modificando la geometría y el tamaño de las cápsulas se optimiza el comportamiento del sensor. Concretamente una disminución en el tamaño de las cápsulas se traduce en un aumento de la sensibilidad del acelerómetro. También se muestran los espectros de impedancia y se comparan distintas propiedades como son la frecuencia de resonancia, coeficiente de acoplo electromecánico y tiempo mínimo de respuesta. Palabras clave: Acelerómetro, sensor de impacto, piezoeléctrico, címbalo Piezoelectric materials as driving element in accelerometersPiezoelectric ceramic materials have an important number of applications that is continuing increasing. One of these applications is as driving element in the design of an accelerometer. They may be used in monitoring vibration for the automobile and aeroespacial industries and robotic or civil engineering. The cymbal transducer is a good candidate for accelerometer applications due to its high effective piezoelectric charge coefficients. In this work it is shown that changes in the geometry and size of the caps improve the performance of the sensor. The sensitivity of the cymbal accelerometer increases with decreasing cap size. The mechanical vibration response of the cymbal is studied and different properties, like resonant frequency, electromechanical coupling coefficient, and fastest response time are compared.Keywords: Accelerometer, impact sensor, piezoelectric, cymbal INTRODUCCIÓNEl coste de producción de los acelerómetros ha disminuido drásticamente en los últimos años, haciendo posible que muchas aplicaciones en las que el precio es un factor importante sean ahora económicamente viables. Por ello los acelerómetros se encuentran, cada vez más, en productos comerciales y de consumo.El principio de funcionamiento de un acelerómetro se basa en la ley de Hook y la segunda ley de Newton. La aceleración genera una fuerza sobre una masa, denominada masa sísmica, que al desplazarse deforma un muelle (1) con la condición de que:De esta forma una aceleración a ocasionará que la masa se desplace, o viceversa. Si se observa un desplazamiento x suponemos que la masa está bajo la acción de una aceleración:Hay que señalar que este sistema solo responde a aceleraciones a lo largo de la dirección del muelle. Es lo que se denomina un acelerómetro de un solo eje. Para conseguir medidas de aceleración en múltiples ejes el sistema debe ser duplicado a lo largo de cada uno de los ejes requeridos.No importa cual sea el diseño del sensor o cual se ...

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Section: Acelerómetros Piezoeléctricos Basados En Diseños Tipo Címbalounclassified

Section: Introductionunclassified

Piezocomposites metal-cerámica como elementos activos en acelerómetros

Ochoa¹,

Villegas²,

Pons³

et al. 2002

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…Also the accelerometer is a device which is used to measure the acceleration producing forces, these force might be static such as constant force acting on a body or dynamic such as force varying with time. In present scenario MEMS accelerometer make its presence essential in all the applications where motion is involved [3][4][5]. Several approaches such as piezoelectric, piezoresistive, thermal, etc [6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling of High Frequency Out-of-Plane Single Axis MEMS Capacitive Accelerometer

Singh

Srivastava

Verma

et al. 2013

Communications in Computer and Information Science

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Abstract. The present paper deals with the modeling of high resonance frequency electrostatically actuated MEMS accelerometer having out-of-plane sensing axis. The accelerometer is based on folded beam support and comb structure configuration. Capacitance change phenomenon is used to determine the device acceleration. Effect of different structural parameters on the device performance is analyzed and the simulation is carried out on COMSOL Multiphysics, a strong 3D modeling software. The design is based on standard SOI-MUMP'S technology and with in-house fabrication capabilities. SOI-MUMP'S technology is preferred because of its outstanding performance and ease of fabrication.

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“…Some of these mechanisms such as piezo-resistive and capacitive need external bias to realize sensing. Conventionally, piezoelectric and electrostatic mechanisms have been commonly used for accelerometers [1][2]. Self-powered accelerometers also have been developed with use of piezoelectric mechanisms.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%