El acelerómetro es un sensor inercial que puede medir la aceleración lineal debida a la gravedad. Se puede utilizar ampliamente en la detección de vibraciones, el control de actitud, la alarma de seguridad, aplicaciones de consumo, el reconocimiento de movimiento y el registro de estado.

Hay muchos tipos de sensores de aceleración, como los sensores de aceleración piezoresistivos, los sensores de aceleración flexibles, los acelerómetros de levitación hidromagnética, los acelerómetros capacitivos de cuarzo y los acelerómetros MEMS. etc.

Los sensores de aceleración se dividen en tipos de bucle abierto y de bucle cerrado. Generalmente, los sensores de bucle abierto tienen indicadores técnicos más bajos que los sensores de bucle cerrado. Los indicadores técnicos son relativamente altos.

Por lo tanto, considerando solo los indicadores técnicos, planeamos usar sensores de bucle cerrado. A continuación, se analizan y comparan las ventajas y desventajas de rendimiento del acelerómetro de levitación magnética líquida, el acelerómetro capacitivo de cuarzo y el acelerómetro MEMS.

1.Acelerómetro de levitación magnética líquida

El acelerómetro de levitación magnética líquida es un acelerómetro ampliamente utilizado en los primeros instrumentos MWD. Es un acelerómetro de péndulo basado en un acelerómetro de péndulo flotante líquido con control de centrado de levitación magnética tridimensional. La suspensión magnética de centrado reduce aún más el par de interferencia que actúa sobre el conjunto del péndulo flotante y hace que el eje de salida tenga una dirección muy estable, y reduce varios pares de interferencia aleatorios. Sus principales ventajas son la buena resistencia a la vibración, la resistencia a los golpes y la resistencia a altas temperaturas; la desventaja es que tarda mucho tiempo en alcanzar el funcionamiento normal y tiene malas características de temperatura. Es adecuado para todo tipo de sistemas de navegación inercial de alta precisión, brújulas de plataforma y satélites, sistemas de control de vuelo de naves espaciales.

2. Acelerómetro capacitivo de cuarzo

Acelerómetro capacitivo de cuarzo es un dispositivo sensible a la aceleración desarrollado para la navegación. El instrumento utiliza las propiedades piezoeléctricas del propio cristal de cuarzo para excitar la viga rígida como elemento resonante. El material de cristal de cuarzo tiene buena estabilidad mecánica y elimina el fenómeno de fluencia que es común en los resonadores metálicos. Su ventaja es la alta precisión, la buena estabilidad, la resistencia a altas temperaturas y las buenas características de temperatura; pero el tipo aeroespacial tiene poca resistencia al impacto, porque después de que se agrega el pasador límite a la aceleración civil, su resistencia a la vibración y al impacto se mejoran en gran medida, y ahora también es un instrumento de perforación que elige el acelerómetro utilizado.

3. Acelerómetro MEMS

El acelerómetro MEMS es un nuevo tipo de acelerómetro desarrollado en los últimos años. Utiliza una viga vibrante como sensor de aceleración. La viga vibrante está hecha de silicio o material de cristal de cuarzo y vibra a una frecuencia resonante por medio de acción electrostática o piezoeléctrica. La viga de doble extremo vibra en modo de accionamiento por vibración. Cuando la fuerza inercial formada por la aceleración se agrega a la viga, la aceleración de entrada causará el cambio de la tensión de la viga vibrante, de modo que la frecuencia resonante de la viga vibrante cambiará, la frecuencia resonante de una viga vibrante aumentará y la frecuencia resonante de la otra viga vibrante disminuirá, a través del procesamiento de la señal, su frecuencia diferencial corresponde al tamaño de la aceleración de entrada. Debido a los factores de la estructura y el proceso de producción, sus características más destacadas son el tamaño pequeño, la resistencia a la vibración, la resistencia a los golpes y la resistencia a altas temperaturas. La desventaja son las malas características de temperatura.

El acelerómetro MEMS se puede utilizar ampliamente en la detección de vibraciones, el control de actitud, la alarma de seguridad, aplicaciones de consumo, el reconocimiento de movimiento y el registro de estado. Los acelerómetros MEMS se combinan con giroscopios MEMS y magnetómetros para crear IMU MEMS (unidades de medición inercial)