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加速度センサー


「加速度センサー」について説明します。



1.加速度センサーとは


「加速度センサー」とは、「加速度」を検知する「センサー」です。

「加速度」とは、単位時間あたりの速度の変化です。
物体の振動や傾きを測定することができます。


2.検出項目


「加速度センサー」で検出できる項目です。


  • 重力
    「縦横」検出、「傾き」の検出

  • 振動・動き
    「振動」検出、「動き」、「自由落下」の検出

  • 衝撃
    「衝撃」の検出

などです。


3.用途


「加速度」を測定することで、物体の「傾き」や「振動」などを計測することができます。

用途としては、次のようなものがあります。

  • 自動車用に使用されています。
    エアバッグ、カー・ナビゲーション・システム、盗難防止システム、姿勢制御、 スピード・メータ、距離メータ、ドライブ・レコーダなどです。

  • ロボットに使用されています。
    姿勢制御やバランス制御に利用されています。

  • コンピュータなどに使用されています。
    ノート・パソコンの盗難防止システム、PC プロジェ クタの投影画像台形補正、落下による破損保護 などです。

  • 携帯電話に使用されています。
    携帯電話の方向の検出や歩数の検出に使用されています。

  • ゲームに使用されています。
    アクション体感型ゲームのコントローラー です。

  • 産業機器に使用されています。
    地震計、振動、衝撃モニタ、機器の異常診断システムなどです。

などです。


4.分類


「加速度センサー」は以下のように分類されています。

  • 静電容量型加速度センサー
  • 熱検知式加速度センサー
  • ピエゾ抵抗型加速度センサー

です。

それぞれについて説明します。


5.静電容量型加速度センサー


「静電容量型加速度センサー」は、加速度を静電容量の変化によって検知します。

「静電容量型加速度センサー」は、電極のついた「重り部」と固定された「電極部」からなっています。
「重り」と「電極」は固定されています。

「加速度」が生じると「重り」が「加速度」によって歪みます。
すると「重り」についた「電極」と固定された「電極」の間の距離が変化し、「静電容量」が変化します。
その「静電容量」の変化を検知することで「加速度」を検知しています。

「静電容量型」では、素子部に「シリコン」や「ガラス」などの安定した物質を使うので、温度特性に優れているという「特徴」があります。


6.熱検知式加速度センサー


「熱検知式加速度センサー」は「加熱部」と「温度センサー」、「ガス」からなっています。
「加熱部」によって「ガス」が過熱し内部に設置された「温度センサー」で空間内の「ガス」の温度分布を測ります。

「加速度」が生じると「ガス」が移動します。

その空間内の温度分布が変化するために、「温度センサー」によって計測することで、「加速度」を検知することができます。

「熱検知型加速度センサー」は、バネなどの可動部がないので、衝撃に強く、壊れにくいという「特徴」があります。

7.ピエゾ抵抗型加速度センサー


「ピエゾ抵抗型加速度センサー」は、中心にある重りと周りにある「台」と「ピエゾ抵抗素子」からなっています。

「ピエゾ抵抗素子」(バネ部分)が「重り」とまわりにある台の間にくっついた形になっています。

「ピエゾ抵抗」とは、力を加えてときに抵抗値が変化します。
一般に、物質の結晶に力を加えると、抵抗値が変化します。
これを「ピエゾ効果」と呼んでいます。

「加速度」が生じると「重り」が変化します。

間の「ピエゾ抵抗部分」に歪みが生じます。

このとき「抵抗値」が変化しますので、この「抵抗値」を計測することで、「加速度」を検知することができます。

「シリコン」は応力による抵抗値の変化が大きいため、「ピエゾ抵抗素子」の素材として使われます。

「ピエゾ抵抗素子」は体重計にもよく使われています。
また、自動車などの座席に人が着座したことを検知する「センサー」としても使われます。


●「慣性力・加速度・角速度・振動を検出」の関連ページです。


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