מד תאוצה

מד תאוצה הוא חיישן המשמש למדידת תאוצה קוויות. כלומר, במנוחה, גם כשאינו נע ונמצא על פני השטח של כדור הארץ ימדוד תאוצה של כ-m/s²‏ 9.81 (מטר לשנייה בריבוע) בכיוון מטה, כתאוצת $\ g$ בכוח הכובד.

המכשיר משמש בתחומים רבים במדע ובתעשייה. מדי תאוצה רגישים במיוחד נמצאים במערכות ניווט אינרצאליות המשמשות מערכות אמל"ח מתקדמות.

מד תאוצה מספק לרוב וקטור, גודל וכיוון, של התאוצה אותה הוא חש בציר מסוים. לעתים מד תאוצה מורכב משניים או שלושה מדי תאוצה יחד דבר המאפשר מדידת התאוצה בשלוש דרגות חופש (שלושה צירים שונים).

מדי תאוצה מפיקים מדידות (אינקרמנט Increment) מהירות אשר מהווה אינטגרל על התאוצה הנמדדת, לדוגמא: מד תאוצה המפיק מדידות בתדר 100Hz ומודד את תאוצת הכובד בלבד יפיק מדידות של 9.81m/s² X 1/100s = 0.0981m/s

נהוג לסמן את רכיבי המדידה של מד תאוצה ב Qv

תיאור המנגנון

מנגנון הפעולה של מד תאוצה קפיץ

מנגנון מדידת התאוצה מושתת על עקרונות החוק השלישי של ניוטון.

נדמה את מד התאוצה לגוף המחובר בקפיץ. כאשר הגוף יאיץ לכיוון מסוים, הקפיץ ימתח בכיוון ההפוך באופן יחסי לתאוצה (על פי חוק הוק). את מרחק מתיחת הקפיץ ניתן למדוד (אורך הקפיץ אחרי המתיחה פחות אורך הקפיץ במצב רפוי) ולהמיר לגודל התאוצה שהקפיץ חווה בציר זה.

מדי תאוצה כיום אינם מבוססים קפיץ או מטוטלת אלא מבוססים על רכיבים אלקטרונים זעירים ושימוש בהשפעות פיאזואלקטריות. יחד עם זאת, עקרון פעולתם דומה: תנועה של גביש או נוזל ומדידת האפקט החשמלי הנוצר - עליה או ירידה במוליכות החשמלית, בזרם החשמלי או בבמתח החשמלי - באופן יחסי לתאוצה. מדי תאוצה מזעריים משתמשים בטכנולוגיית MEMS.

שימושים

למדי תאוצה שימושים רבים:

• במערכת ניווט אינרציאלית של טילים ומערכות אמל"ח מתקדמות - מדידת התאוצה הקווית של גוף, יחד עם הגירוסקופ המודד תאוצה זוויתית.
• בטלפונים חכמים - זיהוי הטיית המסך כך שיסובב את המסך בהתאם ויוצג תמיד כלפי המשתמש.
• במצלמות דיגיטליות - זיהוי תאוצה המאפשר ייצוב המצלמה ושיפור חדות התמונה.
• בסייסמוגרף - מדידת תנודות בקרקע ומאפשר התרעה מפני תופעות טבע הרסניות, כגון רעידות אדמה, גלי צונאמי והתפרצויות געשיות.
• חיישן תאונה.
• מדידת רעידות במכונות רוטטות.
• בשלטים של קונסולת משחקים, כמו ב-Wii.

ראו גם

• תאוצה
• גירוסקופ
• חיישן תאונה