Beschleunigungsmesser – Wikipedia

Gerät, das die richtige Beschleunigung misst

Ein Beschleunigungsmesser ist ein Werkzeug, das die richtige Beschleunigung misst.^[1] Die richtige Beschleunigung ist die Beschleunigung (die Änderungsrate der Geschwindigkeit) eines Körpers in seinem eigenen augenblicklichen Ruhezustand;^[2] Dies unterscheidet sich von der Koordinatenbeschleunigung, bei der es sich um eine Beschleunigung in einem festen Koordinatensystem handelt. Zum Beispiel misst ein Beschleunigungsmesser in Ruhe auf der Erdoberfläche eine Beschleunigung aufgrund der Erdgravitation direkt nach oben^[3] (per Definition) von g ≈ 9,81 m / s². Im Gegensatz dazu fallen Beschleunigungsmesser im freien Fall (mit einer Geschwindigkeit von etwa 9,81 m / s in Richtung Erdmittelpunkt)²) misst Null.

Beschleunigungsmesser haben viele Anwendungen in Industrie und Wissenschaft. Hochempfindliche Beschleunigungsmesser werden in Trägheitsnavigationssystemen für Flugzeuge und Raketen eingesetzt. Vibrationen in rotierenden Maschinen werden durch Beschleunigungsmesser überwacht. Sie werden in Tablet-Computern und Digitalkameras verwendet, sodass Bilder auf Bildschirmen immer aufrecht angezeigt werden. In unbemannten Luftfahrzeugen tragen Beschleunigungsmesser zur Stabilisierung des Fluges bei.

Wenn zwei oder mehr Beschleunigungsmesser miteinander koordiniert sind, können sie Unterschiede in der richtigen Beschleunigung, insbesondere der Schwerkraft, über ihre räumliche Trennung messen, dh den Gradienten des Gravitationsfeldes. Die Schwerkraftgradiometrie ist nützlich, da die absolute Schwerkraft ein schwacher Effekt ist und von der lokalen Dichte der Erde abhängt, die sehr unterschiedlich ist.

Ein- und mehrachsige Beschleunigungsmesser können sowohl die Größe als auch die Richtung der richtigen Beschleunigung als Vektorgröße erfassen und zur Erfassung der Ausrichtung (da sich die Gewichtsrichtung ändert), der Koordinatenbeschleunigung, der Vibration, des Stoßes und des Fallens verwendet werden in einem Widerstandsmedium (ein Fall, in dem sich die richtige Beschleunigung von Null ändert). Beschleunigungsmesser für mikrobearbeitete mikroelektromechanische Systeme (MEMS) sind zunehmend in tragbaren elektronischen Geräten und Videospiel-Controllern vorhanden, um Änderungen in den Positionen dieser Geräte zu erfassen.

Physikalische Prinzipien[edit]

Ein Beschleunigungsmesser misst die richtige Beschleunigung, dh die Beschleunigung, die er im Verhältnis zum freien Fall erfährt, und die Beschleunigung, die von Personen und Gegenständen empfunden wird.^[2] Anders ausgedrückt, zu jedem Zeitpunkt in der Raumzeit garantiert das Äquivalenzprinzip die Existenz eines lokalen Trägheitsrahmens, und ein Beschleunigungsmesser misst die Beschleunigung relativ zu diesem Rahmen.^[4] Solche Beschleunigungen werden im Volksmund als g-Kraft bezeichnet; dh im Vergleich zur Standardgravitation.

Ein Beschleunigungsmesser in Ruhe relativ zur Erdoberfläche zeigt ungefähr 1 g an nach oben weil die Erdoberfläche eine Normalkraft nach oben relativ zum lokalen Trägheitsrahmen (dem Rahmen eines frei fallenden Objekts in der Nähe der Oberfläche) ausübt. Um die Beschleunigung aufgrund einer Bewegung in Bezug auf die Erde zu erhalten, muss dieser “Schwerkraftversatz” subtrahiert und Korrekturen für Effekte vorgenommen werden, die durch die Erdrotation relativ zum Trägheitsrahmen verursacht werden.

Der Grund für das Auftreten eines Gravitationsversatzes ist Einsteins Äquivalenzprinzip,^[5] Dies besagt, dass die Auswirkungen der Schwerkraft auf ein Objekt nicht von der Beschleunigung zu unterscheiden sind. Wenn der Referenzrahmen für einen Beschleunigungsmesser (sein eigenes Gehäuse) in einem Gravitationsfeld festgehalten wird, indem beispielsweise eine Bodenreaktionskraft oder ein äquivalenter Aufwärtsschub angewendet wird, beschleunigt er in Bezug auf einen frei fallenden Referenzrahmen nach oben. Die Auswirkungen dieser Beschleunigung sind von keiner anderen Beschleunigung des Instruments zu unterscheiden, so dass ein Beschleunigungsmesser den Unterschied zwischen dem Sitzen in einer Rakete auf der Startrampe und dem Befinden in derselben Rakete im Weltraum nicht erkennen kann, während er mit seinen Motoren beschleunigt 1 g. Aus ähnlichen Gründen liest ein Beschleunigungsmesser Null während jeder Art von freiem Fall. Dies umfasst die Verwendung in einem Küstenraumschiff im Weltraum, weit entfernt von jeglicher Masse, einem Raumschiff, das die Erde umkreist, einem Flugzeug in einem parabolischen “Null-g” -Bogen oder einem freien Fall im Vakuum. Ein weiteres Beispiel ist der freie Fall in ausreichend großer Höhe, so dass atmosphärische Effekte vernachlässigt werden können.

Dies schließt jedoch keinen (nicht freien) Fall ein, bei dem der Luftwiderstand Widerstandskräfte erzeugt, die die Beschleunigung verringern, bis eine konstante Endgeschwindigkeit erreicht ist. Bei Endgeschwindigkeit zeigt der Beschleunigungsmesser eine Beschleunigung von 1 g nach oben an. Aus dem gleichen Grund fühlt sich ein Fallschirmspringer beim Erreichen der Endgeschwindigkeit nicht so, als ob er oder sie sich im “freien Fall” befände, sondern empfindet ein ähnliches Gefühl, als würde er (bei 1 g) auf einem “Bett” aus strömender Luft gestützt .

Die Beschleunigung wird in SI-Einheiten Meter pro Sekunde pro Sekunde (m / s) quantifiziert²), in der cgs-Einheit gal (Gal) oder im Volksmund in Bezug auf die Standardgravitation (G).

Für den praktischen Zweck, die Beschleunigung von Objekten in Bezug auf die Erde zu finden, beispielsweise zur Verwendung in einem Trägheitsnavigationssystem, ist eine Kenntnis der lokalen Schwerkraft erforderlich. Dies kann entweder durch Kalibrieren des Geräts in Ruhe erreicht werden.^[6] oder von einem bekannten Schwerkraftmodell an der ungefähren aktuellen Position.

Struktur[edit]

Konzeptionell ist ein Beschleunigungsmesser eine gedämpfte Masse, eine Prüfmasse an einer Feder. Wenn der Beschleunigungsmesser eine Beschleunigung erfährt, wird die Masse bis zu dem Punkt bewegt, an dem die Feder die Masse mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Gehäuse drücken (beschleunigen) kann. Die Messung der Federkompression misst die Beschleunigung. Das System ist gedämpft, so dass Schwingungen (Wackeln) der Masse und der Feder die erforderlichen Messungen nicht beeinflussen. Aufgrund der Dämpfung reagieren Beschleunigungsmesser immer unterschiedlich auf unterschiedliche Beschleunigungsfrequenzen. Dies wird als “Frequenzgang” bezeichnet.

Viele Tiere haben Sinnesorgane, um die Beschleunigung, insbesondere die Schwerkraft, zu erfassen. In diesen besteht die Beweismasse normalerweise aus einem oder mehreren Kristallen von Calciumcarbonat-Otolithen (lateinisch für “Ohrstein”) oder Statokonie, die gegen ein mit Neuronen verbundenes Haarbett wirken. Die Haare bilden die Quellen, die Neuronen als Sensoren. Die Dämpfung erfolgt üblicherweise durch eine Flüssigkeit. Viele Wirbeltiere, einschließlich Menschen, haben diese Strukturen im Innenohr. Die meisten Wirbellosen haben ähnliche Organe, jedoch nicht als Teil ihrer Hörorgane. Diese werden Statozysten genannt.

Mechanische Beschleunigungsmesser sind häufig so konstruiert, dass eine elektronische Schaltung eine geringe Bewegung erfasst und dann mit einem Linearmotor auf die Prüfmasse drückt, um zu verhindern, dass sich die Prüfmasse weit bewegt. Der Motor kann ein Elektromagnet oder in sehr kleinen Beschleunigungsmessern elektrostatisch sein. Da das elektronische Verhalten der Schaltung sorgfältig entworfen werden kann und sich die Prüfmasse nicht weit bewegt, können diese Konstruktionen sehr stabil sein (dh sie schwingen nicht), sehr linear mit einem kontrollierten Frequenzgang. (Dies wird als Servomodus-Design bezeichnet.)

Bei mechanischen Beschleunigungsmessern erfolgt die Messung häufig elektrisch, piezoelektrisch, piezoresistiv oder kapazitiv. Piezoelektrische Beschleunigungsmesser verwenden piezokeramische Sensoren (z. B. Blei-Zirkonat-Titanat) oder Einkristalle (z. B. Quarz, Turmalin). Sie sind unübertroffen bei Hochfrequenzmessungen, geringem Verpackungsgewicht und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen. Piezoresistive Beschleunigungsmesser widerstehen Stößen (sehr hohen Beschleunigungen) besser. Kapazitive Beschleunigungsmesser verwenden typischerweise ein mikrobearbeitetes Silizium-Sensorelement. Sie messen niedrige Frequenzen gut.

Moderne mechanische Beschleunigungsmesser sind oft klein Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und sind oft sehr einfache MEMS-Geräte, die aus kaum mehr als einem Ausleger mit einer Prüfmasse (auch bekannt als) bestehen seismische Masse). Die Dämpfung resultiert aus dem im Gerät eingeschlossenen Restgas. Solange der Q-Faktor nicht zu niedrig ist, führt die Dämpfung nicht zu einer geringeren Empfindlichkeit.

Unter dem Einfluss äußerer Beschleunigungen lenkt die Prüfmasse aus ihrer neutralen Position ab. Diese Auslenkung wird analog oder digital gemessen. Am häufigsten wird die Kapazität zwischen einem Satz fester Strahlen und einem Satz von Strahlen, die an der Prüfmasse angebracht sind, gemessen. Diese Methode ist einfach, zuverlässig und kostengünstig. Die Integration von Piezowiderständen in die Federn zur Erfassung der Federverformung und damit der Durchbiegung ist eine gute Alternative, obwohl während der Herstellungssequenz einige weitere Prozessschritte erforderlich sind. Für sehr hohe Empfindlichkeiten wird auch Quantentunneln verwendet; Dies erfordert einen speziellen Prozess, der es sehr teuer macht. Die optische Messung wurde in Laborgeräten demonstriert.

Ein weiterer MEMS-basierter Beschleunigungsmesser ist ein thermischer (oder konvektiver) Beschleunigungsmesser.^[7] Es enthält eine kleine Heizung in einer sehr kleinen Kuppel. Dies erwärmt die Luft oder andere Flüssigkeit in der Kuppel. Die Wärmeblase wirkt als Prüfmasse. Ein zugehöriger Temperatursensor (wie ein Thermistor oder eine Thermosäule) in der Kuppel misst die Temperatur an einer Stelle der Kuppel. Dies misst die Position der erhitzten Blase innerhalb der Kuppel. Wenn die Kuppel beschleunigt wird, drückt die kältere Flüssigkeit mit höherer Dichte die erhitzte Blase. Die gemessene Temperatur ändert sich. Die Temperaturmessung wird als Beschleunigung interpretiert. Die Flüssigkeit sorgt für die Dämpfung. Die auf die Flüssigkeit wirkende Schwerkraft liefert die Feder. Da die Prüfmasse ein sehr leichtes Gas ist und nicht von einem Balken oder Hebel gehalten wird, können Wärmebeschleunigungsmesser hohe Stöße überstehen. Eine andere Variante verwendet einen Draht, um sowohl das Gas zu erwärmen als auch die Temperaturänderung zu erfassen. Die Änderung der Temperatur ändert den Widerstand des Drahtes. Ein zweidimensionaler Beschleunigungsmesser kann wirtschaftlich mit einer Kuppel, einer Blase und zwei Messgeräten konstruiert werden.

Die meisten mikromechanischen Beschleunigungsmesser arbeiten in der EbeneDas heißt, sie sind so ausgelegt, dass sie nur für eine Richtung in der Ebene der Matrize empfindlich sind. Durch die senkrechte Integration von zwei Vorrichtungen auf einem einzigen Chip kann ein zweiachsiger Beschleunigungsmesser hergestellt werden. Durch Hinzufügen eines weiteren aus der Ebene Gerät können drei Achsen gemessen werden. Eine solche Kombination kann einen viel geringeren Fehlausrichtungsfehler aufweisen als drei diskrete Modelle, die nach dem Verpacken kombiniert werden.

Mikromechanische Beschleunigungsmesser sind in einer Vielzahl von Messbereichen erhältlich und erreichen bis zu Tausende von G‘s. Der Konstrukteur muss einen Kompromiss zwischen Empfindlichkeit und maximaler messbarer Beschleunigung eingehen.

Anwendungen[edit]

Maschinenbau[edit]

Beschleunigungsmesser können zur Messung der Fahrzeugbeschleunigung verwendet werden. Mit Beschleunigungsmessern können Vibrationen an Autos, Maschinen, Gebäuden, Prozessleitsystemen und Sicherheitsanlagen gemessen werden. Sie können auch verwendet werden, um seismische Aktivität, Neigung, Maschinenvibration, dynamische Entfernung und Geschwindigkeit mit oder ohne Einfluss der Schwerkraft zu messen. Anwendungen für Beschleunigungsmesser, die die Schwerkraft messen, wobei ein Beschleunigungsmesser speziell für die Verwendung in der Gravimetrie konfiguriert ist, werden als Gravimeter bezeichnet.

Mit Beschleunigungsmessern ausgestattete Notebooks können dazu beitragen Quake-Catcher-Netzwerk (QCN), ein BOINC-Projekt zur wissenschaftlichen Erforschung von Erdbeben.^[8]

Biologie[edit]

Beschleunigungsmesser werden zunehmend auch in den Biowissenschaften eingesetzt. Hochfrequenzaufnahmen von zweiachsigen^[9] oder dreiachsige Beschleunigung^[10] ermöglicht die Unterscheidung von Verhaltensmustern, während Tiere außer Sicht sind. Darüber hinaus können Forscher anhand von Beschleunigungsaufzeichnungen die Geschwindigkeit quantifizieren, mit der ein Tier in freier Wildbahn Energie verbraucht, indem entweder die Häufigkeit von Extremitätenschlägen bestimmt wird^[11] oder Maßnahmen wie die allgemeine dynamische Körperbeschleunigung^[12] Solche Ansätze wurden hauptsächlich von Meereswissenschaftlern übernommen, da Tiere in freier Wildbahn nicht mit visuellen Beobachtungen untersucht werden konnten. Eine zunehmende Anzahl von Landbiologen verfolgt jedoch ähnliche Ansätze. Zum Beispiel wurden Beschleunigungsmesser verwendet, um den Energieverbrauch von Harris Hawk zu untersuchen (Parabuteo unicinctus).^[13]

Industrie[edit]

Beschleunigungsmesser werden auch zur Überwachung des Maschinenzustands verwendet, um die Vibration und ihre zeitlichen Änderungen der Wellen an den Lagern rotierender Geräte wie Turbinen, Pumpen usw. zu melden.^[14] Fans,^[15] Walzen,^[16]Kompressoren,^[17][18] oder Lagerfehler^[19]

Dies kann zu kostspieligen Reparaturen führen, wenn dies nicht umgehend erledigt wird. Mit den Vibrationsdaten des Beschleunigungsmessers kann der Benutzer Maschinen überwachen und diese Fehler erkennen, bevor das rotierende Gerät vollständig ausfällt.

Gebäude- und Bauüberwachung[edit]

Beschleunigungsmesser werden verwendet, um die Bewegung und Vibration einer Struktur zu messen, die dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Dynamische Lasten stammen aus verschiedenen Quellen, darunter:

• Menschliche Aktivitäten – Gehen, Laufen, Tanzen oder Springen
• Arbeitsmaschinen – innerhalb eines Gebäudes oder in der Umgebung
• Bauarbeiten – Rammpfähle, Abbruch, Bohren und Ausheben
• Lasten auf Brücken bewegen
• Fahrzeugkollisionen
• Aufpralllasten – herabfallende Fremdkörper
• Gehirnerschütterungslasten – interne und externe Explosionen
• Zusammenbruch von Strukturelementen
• Windlasten und Windböen
• Luftdruck
• Unterstützungsverlust durch Bodenversagen
• Erdbeben und Nachbeben

Bei strukturellen Anwendungen ist das Messen und Aufzeichnen, wie eine Struktur dynamisch auf diese Eingaben reagiert, entscheidend für die Beurteilung der Sicherheit und Lebensfähigkeit einer Struktur. Diese Art der Überwachung wird als Gesundheitsüberwachung bezeichnet, an der normalerweise andere Arten von Instrumenten beteiligt sind, z. B. Verschiebungssensoren – Potentiometer, LVDTs usw. – Verformungssensoren – Zugmessgeräte, Extensometer -, Lastsensoren – Lastzellen, piezoelektrische Sensoren – Andere.

Medizinische Anwendungen[edit]

Zolls AED Plus verwendet CPR-D • Padz, die einen Beschleunigungsmesser enthalten, um die Tiefe der CPR-Brustkompressionen zu messen.

In den letzten Jahren haben mehrere Unternehmen Sportuhren für Läufer hergestellt und vermarktet, die Fußpods enthalten, die Beschleunigungsmesser enthalten, um die Geschwindigkeit und Entfernung für den Läufer zu bestimmen, der das Gerät trägt.

In Belgien werden von der Regierung auf Beschleunigungsmessern basierende Schrittzähler gefördert, um die Menschen zu ermutigen, jeden Tag ein paar tausend Schritte zu gehen.

Herman Digital Trainer verwendet Beschleunigungsmesser, um die Schlagkraft beim körperlichen Training zu messen.^[20][21]

Es wurde vorgeschlagen, Footballhelme mit Beschleunigungsmessern zu bauen, um die Auswirkungen von Kopfkollisionen zu messen.^[22]

Beschleunigungsmesser wurden verwendet, um Gangparameter wie Stand und Schwungphase zu berechnen. Diese Art von Sensor kann zum Messen oder Überwachen von Personen verwendet werden.^[23][24]

Navigation[edit]

Ein Trägheitsnavigationssystem ist eine Navigationshilfe, die einen Computer und Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser) verwendet, um die Position, Ausrichtung und Geschwindigkeit (Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung) eines sich bewegenden Objekts ohne externe Referenzen kontinuierlich zu berechnen. Andere Begriffe, die verwendet werden, um sich auf Trägheitsnavigationssysteme oder eng verwandte Geräte zu beziehen, umfassen ein Trägheitsführungssystem, eine Trägheitsreferenzplattform und viele andere Variationen.

Ein Beschleunigungsmesser allein ist ungeeignet, um Höhenänderungen über Entfernungen zu bestimmen, bei denen die vertikale Abnahme der Schwerkraft erheblich ist, beispielsweise für Flugzeuge und Raketen. Bei Vorhandensein eines Gravitationsgradienten ist der Kalibrierungs- und Datenreduktionsprozess numerisch instabil.^[25][26]

Transport[edit]

Beschleunigungsmesser werden verwendet, um Apogäum in beiden professionellen zu erkennen^[27] und in Amateur^[28] Raketentechnik.

Beschleunigungsmesser werden auch in intelligenten Verdichtungswalzen verwendet. Beschleunigungsmesser werden neben Gyroskopen in Trägheitsnavigationssystemen eingesetzt.^[29]

Eine der häufigsten Anwendungen für MEMS-Beschleunigungsmesser sind Airbag-Auslösesysteme für moderne Automobile. In diesem Fall werden die Beschleunigungsmesser verwendet, um die schnelle negative Beschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen, um zu bestimmen, wann eine Kollision aufgetreten ist und wie schwer die Kollision ist. Eine weitere häufige Verwendung im Automobilbereich sind elektronische Stabilitätskontrollsysteme, die einen seitlichen Beschleunigungsmesser zur Messung von Kurvenkräften verwenden. Die weit verbreitete Verwendung von Beschleunigungsmessern in der Automobilindustrie hat ihre Kosten dramatisch gesenkt.^[30] Eine weitere Automobilanwendung ist die Überwachung von Geräuschen, Vibrationen und Härten (NVH), Bedingungen, die für Fahrer und Passagiere unangenehm sind und möglicherweise auch auf mechanische Fehler hinweisen.

Kippzüge verwenden Beschleunigungsmesser und Gyroskope, um die erforderliche Neigung zu berechnen.^[31]

Vulkanologie[edit]

Moderne elektronische Beschleunigungsmesser werden in Fernerkundungsgeräten verwendet, die zur Überwachung aktiver Vulkane zur Erfassung der Bewegung von Magma bestimmt sind.^[32]

Unterhaltungselektronik[edit]

Beschleunigungsmesser werden zunehmend in persönliche elektronische Geräte eingebaut, um die Ausrichtung des Geräts zu erfassen, beispielsweise einen Bildschirm.

EIN Freifallsensor (FFS) ist ein Beschleunigungsmesser, mit dem festgestellt wird, ob ein System heruntergefallen ist und herunterfällt. Es kann dann Sicherheitsmaßnahmen anwenden, z. B. das Abstellen des Kopfes einer Festplatte, um einen Kopfabsturz und den daraus resultierenden Datenverlust beim Aufprall zu verhindern. Dieses Gerät ist in den vielen gängigen Computer- und Unterhaltungselektronikprodukten enthalten, die von verschiedenen Herstellern hergestellt werden. Es wird auch in einigen Datenloggern verwendet, um die Handhabungsvorgänge für Versandbehälter zu überwachen. Die Zeitdauer im freien Fall wird verwendet, um die Fallhöhe zu berechnen und den Schock für das Paket abzuschätzen.

Bewegungseingabe[edit]

Einige Smartphones, digitale Audioplayer und persönliche digitale Assistenten enthalten Beschleunigungsmesser zur Steuerung der Benutzeroberfläche. Oft wird der Beschleunigungsmesser verwendet, um Quer- oder Hochformatansichten des Bildschirmes des Geräts anzuzeigen, je nachdem, wie das Gerät gehalten wird. Apple hat seit der 4. Generation einen Beschleunigungsmesser in jede Generation von iPhone, iPad und iPod touch sowie in jeden iPod nano integriert. Neben der Einstellung der Orientierungsansicht können Beschleunigungsmesser in Mobilgeräten in Verbindung mit speziellen Anwendungen auch als Schrittzähler verwendet werden.^[33]

ACN-Systeme (Automatic Collision Notification) verwenden auch Beschleunigungsmesser in einem System, um im Falle eines Fahrzeugunfalls um Hilfe zu rufen. Zu den bekannten ACN-Systemen gehören der OnStar AACN-Service, der 911 Assist von Ford Link, Toyotas Safety Connect, Lexus Link oder BMW Assist. Viele mit Beschleunigungsmessern ausgestattete Smartphones bieten auch ACN-Software zum Download an. ACN-Systeme werden durch Erkennen von Crash-Beschleunigungen aktiviert.

Beschleunigungsmesser werden in elektronischen Stabilitätskontrollsystemen des Fahrzeugs verwendet, um die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs zu messen. Ein Computer vergleicht die tatsächliche Bewegung des Fahrzeugs mit der Lenk- und Drosseleingabe des Fahrers. Der Stabilitätskontrollcomputer kann einzelne Räder selektiv bremsen und / oder die Motorleistung reduzieren, um den Unterschied zwischen Fahrereingaben und der tatsächlichen Bewegung des Fahrzeugs zu minimieren. Dies kann dazu beitragen, dass sich das Fahrzeug nicht dreht oder überrollt.

Einige Schrittzähler verwenden einen Beschleunigungsmesser, um die Anzahl der Schritte und die zurückgelegte Strecke genauer zu messen, als dies mit einem mechanischen Sensor möglich ist.

Die Wii-Videospielkonsole von Nintendo verwendet einen Controller namens Wii-Fernbedienung, der einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser enthält und hauptsächlich für Bewegungseingaben entwickelt wurde. Benutzer haben auch die Möglichkeit, einen zusätzlichen bewegungsempfindlichen Aufsatz, den Nunchuk, zu kaufen, sodass Bewegungseingaben unabhängig von beiden Händen des Benutzers aufgezeichnet werden können. Wird auch auf dem Nintendo 3DS-System verwendet.

Die Sony PlayStation 3 verwendet die DualShock 3-Fernbedienung, die einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser verwendet, mit dem die Lenkung in Rennspielen realistischer gestaltet werden kann, z MotorStorm und Burnoutparadies.

Das Nokia 5500 Sport verfügt über einen 3D-Beschleunigungsmesser, auf den über Software zugegriffen werden kann. Es wird zur Schritterkennung (Zählung) in einer Sportanwendung und zur Erkennung von Tippgesten in der Benutzeroberfläche verwendet. Tippgesten können zur Steuerung des Musik-Players und der Sportanwendung verwendet werden, um beispielsweise zum nächsten Titel zu wechseln, indem Sie durch die Kleidung tippen, wenn sich das Gerät in einer Tasche befindet. Weitere Verwendungszwecke für Beschleunigungsmesser in Nokia-Handys sind die Schrittzählerfunktionen in Nokia Sports Tracker. Einige andere Geräte bieten die Neigungserfassungsfunktion mit einer billigeren Komponente, die kein echter Beschleunigungsmesser ist.

Schlafphasen-Wecker verwenden beschleunigungsmessbare Sensoren, um die Bewegung eines Schläfers zu erfassen, sodass er die Person wecken kann, wenn sie sich nicht in der REM-Phase befindet, um die Person leichter zu wecken.

Tonaufnahme[edit]

Ein Mikrofon oder Trommelfell ist eine Membran, die auf Luftdruckschwankungen reagiert. Diese Schwingungen verursachen eine Beschleunigung, sodass Beschleunigungsmesser zur Schallaufzeichnung verwendet werden können.^[34] Eine Studie aus dem Jahr 2012 ergab, dass Stimmen in 93% der typischen täglichen Situationen mit Smartphone-Beschleunigungsmessern erkannt werden können.^[35]

Umgekehrt können sorgfältig entworfene Geräusche dazu führen, dass Beschleunigungsmesser falsche Daten melden. Eine Studie testete 20 Modelle von (MEMS) Smartphone-Beschleunigungsmessern und stellte fest, dass die Mehrheit für diesen Angriff anfällig war.^[36]

Orientierungserfassung[edit]

Einige Geräte des 21. Jahrhunderts verwenden Beschleunigungsmesser, um den Bildschirm abhängig von der Richtung auszurichten, in der das Gerät gehalten wird (z. B. Umschalten zwischen Hoch- und Querformat). Zu diesen Geräten gehören viele Tablet-PCs sowie einige Smartphones und Digitalkameras. Der Amida Simputer, ein 2004 eingeführtes Linux-Handheld-Gerät, war der erste kommerzielle Handheld mit integriertem Beschleunigungsmesser. Mit diesem Beschleunigungsmesser wurden viele gestenbasierte Interaktionen integriert, darunter das Umblättern, Vergrößern und Verkleinern von Bildern, das Wechseln des Hoch- in den Querformatmodus und viele einfache gestenbasierte Spiele.

Ab Januar 2009 enthalten fast alle neuen Mobiltelefone und Digitalkameras mindestens einen Neigungssensor und manchmal einen Beschleunigungsmesser, um die automatische Bilddrehung, bewegungsempfindliche Minispiele und das Verwackeln beim Fotografieren zu korrigieren.

Bildstabilisierung[edit]

Camcorder verwenden Beschleunigungsmesser zur Bildstabilisierung, indem sie entweder optische Elemente bewegen, um den Lichtweg zum Sensor anzupassen, um unbeabsichtigte Bewegungen auszugleichen, oder das Bild digital verschieben, um erkannte Bewegungen auszugleichen. Einige Standbildkameras verwenden Beschleunigungsmesser zur Erfassung von Unschärfe. Die Kamera hält die Aufnahme des Bildes zurück, wenn sich die Kamera bewegt. Wenn die Kamera stillsteht (wenn auch nur für eine Millisekunde, wie dies bei Vibrationen der Fall sein könnte), wird das Bild aufgenommen. Ein Beispiel für die Anwendung dieser Technologie ist der Glogger VS2,^[37] Eine Telefonanwendung, die auf Symbian-basierten Telefonen mit Beschleunigungsmessern wie dem Nokia N96 ausgeführt wird. Einige Digitalkameras enthalten Beschleunigungsmesser, um die Ausrichtung des aufgenommenen Fotos zu bestimmen und das aktuelle Bild beim Betrachten zu drehen.

Geräteintegrität[edit]

Viele Laptops verfügen über einen Beschleunigungsmesser, mit dem Tropfen erkannt werden. Wenn ein Tropfen festgestellt wird, werden die Köpfe der Festplatte geparkt, um Datenverlust und mögliche Kopf- oder Plattenschäden durch den folgenden Schock zu vermeiden.

Gravimetrie[edit]

EIN Gravimeter oder Gravitometer ist ein Instrument, das in der Gravimetrie zur Messung des lokalen Gravitationsfeldes verwendet wird. Ein Gravimeter ist eine Art Beschleunigungsmesser, mit der Ausnahme, dass Beschleunigungsmesser allen Vibrationen einschließlich Rauschen ausgesetzt sind, die Schwingungsbeschleunigungen verursachen. Dem wirkt im Gravimeter durch integrierte Schwingungsisolation und Signalverarbeitung entgegen. Obwohl das wesentliche Konstruktionsprinzip das gleiche ist wie bei Beschleunigungsmessern, sind Gravimeter in der Regel viel empfindlicher als Beschleunigungsmesser, um sehr kleine Änderungen der Erdgravitation von 1 zu messen G. Im Gegensatz dazu sind andere Beschleunigungsmesser häufig für die Messung von 1000 ausgelegt G oder mehr, und viele führen mehrachsige Messungen durch. Die Einschränkungen für die zeitliche Auflösung sind für Gravimeter normalerweise geringer, so dass die Auflösung durch Verarbeiten der Ausgabe mit einer längeren “Zeitkonstante” erhöht werden kann.

Arten von Beschleunigungsmessern[edit]

Exploits[edit]

Millionen von Smartphones können anfällig für Software-Cracking über Beschleunigungsmesser sein.^[39][40]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]