Funcionamento do Acelerometro

Funcionamento do Acelerômetro
A tecnologia utilizada na construção dos acelerômetros da família ADXL, e chamada de micro-máquinas independentes. Através dela são construidos o sistema massa e mola, o sistema de medição do deslocamento e o circuito de condicionamento de sinal.
O sistema massa é mola é implementado utilizando uma barra de silício e 4 âncoras conectadas a cada cada canto dessa barra, como representado na figura 2.Quando essa massa sofre uma aceleração, ela se desloca em relação as âncoras que a sustentam. Teoricamente, esse deslocamento é proporcional a aceleração sofrida, mas como esse sistema não é ideal o deslocamento não representa totalmente a aceleração. Esse erro introduzido pelo sistema mecânico é compensado mais tarde por um complexo sistema de condicionamento. Note também que esse sistema de massa e mola só mede acelerações em um único eixo.
Figura 2
Para medir o deslocamento da barra, é utilizado um sistema com capacitores. A capacitância deum capacitor é dada por C=k/x, onde (x) é a distância entra as placas que forma os capacitores e (k) é uma propriedade do material colocado entre as placas. Portanto, se conhecermos a capacitância (C) e a constante (k), podemos determinar a distância entre as placas. Os acelerômetros da familia ADXL, utilizam um sistema formado por dois capacitores, como mostrado na Figura 3. Figura 3
Na figura acima, as duas placas externas estão fixas, e a placa interna esta conectada a massa do sistema massa mola. Quando a massa esta em repouso, a distâncias entre as placas são iguais, então ambos os capacitores possuem a mesma capacitância C=k/x. Quando o sistema acelera, a capacitância de cada capacitor é dada por: Ca=k/(x0+x) e Cb=k/(x0-x). Substituindo k por C*x e associando as equações para determinar Ca-Cb temos:

Para pequenos deslocamento de x a expressão acima se reduz a:

Como a equação acima só é válida para pequenos deslocamento de x, existem um sistema de realimentação negativa que controla o