mems accelerometer

1. ‫دانشگاه‬‫آزاد‬‫اسالمی‬‫واحد‬‫تبریز‬
‫دانشکده‬‫مکانیک‬،‫مکاترونیک‬
‫روش‬‫های‬‫شتاب‬ ‫سنجش‬ ‫مختلف‬‫در‬MEMS
: ‫استاد‬‫والدی‬ ‫دکتر‬ ‫آقای‬ ‫جناب‬
‫دانشجو‬:‫کثیری‬ ‫باقرزاده‬ ‫سامان‬
900755904
‫مکاترونیک‬2
‫زمستان‬1991

2. 1-‫شتاب‬ ‫کلی‬ ‫اصول‬ ‫بر‬ ‫ای‬ ‫مقدمه‬‫سنج‬‫ها‬
‫روش‬‫های‬‫مختلفی‬‫و‬ ‫شتاب‬ ‫سنجش‬ ‫جهت‬‫که‬ ‫دارند‬ ‫جود‬‫تقریبا‬‫تمامی‬‫آن‬‫ها‬‫مبتنی‬‫بر‬‫مکانیزم‬
‫وزنه‬،‫فنر‬‫و‬‫میراگر‬‫می‬‫باشند‬‫که‬‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫نیوتون‬ ‫دوم‬ ‫قانون‬‫به‬ ‫که‬ ‫زمانی‬‫وارد‬ ‫شتاب‬ ‫وزنه‬
‫می‬‫شود‬‫شده‬ ‫آن‬ ‫جابجایی‬ ‫باعث‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫با‬ ‫و‬‫جابجایی‬ ‫این‬‫سیستم‬ ‫مدل‬ ‫بودن‬ ‫مشخص‬ ‫و‬
‫می‬‫توان‬‫بدست‬ ‫را‬ ‫شتاب‬‫آورد‬.
‫فنر‬ ‫سختی‬ ‫میزان‬ ‫تغییر‬ ‫با‬،‫گری‬ ‫میرا‬ ‫مقدار‬ ‫و‬ ‫وزنه‬ ‫جرم‬‫می‬‫توان‬‫و‬ ‫دینامیک‬ ‫پارامترهای‬
‫تشدید‬ ‫فرکانس‬ ‫قبیل‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫سیستم‬ ‫استاتیک‬،‫سیستم‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬،‫پایداری‬ ‫زمان‬‫اندازه‬ ‫سرعت‬ ‫و‬
‫را‬ ‫گیری‬‫دلخواه‬ ‫به‬.‫داد‬ ‫تغییر‬‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫تغییر‬ ‫محدوده‬ ‫البته‬‫حلقه‬‫ایجاد‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫بوده‬ ‫کم‬ ‫باز‬
‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬‫می‬‫توان‬‫را‬ ‫فوق‬ ‫های‬ ‫پارامتر‬‫ای‬ ‫سیستم‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫کنترل‬ ‫بیشتر‬‫د‬‫ه‬‫ال‬
‫نزدیک‬‫تر‬. ‫شد‬‫در‬‫برخی‬‫سیستم‬‫های‬‫اندازه‬‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫شتاب‬ ‫گیری‬‫قوانین‬‫ترمودینامیک‬
‫صورت‬‫می‬‫گیرد‬‫جرم‬ ‫مکانیزم‬ ‫از‬ ‫و‬‫و‬‫فنر‬‫استفاده‬‫نمی‬‫شود‬.‫دارند‬ ‫محدودی‬ ‫استفاده‬ ‫که‬‫ایده‬ ‫هدف‬
‫شتاب‬ ‫طراحی‬ ‫در‬ ‫ال‬‫سنج‬‫ها‬‫دینامیکی‬ ‫خوب‬ ‫پاسخ‬ ، ‫خطی‬ ‫بسیار‬ ،‫نویز‬ ‫کم‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬
‫باال‬ ‫پایداری‬ ‫و‬ ‫محیط‬ ‫دمای‬ ‫به‬ ‫کم‬ ‫وابستگی‬ ، ‫توان‬ ‫کم‬ ‫مصرف‬ ، ‫سنج‬ ‫شتاب‬‫می‬‫باشد‬.‫به‬‫طور‬
‫کلی‬‫سیستم‬‫ها‬‫طراحی‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫و‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬ ‫صورت‬ ‫دو‬ ‫به‬‫می‬‫شوند‬‫که‬‫سیستم‬‫های‬‫باز‬ ‫حلقه‬
‫سا‬‫استفاده‬ ‫حساس‬ ‫غیر‬ ‫کاربردهای‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫تر‬ ‫ده‬‫می‬‫شوند‬‫و‬‫سیستم‬‫های‬‫قیمت‬ ‫گران‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬
‫و‬‫پیچیده‬.‫داشت‬ ‫خواهند‬ ‫تری‬ ‫باال‬ ‫کیفیت‬ ‫ولی‬ ‫بوده‬

3. 1-1:‫سیستم‬‫های‬‫ح‬‫لقه‬( ‫باز‬open loop system: )
‫که‬ ‫صورتی‬ ‫در‬‫سیگنال‬‫های‬‫سنسور‬ ‫از‬ ‫حاصل‬‫به‬‫طور‬‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫مستقیم‬‫قرار‬
‫سی‬ ‫یک‬ ‫گیرد‬‫پارامتر‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫برای‬ ‫سیستم‬ ‫نوع‬ ‫این‬ ‫در‬ . ‫داشت‬ ‫خواهیم‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬ ‫ستم‬
‫جرم‬ ‫افزایش‬ ‫مثال‬ ‫برای‬ ‫بدهیم‬ ‫تغییر‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫مکانیک‬ ‫مشخصات‬ ‫باید‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫های‬
‫غیر‬ ‫موجب‬ ‫که‬ ‫وزنه‬‫خطی‬‫تر‬‫سیستم‬ ‫رفتار‬ ‫شدن‬‫می‬‫شود‬‫خود‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
‫که‬ ‫سیلیکون‬‫پایه‬‫این‬ ‫ساخت‬ ‫اصلی‬‫سیستم‬‫ها‬‫رفتار‬ ‫است‬‫دارد‬ ‫خطی‬ ‫غیر‬ ‫االستیک‬
‫کاربرد‬ ‫از‬ ‫بسیار‬ ‫در‬ . ‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫کل‬ ‫بودن‬ ‫خطی‬ ‫غیر‬ ‫تشدید‬ ‫موجب‬ ‫که‬
‫و‬ ‫بوده‬ ‫قبول‬ ‫قابل‬ ‫اشکاالت‬ ‫این‬ ‫پایین‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫ساده‬ ‫های‬‫سیستم‬‫های‬‫استفاده‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬
‫می‬‫شود‬.

4. 1-2:‫سیستم‬‫های‬( ‫بسته‬ ‫حلقه‬close loop system: )
‫نوع‬ ‫این‬ ‫در‬‫سیستم‬‫ها‬‫جرم‬ ‫مکانیزم‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬،‫فنر‬‫و‬‫میر‬‫اگر‬‫ا‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬‫ع‬‫نیرو‬ ‫مال‬‫مثال‬
‫نیروی‬ ‫اعمال‬‫الکترواستاتیک‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫شتاب‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫وزنه‬ ‫حرکت‬ . ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫نیز‬‫شده‬
‫و‬‫شده‬ ‫داده‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫به‬ ‫خطا‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫سیگنال‬ ‫این‬،‫اعمال‬ ‫مکانیزم‬ ‫به‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬
‫فرمان‬ ‫نیرو‬‫می‬‫دهد‬‫سیستم‬ ‫طرف‬ ‫از‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫سیگنال‬ ‫داند‬ ‫برگر‬ ‫اول‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫وزنه‬ ‫تا‬
‫از‬ . ‫سیستم‬ ‫کل‬ ‫به‬ ‫اعمالی‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫متناسب‬ ‫نیرو‬ ‫اعمال‬ ‫مکانیزم‬ ‫به‬ ‫کنترل‬
‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫سیستم‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫مزایای‬‫می‬‫توان‬. ‫کرد‬ ‫اشاره‬ ‫زیر‬ ‫موارد‬ ‫به‬
1-‫نو‬‫که‬ ‫وزنه‬ ‫سان‬‫در‬‫اثر‬‫شده‬ ‫منحرف‬ ‫خود‬ ‫سکون‬ ‫حالت‬ ‫از‬ ‫شتاب‬‫در‬‫مقایسه‬‫با‬
‫اثرات‬ ‫نوسان‬ ‫کاهش‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫کمتر‬ ‫بسیار‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬ ‫سیستم‬
‫سیستم‬ ‫و‬ ‫یافته‬ ‫کاهش‬ ‫نیز‬ ‫سیلیکونی‬ ‫فنر‬ ‫خطی‬ ‫غیر‬‫خطی‬‫تر‬. ‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫کار‬
2-‫می‬‫توان‬‫را‬ ‫سیستم‬ ‫دینامیک‬ ‫مناسب‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫طراحی‬ ‫با‬. ‫داد‬ ‫افزایش‬
3-‫مناسب‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫طراحی‬ ‫با‬‫می‬‫توانیم‬‫پهنای‬ ‫با‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫حساسیت‬ ‫به‬‫باند‬
‫این‬ ‫کرد‬ ‫پیدا‬ ‫دست‬ ‫مناسب‬‫امر‬‫در‬‫سیستم‬‫امکان‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬‫پذیر‬‫نبوده‬‫با‬ ‫و‬‫افزایش‬
‫کاهش‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬ ‫حساسیت‬‫می‬‫یابد‬.
4-‫تمامی‬ ‫باز‬ ‫حلقه‬ ‫حالت‬ ‫در‬‫رفتار‬‫مشخص‬ ‫به‬ ‫وابسته‬ ‫سنسور‬ ‫دینامیک‬ ‫و‬ ‫استاتیک‬‫ات‬
‫آن‬ ‫ابعادی‬ ‫و‬ ‫مکانیکی‬‫می‬‫باشد‬‫این‬ ‫و‬‫مسئله‬‫ساز‬ ‫مشکل‬ ‫انبوه‬ ‫تولید‬ ‫در‬‫بود‬ ‫خواهد‬‫و‬
‫با‬‫روش‬‫های‬‫سنسورهای‬ ‫در‬ ‫مشخصات‬ ‫تغییر‬ ‫امکان‬ ‫فعلی‬ ‫استاندارد‬ ‫ساخت‬‫هم‬ ‫با‬
‫تا‬22‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫نیز‬ %.

5. 2-‫روش‬‫های‬‫شتاب‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬
‫قسمت‬ ‫این‬ ‫در‬‫مهم‬‫ترین‬‫روش‬‫های‬‫بی‬ ‫که‬ ‫شتاب‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬‫شتر‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
‫پارامتر‬‫میراگر‬ ‫و‬ ‫فنر‬ ، ‫جرم‬ ‫سیستم‬ ‫های‬‫اثر‬ ‫بر‬ ‫نوسان‬ ‫تیر‬ ‫کرنش‬ ‫یا‬ ‫وزنه‬ ‫جابجایی‬ ‫مانند‬
‫شتاب‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫تنش‬‫می‬‫باشد‬‫مطرح‬‫می‬‫شود‬.
2-1:‫پیزو‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬‫رزیستیو‬((Piezoresistive Accelerometers:
‫را‬ ‫پیزورزیستیو‬ ‫خاصیت‬‫می‬‫توان‬‫این‬‫گونه‬‫ت‬ ‫که‬ ‫کرد‬ ‫مطرح‬‫یک‬ ‫الکتریکی‬ ‫مقاومت‬ ‫غییر‬
‫نیروی‬ ‫اثر‬ ‫در‬ . ‫آن‬ ‫بر‬ ‫تنش‬ ‫اعمال‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫رسانا‬ ‫نیمه‬‫فشاری‬‫که‬ ‫رسانا‬ ‫نیمه‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫وارد‬
‫آن‬ ‫در‬ ‫کرنش‬ ‫ایجاد‬ ‫باعث‬‫می‬‫شود‬‫و‬ ‫کرده‬ ‫اثر‬ ‫سیلیکون‬ ‫کریستالی‬ ‫ساختار‬ ‫بر‬ ‫کرنش‬ ‫این‬ ‫و‬
‫باعث‬‫تأثیر‬‫ب‬‫ر‬‫شعاع‬‫و‬ ‫اتمی‬bandgaps‫می‬‫شود‬‫نتیجه‬ ‫.در‬‫الکترون‬‫ها‬‫راحتی‬ ‫به‬
‫می‬‫توانند‬‫برسند‬ ‫رسانش‬ ‫باند‬ ‫به‬‫و‬‫در‬‫رسانا‬ ‫نیمه‬ ‫مقاومت‬ ‫مقدار‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫اثر‬‫کاهش‬‫می‬‫یابد‬.
‫رسانا‬ ‫نیمه‬ ‫مقاومت‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫شود‬ ‫اعمال‬ ‫کششی‬ ‫نیرو‬ ‫اگر‬ ‫حال‬‫می‬‫شود‬.
‫و‬ ‫شده‬ ‫ساخته‬ ‫میراگر‬ ‫فنر‬ ،‫جرم‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫حال‬‫می‬‫خواهیم‬‫جابجایی‬‫وزنه‬‫را‬‫که‬‫از‬ ‫ناشی‬
‫ساختارهای‬ ‫در‬ ، ‫شود‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫شتاب‬ ‫اعمال‬mems‫فنر‬‫به‬‫صورت‬‫ساخته‬ ‫بیم‬ ‫یک‬
‫می‬‫شود‬‫بیشتر‬ ‫بسیار‬ ‫آن‬ ‫مقطع‬ ‫سطح‬ ‫به‬ ‫نصبت‬ ‫آن‬ ‫طول‬ ‫که‬‫می‬‫باشد‬‫یک‬ ‫و‬‫که‬ ‫آن‬ ‫سمت‬
‫آن‬ ‫دیگر‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫آزاد‬ ‫است‬ ‫وزنه‬ ‫شامل‬‫به‬‫صورت‬‫یک‬‫تکیه‬‫گاه‬‫گیر‬‫دار‬‫می‬‫باشد‬‫در‬ .
‫اساس‬ ‫بر‬ ‫نیرو‬ ‫یک‬ ‫شتاب‬ ‫اثر‬‫وارد‬ ‫دارد‬ ‫بیشتری‬ ‫جرم‬ ‫که‬ ‫وزنه‬ ‫بر‬ ‫نیوتون‬ ‫دوم‬ ‫قانون‬
‫می‬‫شود‬‫در‬‫اثر‬‫خم‬ ،‫ساختار‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫شتاب‬ ‫عکس‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫بیم‬ ‫نیرو‬ ‫این‬‫می‬‫شود‬‫به‬
‫صورتی‬‫کشیده‬ ‫آن‬ ‫دیگر‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫فشرده‬ ‫آن‬ ‫سمت‬ ‫یک‬ ‫که‬‫می‬‫شود‬.

6. ‫آن‬ ‫مقاومت‬ ‫کنیم‬ ‫نسب‬ ‫پیزورزیستور‬ ‫بیم‬ ‫این‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫اگر‬ ‫مرحله‬ ‫این‬ ‫در‬،‫خمش‬ ‫با‬ ‫متناسب‬
‫نیرو‬‫و‬‫در‬‫نهایت‬‫اعمالی‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬. ‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫تغییر‬‫پیزورزیستر‬ ‫دو‬ ‫نصب‬ ‫با‬
‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫بیشتری‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫شتاب‬ ‫مقدار‬ ‫وتستون‬ ‫پل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫و‬ ‫هم‬ ‫مخالف‬ ‫سمت‬ ‫در‬
‫می‬‫شود‬.‫بیم‬ ‫سمت‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫پیزورزیست‬ ‫ایجاد‬ ‫بودن‬ ‫مشکل‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬‫عمال‬‫سمت‬ ‫یک‬ ‫در‬
‫خواه‬ ‫وجود‬‫و‬ ‫داشت‬ ‫د‬‫این‬‫باعث‬ ‫امر‬‫وابست‬.‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫دما‬ ‫به‬ ‫گی‬
2-2:‫شتاب‬‫سنج‬‫خازنی‬(Capacitive Accelerometers):
‫مکانیکی‬ ‫ساختار‬‫نیز‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫،فنر‬ ‫جرم‬‫و‬‫میرا‬‫گیر‬‫می‬‫باشد‬.‫در‬‫این‬‫روش‬‫از‬
‫شتاب‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫وزنه‬ ‫جابجایی‬‫به‬‫منظور‬‫دی‬ ‫جابجایی‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫خازن‬ ‫یک‬ ‫صفحات‬ ‫جابجایی‬
‫استفاده‬ ‫صفحات‬ ‫بین‬ ‫الکتریک‬‫می‬‫شود‬.
‫ظ‬‫الکتریک‬ ‫دی‬ ‫،نوع‬ ‫صفحات‬ ‫(مساحت‬ ‫عامل‬ ‫سه‬ ‫به‬ ‫خازن‬ ‫رفیت‬‫و‬‫فاصله‬‫صفحه‬‫ها‬)
‫کاربردها‬ ‫اکثر‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫وابسته‬‫به‬‫دلیل‬‫فاصله‬ ‫ساخت‬ ‫سهولت‬‫صفحه‬‫ها‬‫را‬‫متغیر‬‫در‬
‫ن‬‫ظر‬‫می‬‫گیرند‬.
‫نمونه‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫مثال‬ ‫برای‬‫ثابت‬ ‫الکتریک‬ ‫دی‬ ‫نوع‬ ‫و‬ ‫مساحت‬‫بوده‬‫فاصله‬ ‫ولی‬‫صفحه‬‫ها‬
‫متغیر‬‫نصب‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫است‬‫ثابت‬ ‫قسمت‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫دیگر‬ ‫صفحه‬ ‫و‬ ‫وزنه‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫صفحه‬ ‫یک‬

7. ‫سیستم‬‫حاصل‬‫می‬‫شود‬‫عمل‬ ‫این‬ ‫با‬ ‫و‬‫بین‬ ‫فاصله‬‫صفحه‬‫ها‬‫که‬ ‫وزنه‬ ‫حرکت‬ ‫به‬ ‫وابسته‬‫خود‬
‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬‫به‬ ‫وارده‬‫است‬ ‫آن‬‫مرتبط‬‫شد‬ ‫خواهد‬.
‫سه‬‫اندا‬ ‫برای‬ ‫اصلی‬ ‫حالت‬‫ظرفیت‬ ‫گیری‬ ‫زه‬‫خازنی‬‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫متغیر‬‫که‬‫به‬‫شرح‬‫زیر‬
. ‫است‬
1-‫از‬ ‫استفاده‬‫پل‬‫های‬AC‫کاپاسیتانس‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫و‬‫مدوالسیون‬ ‫یک‬ ‫واقع‬ ‫در‬ ‫که‬AM
. ‫داشت‬ ‫خواهیم‬
2-‫شتا‬ ‫با‬ ‫متناسب‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییر‬ ‫که‬ ‫تانک‬ ‫مدار‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫حاصل‬ ‫ب‬‫می‬‫شود‬‫و‬
‫می‬‫توان‬‫مدوالسیون‬ ‫با‬ ‫سیم‬ ‫بی‬ ‫سنسور‬ ‫یک‬FM. ‫ساخت‬
3-‫حالت‬DC‫خازنی‬ ‫ظرفیت‬ ‫تغییر‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫داشته‬ ‫نگاه‬ ‫ثابت‬ ‫های‬ ‫صفحه‬ ‫روی‬ ‫را‬ ‫بار‬ ‫که‬
.‫کند‬ ‫پیدا‬ ‫تغییر‬ ‫ولتاژ‬
‫از‬‫مزیت‬‫های‬‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫سنج‬‫ها‬‫هم‬ ‫و‬ ‫سنسور‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫خازنی‬ ‫صفحات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫عملگر‬‫می‬‫ب‬‫اشد‬‫شتاب‬ ‫ساخت‬ ‫در‬ ‫دلیل‬ ‫این‬ ‫به‬‫سنج‬‫های‬‫حلقه‬ ‫دقیق‬
‫بسته‬‫اکثرا‬‫استفاده‬ ‫ساختار‬ ‫این‬ ‫از‬‫می‬‫شود‬.
‫را‬ ‫سنسور‬ ‫این‬ ‫خازنی‬ ‫صفحات‬ ‫عمل‬ ‫در‬‫به‬‫صورت‬‫ای‬ ‫شانه‬‫می‬‫سازند‬‫و‬‫چندین‬‫خازن‬‫به‬
‫صورت‬. ‫شود‬ ‫حاصل‬ ‫نهایی‬ ‫ظرفیت‬ ‫تا‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫متصل‬ ‫هم‬ ‫به‬ ‫موازی‬ ‫و‬ ‫سری‬

8. 2-3:‫شتاب‬‫سنج‬‫پیزو‬‫الکتریک‬(Piezoelectric Accelerometers: )
‫ساختار‬‫مکانیکی‬‫این‬‫نوع‬‫شتاب‬‫سنج‬‫جرم‬‫،فنر‬‫و‬‫میرا‬‫گیر‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫برای‬ ‫و‬ ‫بوده‬
‫مواد‬ ‫پیزوالکتریک‬ ‫خاصیت‬ ‫از‬ ‫جابجایی‬‫استفاده‬ ‫کریستالی‬‫می‬‫شود‬.‫اثر‬‫پیزوالکتریک‬
‫توانایی‬‫برخی‬‫مواد‬‫می‬‫باشد‬‫برای‬‫تبدیل‬‫انرژی‬‫مکانیکی‬‫به‬‫انرژی‬‫الکتریکی‬‫و‬‫تبدیل‬
‫انرژی‬‫الکتریکی‬‫به‬‫انرژی‬‫مکانیکی‬.‫ا‬‫ثر‬‫پیزوالکتریک‬‫در‬‫انواع‬‫مواد‬‫از‬‫جمله‬‫تک‬
،‫بلورها‬‫سرامیک‬،‫ها‬‫بسپارها‬‫و‬‫مواد‬‫مرکب‬‫دیده‬‫می‬‫شود‬.‫تولید‬‫اختالف‬‫پتانسیل‬‫الکتریکی‬
‫در‬‫برخی‬‫بلورهای‬‫نارسانا‬‫مثل‬‫کوارتز‬‫تحت‬‫کشش‬‫یا‬‫فشار‬‫معکوس‬‫هم‬‫هستند‬‫و‬‫هر‬‫چه‬
‫میزان‬‫فشار‬‫یا‬‫کشش‬‫بیش‬‫تر‬،‫باشد‬‫اختالف‬‫پتانسیل‬‫تولید‬‫شده‬‫بیش‬‫تر‬‫بود‬ ‫خواهد‬.
‫جابجایی‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫برای‬‫معموال‬‫از‬2‫استفاده‬ ‫حالت‬‫می‬‫شود‬.
1-‫بیم‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫پیزو‬ ‫نسب‬‫به‬‫صورت‬‫بیم‬ ‫شدن‬ ‫خم‬ ‫با‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬
‫ا‬ ‫پیزو‬ ‫کریستال‬ ‫به‬ ‫تنش‬ ‫یک‬ ‫وزنه‬ ‫به‬ ‫متصل‬‫ع‬‫مال‬‫می‬‫شود‬‫به‬ ‫موجب‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫که‬
.‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬ ‫که‬ ‫شده‬ ‫پتانسیل‬ ‫اختالف‬ ‫آمدن‬ ‫وجود‬‫روش‬ ‫این‬ ‫با‬
‫می‬‫توان‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫قابلیت‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫حساسیت‬ ‫با‬ ‫سیستمی‬‫شتاب‬‫های‬‫ساخت‬ ‫کوچک‬
‫برابر‬ ‫در‬ ‫ولی‬‫شتاب‬‫های‬.‫داشت‬ ‫خواهد‬ ‫پایینی‬ ‫مقاومت‬ ) ‫(ضربه‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬
2-‫نخواهیم‬ ‫بیم‬ ‫دیگر‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫پیزو‬ ‫کریستال‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫وزنه‬ ‫مستقیم‬ ‫دادن‬ ‫قرار‬
‫فنری‬ ‫حالت‬ ‫و‬ ‫داشت‬‫مستقیما‬‫و‬ ‫شتاب‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫تنش‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫کریستال‬ ‫کرنش‬ ‫از‬
‫نظر‬ ‫از‬ ‫ولی‬ ‫شده‬ ‫کمتر‬ ‫سیستم‬ ‫حساسیت‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫وزنه‬ ‫جرم‬
‫سنجش‬ ‫امکان‬ ‫و‬ ‫داشت‬ ‫خواهیم‬ ‫بیشتری‬ ‫مقاومت‬ ‫مکانیکی‬‫شتاب‬‫های‬‫قدرت‬ ‫و‬ ‫باال‬
‫را‬ ‫ضربات‬‫به‬‫وجود‬‫می‬‫آید‬.

9. 2-4:‫شتاب‬‫سنج‬( ‫تونلی‬Tunneling Accelerometers: )
‫مانند‬ ‫نیز‬ ‫سیستم‬ ‫این‬ ‫مکانیکی‬ ‫ساختار‬‫روش‬‫های‬‫استفاده‬ ‫فنر‬ ‫و‬ ‫جرم‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫قبلی‬‫می‬‫کند‬
‫استفاده‬ ‫زنی‬ ‫تونل‬ ‫جریان‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫وزنه‬ ‫جابجایی‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫برای‬ ‫و‬‫می‬‫شود‬
‫تونل‬ ‫جریان‬ ‫تغییرات‬ ‫نسبت‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫جابجایی‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫در‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫دقت‬
‫که‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫نمایی‬ ‫رابطه‬ ‫یک‬ ‫جابجایی‬ ‫به‬ ‫زنی‬‫در‬‫ابعاد‬.‫دارد‬ ‫باال‬ ‫دقتی‬ ‫کوچک‬‫معموال‬
‫را‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫به‬‫صورت‬‫بسته‬ ‫حلقه‬‫می‬‫سازند‬‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫فیدبک‬ ‫دارای‬ ‫سیستم‬ ‫و‬
‫مکانیزم‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬ ‫پس‬‫ایجاد‬‫و‬‫اندازه‬‫یک‬ ‫زنی‬ ‫تونل‬ ‫جریان‬ ‫گیری‬‫عملگر‬‫الکترواستاتیک‬
. ‫وزنه‬ ‫موقعیت‬ ‫کنترل‬ ‫برای‬ ‫داشت‬ ‫خواهیم‬ ‫نیز‬
‫را‬ ‫زنی‬ ‫تونل‬ ‫مفهوم‬‫می‬‫توان‬‫کرد‬ ‫مطرح‬ ‫صورت‬ ‫این‬ ‫به‬‫در‬ ‫فاصله‬ ‫به‬ ‫رسانا‬ ‫دو‬ ‫اگر‬ ‫که‬
‫پدیده‬ ‫برسند‬ ‫هم‬ ‫متری‬ ‫نانو‬ ‫یک‬ ‫حدود‬‫تونل‬‫زنی‬‫الکترون‬‫های‬‫حدی‬ ‫به‬‫می‬‫رسد‬‫قادر‬ ‫ما‬ ‫که‬
.‫بود‬ ‫خواهیم‬ ‫پدیده‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫جریان‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫به‬‫در‬‫ظاهر‬‫الکترون‬‫ها‬‫کافی‬ ‫انرژی‬
‫ندارند‬ ‫را‬ ‫است‬ ‫کوچک‬ ‫هوایی‬ ‫فاصله‬ ‫یک‬ ‫اینجا‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫سد‬ ‫از‬ ‫عبور‬ ‫برای‬‫ولی‬‫بنا‬‫بر‬‫اصول‬
‫سد‬ ‫طرف‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫کوانتوم‬ ‫فیزیک‬‫نواحی‬‫احتمال‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬‫حضور‬‫الکترون‬‫ها‬‫آنجا‬ ‫در‬
‫قسمتی‬ ‫پس‬ ‫نیست‬ ‫صفر‬‫از‬‫الکترون‬‫ها‬‫حتما‬‫زنی‬ ‫تونل‬ ‫میزان‬ . ‫کرد‬ ‫خواهند‬ ‫عبور‬ ‫سد‬ ‫از‬
‫الکترون‬‫ها‬‫دارند‬ ‫هم‬ ‫با‬ ‫نمایی‬ ‫رابطه‬ ‫یک‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫سد‬ ‫عرض‬ ‫به‬ ‫وابسته‬‫به‬‫صورت‬‫زیر‬
‫مطرح‬‫می‬‫شود‬.
‫که‬‫در‬‫رابطه‬‫جریان‬‫تونل‬‫زنی‬x‫بقیه‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫سد‬ ‫پهنای‬‫پارامترها‬‫تقریبا‬‫و‬ ‫بوده‬ ‫ثابت‬
‫وابسته‬‫محیط‬ ‫شرایط‬ ‫و‬ ‫دما‬ ‫و‬ ‫جنس‬ ‫به‬‫هستند‬‫سد‬ ‫معرض‬ ‫وزنه‬ ‫به‬ ‫شتاب‬ ‫اعمال‬ ‫با‬ .‫تونل‬
‫تغییر‬ ‫نیز‬ ‫جریان‬ ‫میزان‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫تغییر‬ ‫زنی‬‫می‬‫کند‬‫شتاب‬ ‫به‬ ‫وابسته‬ ‫تغییر‬ ‫این‬ ‫که‬
. ‫بود‬ ‫خواهد‬
‫در‬‫تئوری‬‫روش‬ ‫این‬‫دقیق‬‫ترین‬‫و‬‫حساس‬‫ترین‬‫اندازه‬ ‫روش‬‫شتاب‬ ‫گیری‬‫می‬‫باشد‬‫به‬ ‫بنا‬ ‫ولی‬
‫مشکال‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫است‬ ‫مانده‬ ‫باقی‬ ‫تحقیقاتی‬ ‫حد‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫نشده‬ ‫سازی‬ ‫تجاری‬ ‫دالیلی‬‫روش‬ ‫این‬ ‫ت‬
‫جریان‬ ‫وابستگی‬‫تونل‬‫مدان‬ ‫دما‬ ‫به‬ ‫زنی‬‫الکترواستاتیک‬‫برخورد‬ ‫و‬‫نوترون‬‫ها‬‫که‬ ‫است‬
‫دشوار‬ ‫را‬ ‫محیطی‬ ‫شرایط‬ ‫کنترل‬‫می‬‫کند‬‫نشد‬ ‫حل‬ ‫مشکالت‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫و‬‫زمینه‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫ه‬
(long-term drift. ‫است‬ ‫الکتریکی‬ ‫میدان‬ ‫در‬ )
‫شتاب‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫نوع‬ ‫دو‬ ‫شکل‬ ‫ادامه‬ ‫در‬‫سنج‬‫ها‬‫کلیات‬ ‫که‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬‫یکسانی‬‫ولی‬ ‫داشته‬
.‫دارند‬ ‫متفاوتی‬ ‫های‬ ‫ساختار‬

10. ‫فوق‬ ‫شکل‬‫قسمت‬‫های‬‫نشا‬ ‫را‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬ ‫اصلی‬‫که‬ ‫داده‬ ‫ن‬‫به‬‫طور‬‫سه‬ ‫شامل‬ ‫کلی‬
(‫قسمت‬‫وزنه‬‫و‬‫بیم‬–‫الکترواستاتیک‬ ‫عملگر‬ ‫صفحات‬–‫الکترود‬‫و‬‫نوک‬‫تونلینگ‬)‫می‬‫شود‬.
‫فوق‬ ‫شکل‬ ‫در‬‫قسمت‬‫های‬‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫مختلف‬‫تونلی‬‫آن‬ ‫کنترل‬ ‫مدار‬ ‫و‬‫که‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬
‫و‬ ‫الکترواستاتیک‬ ‫عملگرهای‬ ، ‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫شامل‬‫پر‬‫اپ‬‫جریان‬‫تونلی‬‫که‬‫به‬
‫صورت‬‫ن‬‫و‬‫دارد‬ ‫قرا‬ ‫وسط‬ ‫در‬ ‫تیز‬ ‫ک‬‫می‬‫شود‬.. ‫دارد‬ ‫قبل‬ ‫شکل‬ ‫با‬ ‫متفاوت‬ ‫ساختاری‬ ‫که‬
2-5:‫شتاب‬‫سنج‬( ‫تشدیدی‬Resonant Accelerometers):
‫شتاب‬ ‫از‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫سنج‬‫ها‬‫پیچیده‬ ‫بسیار‬‫اوسیالتور‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییر‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫شتاب‬ ‫و‬ ‫بوده‬
‫که‬ ‫داخلی‬‫الکترومکانیکی‬‫می‬‫باشد‬‫گیری‬ ‫اندازه‬‫می‬‫کند‬.
‫فقط‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬ . ‫است‬ ‫نشده‬ ‫سازی‬ ‫تجاری‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫پیچیده‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫این‬ ‫ساختار‬
‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫حالت‬ ‫در‬‫می‬‫تواند‬‫پیچیده‬ ‫جانبی‬ ‫مدارات‬ ‫به‬ ‫شتاب‬ ‫سازی‬ ‫آشکار‬ ‫برای‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫عمل‬
. ‫هست‬ ‫نیاز‬ ‫ای‬

11. ‫جرم‬ ‫و‬ ‫نداریم‬ ‫گر‬ ‫میرا‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫این‬ ‫در‬‫و‬‫فنر‬‫در‬ ‫خود‬ ‫طبیعی‬ ‫فرکانس‬ ‫با‬‫خأل‬‫حال‬ ‫در‬
‫نوسان‬‫هستند‬‫داشته‬ ‫نگه‬ ‫ثابت‬ ‫فرکانس‬ ‫همان‬ ‫در‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫توسط‬ ‫که‬
‫می‬‫شود‬‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫فیزیک‬ ‫مشخصات‬ ‫تغییر‬ ‫باعث‬ ‫جرم‬ ‫به‬ ‫خارجی‬ ‫شتاب‬ ‫اعمال‬ ‫با‬ ‫.و‬‫باعث‬
‫تشدید‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییر‬‫طبیعی‬‫اعمالی‬ ‫شتاب‬ ‫به‬ ‫وابسته‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییر‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫شده‬ ‫سیستم‬
. ‫بود‬ ‫خواهد‬
‫را‬ ‫فنر‬ ‫و‬ ‫جرم‬ ‫سیستم‬ ‫طبیعی‬ ‫فرکانس‬ ‫که‬ ‫فوق‬ ‫فرمول‬ ‫در‬‫مشخص‬‫می‬‫کند‬.
(E‫بیم‬ ‫سازنده‬ ‫مواد‬ ‫یانگ‬ ‫مدول‬ ::w‫پهنای‬‫بیم‬L‫بیم‬ ‫طول‬ :t،‫بیم‬ ‫:ضخامت‬M، ‫وزنه‬ ‫جرم‬ :MB‫بیم‬ ‫جرم‬ :)
‫با‬ ‫نیرو‬ ‫شدن‬ ‫وارد‬ ‫با‬‫یانگ‬ ‫مدول‬ ‫به‬ ‫توجه‬‫باعث‬‫تغییر‬‫ابعاد‬‫طبیعی‬ ‫فرکانس‬ ‫و‬ ‫شده‬‫سیستم‬
.‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫تغییر‬
‫شتاب‬ ‫این‬ ‫اصلی‬ ‫اجزای‬‫سنج‬‫ها‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫به‬‫صورت‬. ‫کرد‬ ‫بندی‬ ‫دسته‬ ‫زیر‬

12. 1-‫جرم‬‫و‬‫فنر‬
2-‫الکترواستاتیک‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫که‬ ‫عملگر‬،‫پیزو‬‫یا‬ ‫الکتریک‬‫تر‬‫مال‬‫باشد‬.
3-‫فنر‬ ‫و‬ ‫جرم‬ ‫مجموعه‬ ‫فرکانس‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫سیستم‬، ‫پیزو‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫که‬‫تونلی‬‫یا‬ ‫و‬
. ‫باشد‬ ‫جابجایی‬ ‫سنجش‬ ‫مکانیزم‬ ‫هر‬
4-‫که‬ ‫عملگرها‬ ‫تغذیه‬ ‫سیستم‬‫آن‬‫ها‬‫درایو‬ ‫مشخصی‬ ‫فرکانس‬ ‫با‬ ‫را‬‫می‬‫کند‬.
5-‫که‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییر‬ ‫سازی‬ ‫آشکار‬ ‫سیستم‬‫معموال‬( ‫از‬PLL‫)استفاده‬‫می‬‫شود‬.
6-‫تمامی‬ ‫که‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬‫قسمت‬‫ها‬‫و‬ ‫کرده‬ ‫کنترل‬ ‫را‬‫خروجی‬‫را‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬
‫فراهم‬‫می‬‫کند‬.
‫نسبت‬ ‫به‬ ‫شد‬ ‫طراحی‬ ‫انواع‬ ‫از‬ ‫برخی‬ ‫در‬743 Hz/G‫نیز‬‫دست‬‫یافته‬‫اند‬‫هر‬ ‫برای‬ ‫یعنی‬
‫شتاب‬ ‫جی‬ ‫یک‬343‫حاصل‬ ‫سیستم‬ ‫طبیعی‬ ‫فرکانس‬ ‫در‬ ‫تغییر‬ ‫هرتز‬‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ . ‫است‬ ‫شده‬
‫وجود‬ ‫عدم‬‫عامل‬‫میرا‬. ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫سیستم‬ ‫گر‬‫معموال‬‫نوسانگرها‬‫را‬‫به‬‫صورت‬
‫دیفرانسیلی‬‫می‬‫سازند‬. ‫کنند‬ ‫حذف‬ ‫خروجی‬ ‫فرکانس‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫حرارتی‬ ‫خطای‬ ‫تا‬
‫یک‬ ‫دیاگرام‬ ‫بلوک‬ ‫فوق‬ ‫شکل‬‫تشدیدی‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬‫می‬‫باشد‬‫نوسان‬ ‫که‬( ‫حرارتی‬ ‫آن‬ ‫ساز‬‫مانند‬
‫متال‬ ‫بی‬)‫فرکانس‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫سیستم‬ ‫و‬ ‫بوده‬‫جر‬‫پیزو‬ ‫نوع‬ ‫از‬ ‫فنر‬ ‫و‬ ‫م‬‫می‬‫باشد‬‫و‬‫نهایت‬ ‫در‬
‫فرکانس‬‫حا‬‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫صل‬‫د‬ ‫یک‬‫مودوالتور‬‫ولتاژ‬ ‫به‬‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬‫تبدیل‬‫می‬‫شود‬.‫در‬
‫شده‬ ‫طراحی‬ ‫نیز‬ ‫داخلی‬ ‫مرجع‬ ‫یک‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫این‬‫تست‬ ‫و‬ ‫کالیبراسیون‬ ‫مراحل‬ ‫در‬ ‫تا‬ ‫است‬
.‫گیرد‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫سیستم‬

13. 2-6:‫شتاب‬‫سنج‬‫اپتیکی‬(Fabry-Perot interferometer Accelerometers):
‫معموال‬‫در‬‫این‬‫از‬ ‫نیز‬ ‫ساختار‬، ‫جرم‬‫فنر‬‫گر‬ ‫میرا‬ ‫و‬‫استفاده‬‫می‬‫شود‬.
‫انواع‬‫روش‬‫ها‬‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫برای‬‫جابجایی‬‫وزنه‬‫استفاده‬ ‫با‬‫از‬‫پارامترهای‬‫اپتیکی‬
‫از‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬‫جمله‬(‫تغییر‬، ‫شدت‬،‫فاز‬‫پوالر‬‫ا‬، ‫یزاسیون‬) ‫فرکانس‬ ‫و‬ ‫موج‬ ‫طول‬
‫ی‬ ‫هر‬ ‫که‬ ‫نور‬‫ک‬‫مزیت‬‫ها‬‫دارند‬ ‫را‬ ‫خود‬ ‫خاص‬ ‫معایب‬ ‫و‬.
‫در‬‫این‬‫از‬ ‫یکی‬ ‫قسمت‬‫روش‬‫ها‬‫مطرح‬ ‫نمونه‬ ‫برای‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫موج‬ ‫طول‬ ‫تغییر‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
‫می‬‫باشد‬.‫ا‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫نوع‬ ‫این‬ ‫در‬‫خاصیت‬ ‫ز‬‫تداخل‬‫سنج‬‫فابری‬-‫پرو‬‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬.
‫شفاف‬ ‫نیمه‬ ‫آینه‬ ‫دو‬ ‫سیستم‬ ‫این‬ ‫در‬،‫کیفیت‬‫باال‬،‫موازی‬‫و‬‫فاصله‬ ‫با‬‫قرار‬ ‫هم‬ ‫کنار‬‫می‬‫گیرند‬
‫مج‬ ‫این‬ ‫وارد‬ ‫منبع‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫نوری‬ ‫سپس‬‫و‬ ‫شده‬ ‫موعه‬‫بنا‬‫به‬‫ورود‬ ‫زاویه‬‫نور‬‫به‬‫آینه‬‫ها‬‫و‬
‫فاصله‬‫آن‬‫ها‬‫انعکاس‬ ‫ضریب‬ ‫و‬‫آن‬‫ها‬‫نور‬ ‫تابش‬ ‫باز‬ ‫تکرار‬ ‫دفعات‬ ‫و‬‫در‬‫داخل‬‫مجموعه‬‫نور‬
‫خرو‬‫جی‬‫م‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫دارای‬‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫ورودی‬ ‫نور‬ ‫از‬ ‫تفاوتی‬.
‫فاصله‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ‫امر‬ ‫این‬‫آینه‬‫ها‬‫شود‬ ‫بیشتر‬
‫تأخیر‬‫شده‬ ‫بیشتر‬ ‫تابش‬ ‫باز‬ ‫هر‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫ایجاد‬
‫نور‬ ‫نهایی‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫بر‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫و‬
‫از‬ ‫خروجی‬‫سیستم‬‫تأثیر‬‫می‬‫گذارد‬.
‫مشخصات‬ ‫سایر‬ ‫گرفتن‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫ثابت‬ ‫با‬
‫از‬ ‫یکی‬ ‫اگر‬ ‫سیستم‬‫آینه‬‫ها‬‫ثاب‬ ‫را‬‫دیگری‬ ‫و‬ ‫ت‬
‫کنیم‬ ‫متصل‬ ‫وزنه‬ ‫به‬ ‫را‬‫شتاب‬ ‫اعمال‬ ‫با‬‫و‬
‫فاصله‬ ‫فنر‬ ‫و‬ ‫جرم‬ ‫مجموعه‬ ‫حرکت‬‫آینه‬‫ها‬
‫خواهد‬ ‫تغییر‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫کرده‬ ‫تغییر‬
.‫کرد‬

14. ‫اولیه‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫به‬ ‫وابسته‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫تغییر‬ ‫فوق‬ ‫شکل‬ ‫در‬،‫نور‬ ‫ورود‬ ‫زاویه‬،‫فاصله‬‫دو‬
‫آینه‬‫تعداد‬ ‫و‬‫انعکاس‬‫داخل‬ ‫در‬ ‫نور‬‫آینه‬‫ها‬‫بود‬ ‫خواهد‬.‫فاصله‬ ‫اگر‬ ‫حال‬‫آینه‬‫ها‬‫را‬‫با‬ ‫متناسب‬
‫باشد‬ ‫وزنه‬ ‫جابجایی‬‫متنا‬ ‫نور‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫تغییر‬‫سیستم‬ ‫به‬ ‫وارده‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫سب‬.
‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫فوق‬ ‫شکل‬ ‫در‬‫خاصیت‬‫تداخل‬‫سنج‬‫فابری‬-‫پرو‬
‫شتاب‬ ‫عمل‬ ‫در‬ ‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬ ‫است‬ ‫شده‬ ‫ساخته‬‫سنج‬‫های‬‫این‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫صنعتی‬
‫ساخته‬ ‫روش‬‫نمی‬‫شود‬‫بیشتر‬ ‫و‬. ‫دارد‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫جنبه‬

15. 2-3( ‫حرارتی‬ ‫سنج‬ ‫شتاب‬ :AccelerometersThermal:)
‫نوع‬‫خ‬‫سنج‬ ‫شتاب‬ ‫از‬ ‫اصی‬‫می‬‫باشد‬‫داشته‬ ‫متفاوت‬ ‫ساختاری‬ ‫که‬‫و‬‫مشخصات‬. ‫دارد‬ ‫خاصی‬
‫قوانین‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫و‬ ‫نداشته‬ ‫متحرکی‬ ‫قطعه‬ ‫هیچ‬ ‫سنسور‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫ترمودینامیک‬‫ک‬‫ار‬‫می‬‫کند‬‫در‬
‫برابر‬ ‫در‬ ‫نتیجه‬‫تشعشعات‬ ‫و‬ ‫مکانیکی‬ ‫ضربات‬‫الکترومغناطیسی‬‫ولی‬ ‫است‬ ‫مقاوم‬ ‫بسیار‬
. ‫دارد‬ ‫کمی‬ ‫دقت‬ ‫و‬ ‫محدود‬ ‫بسیار‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬
‫کن‬ ‫گرم‬ ‫یک‬ ‫شامل‬ ‫سنسور‬ ‫نوع‬ ‫این‬‫چند‬ ،‫سنسور‬‫و‬‫یک‬‫هوا‬ ‫کوچک‬ ‫محفظه‬‫می‬‫باشد‬.
‫وارد‬ ‫شتابی‬ ‫سنسور‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫زمانی‬‫نمی‬‫شود‬‫حرارت‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫ندارد‬ ‫حرکتی‬ ‫و‬‫منتشر‬‫شده‬‫از‬
‫هوای‬ ‫المنت‬‫داخل‬‫محفظه‬‫به‬‫صورت‬‫گرم‬ ‫نواخت‬ ‫یک‬‫می‬‫شود‬‫میزان‬ ‫البته‬‫گرما‬‫کم‬ ‫بسیار‬
‫می‬‫باشد‬‫سیستم‬ ‫تا‬‫اشباع‬‫باشیم‬ ‫داشته‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫حرارتی‬ ‫گرادیان‬ ‫یک‬ ‫همیشه‬ ‫و‬ ‫نشود‬.
‫را‬ ‫یکسانی‬ ‫دمای‬ ‫عادی‬ ‫شرایط‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫دما‬ ‫سنسور‬ ‫چندین‬ ‫کن‬ ‫گرم‬ ‫اطراف‬ ‫در‬
‫ا‬‫گیری‬ ‫ندازه‬‫می‬‫کنند‬.
‫وارد‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫کمی‬ ‫بسیار‬ ‫نیروی‬ ‫هوا‬ ‫کم‬ ‫جرم‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫شود‬ ‫وارد‬ ‫شتاب‬ ‫سیستم‬ ‫به‬ ‫اگر‬ ‫حال‬
‫شده‬‫واال‬‫سایر‬ ‫ولی‬ ‫داشت‬ ‫نخواهد‬ ‫جابجایی‬‫قسمت‬‫های‬‫شتاب‬ ‫اعمال‬ ‫جهت‬ ‫خالف‬ ‫در‬ ‫سنسور‬
‫ح‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫حرکت‬‫گرما‬ ‫لختی‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫الت‬، ‫هوا‬ ‫یی‬‫هوای‬‫طرف‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫گرم‬
‫جمع‬‫می‬‫شود‬‫توزیع‬ ‫و‬‫نرمال‬‫بهم‬ ‫حباب‬ ‫داخل‬ ‫در‬ ‫دما‬‫می‬‫خورد‬‫و‬‫در‬‫دما‬ ‫های‬ ‫سنسور‬ ‫نتیجه‬
‫دمای‬‫مختلفی‬‫ثبت‬ ‫را‬‫می‬‫کنند‬‫خواهد‬ ‫سیستم‬ ‫به‬ ‫وارده‬ ‫شتاب‬ ‫با‬ ‫متناسب‬ ‫دما‬ ‫اختالف‬ ‫این‬ ‫که‬
‫بود‬.

16. ‫دما‬ ‫توزیع‬‫شتاب‬ ‫شدن‬ ‫وارد‬ ‫از‬ ‫پس‬‫جدول‬‫مشخصات‬‫یک‬‫شتاب‬‫سنج‬‫حرارتی‬
‫روش‬‫های‬‫نیز‬ ‫دیگری‬ ‫مختلف‬‫و‬‫جو‬‫دارد‬‫و‬ ‫داشته‬ ‫تحقیقاتی‬ ‫جنبه‬ ‫بیشتر‬ ‫که‬‫اکثرا‬‫از‬ ‫ترکیبی‬
‫روش‬‫های‬‫فوق‬‫الذکر‬‫می‬‫باشند‬‫برای‬ ‫پایان‬ ‫در‬ .‫بندی‬ ‫جمع‬‫روش‬‫های‬‫فوق‬‫جدول‬‫زیر‬‫مطرح‬
‫می‬‫شود‬.