Die Beschleunigung wird ausnahmslos nach dem Erschütterungsprinzip gemessen. Primäre Ausgangsgröße ist eine Kraft, die nach Newton proportional zur Beschleunigung ist. Die Kraft wird durch einen Kraftsensor gemessen. (siehe vorheriges Kapitel)

2.1 Arten von Beschleunigungssensoren

2.1.1 Piezoelektrisches Prinzip

2.1.2 Piezoresistives Prinzip

2.1.3 Resistives Prinzip

2.1.4 Induktives Prinzip

2.1.5 Kapazitives Prinzip

2.2 Aufbau und Funktion der Sensoren

2.1.1 Piezoelektrisches Prinzip

Als Kraftsensor wird hier ein Piezoquarz oder eine Piezokeramik verwendet. Das Sensorsignal ist eine elektrische Ladung, der Sensor ist somit ein aktives Element. Es wird aber noch ein Ladungsverstärker mit sehr hohen Eingangswiderständen benötigt, der die Ladungssignale in Spannungssignale umwandelt (Impedanzwandler). Piezoelektrische Sensoren können keine Gleichanteile messen, da die Ladungen mit der Zeit durch die endlichen Widerstände der Isolation und der Verstärker entweichen. Die Ladungsverstärker sind normalerweise in eigenen Gehäusen untergebracht, wodurch hochisolierte Kabel zwischen Sensor und Verstärker benötigt werden. Einige Sensoren beinhalten auch den Ladungsverstärker und können somit niederohmige Ausgangssignale zur Verfügung stellen. Es gibt je nach Anwendung die verschiedensten Formen. Die statische Übertragungskennlinnie ist über extrem weite Bereiche linear.

Hierbei handelt es sich um Halbleiter - Dehnmeßstreifen in Brückenschaltung. Die Beschleunigung der seismischen Masse im Sensor verursacht eine Materialdehnung, die das Brückengleichgewicht verstimmt und damit zu einer elektrischen Spannungsänderung führt. Im Gegensatz zu piezoelektrischen Sensoren kann dieses Prinzip auch Gleichanteile messen, d.h. man kann eine konstante Beschleunigung aufnehmen z.B. die Erdbeschleunigung. Um den Sensor nicht zu zerstören, sollte man darauf achten, daß die Schwingungsfrequenz bei voller Amplitude nicht durch den Resonanzbereich hindurch geht.

Hier handelt es sich um Beschleunigungssensoren mit Dehnmeßstreifen und sind mit denen aus dem piezoresistives Prinzip vergleichbar. Der unterschied liegt nur im Nutzsignal , das bei dem Dehnmeßstreifen kleiner ist. Hierbei wird die Brücke durch die Widerstandsänderung der Dehnmeßstreifen verstimmt, und führt eine Spannungsänderung herbei.

Die Rückwirkung der seismischen Masse läßt sich in ein Wegsignal umformen, das induktiv erfaßt werden kann. Die Wege müssen aber größer als bei der den Kraftmeßprinzipien sein. Somit erhalten die Sensoren größere Abmessungen, ansonsten gelten die gleichen Bemerkungen wie bei dem piezoresistiven Prinzip. Mittels diesem Prinzips lassen sich Insbesondere Gleichanteile messen.

 Induktive Sensoren :

2.3 Anwendungsbeispiele

Das Angebot an Beschleunigungssensoren ist äußerst vielfältig, hierbei unterscheidet man eine Reihe von Konstruktionsprinzipien, die im laufe der Zeit immer wieder überarbeitet und verbessert werden. Hinzu kommen äußere Unterschiede, die durch die jeweils vorgesehene Art der Befestigung und der Anwendung bedingt.

Beschleunigungssensoren haben die unterschiedlichsten Einsatzgebiete. Sie spielen eine wichtige Rolle beim ABS - System sowie für Sicherheitssysteme im Auto, wie z.B. dem air bag - System, dem Sicherheitsgurt usw. Als hochempfindliche Sensoren sind sie für Raumfahrt und in der Medizin von Bedeutung.

Beschleunigungssensoren werden in automatischen Waschmaschinen zur Steuerung des Spül- und Schleudervorgangs eingesetzt. Als sogenannte g - Schalter erfolgt die Anwendung für militärische Zwecke bei Raketen und Munition. In der Zukunft werden sie sicher für Diagnosezwecke bei Maschinen und Anlagen, für Robotersteuerungen und Navigationssysteme von Bedeutung sein.