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Acelerômetro
Um acelerômetro é um sensor inercial que mede a força específica, definida como a aceleração não gravitacional que atua sobre um objeto. Ao contrário de um sensor de velocidade, um acelerômetro não mede diretamente a velocidade ou a posição. Em vez disso, ele detecta mudanças no movimento ao longo de um, dois ou três eixos ortogonais, medindo a força aplicada a um elemento de detecção interno.
Os acelerômetros modernos baseiam-se predominantemente na tecnologia de Sistemas Micro-Eletromecânicos (MEMS). Um acelerômetro MEMS contém uma massa de prova microscópica suspensa por estruturas flexíveis. Quando o sensor sofre aceleração, a massa de prova se desloca em relação à estrutura do sensor. Transdutores capacitivos, piezoresistivos ou piezoelétricos convertem esse deslocamento em um sinal elétrico proporcional à aceleração aplicada.
Os acelerômetros medem tanto a aceleração dinâmica, gerada por movimento ou vibração, quanto a aceleração estática, resultante do campo gravitacional da Terra. Essa capacidade permite que eles estimem ângulos de inclinação em condições estáticas, detectando simultaneamente mudanças rápidas no movimento. Sua faixa de medição normalmente se estende de alguns g a várias centenas de g, dependendo da aplicação, enquanto características de desempenho como estabilidade de bias, densidade de ruído, precisão do fator de escala, largura de banda e estabilidade térmica determinam a qualidade da medição.
Em sistemas de navegação inercial, os acelerômetros trabalham em conjunto com giroscópios para estimar velocidade e posição por meio da integração contínua de dados de aceleração. Algoritmos de fusão de sensores, como Filtros Kalman Extendidos (EKF), combinam medições de acelerômetro com GNSS, magnetômetros, odômetros, LiDAR ou sensores de visão para melhorar a precisão e a robustez da navegação em ambientes negados por GNSS.
Hoje, os acelerômetros são componentes essenciais em aeroespacial, defesa, veículos autônomos, navegação marítima, mapeamento móvel, automação industrial, monitoramento estrutural e robótica. Seu tamanho compacto, baixo consumo de energia e alta confiabilidade tornam os acelerômetros MEMS a solução preferida para aplicações modernas de detecção de movimento, onde medições precisas de aceleração formam a base para navegação e controle precisos.
