Acelerómetro

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Un acelerómetro es un sensor inercial que mide la fuerza específica, definida como la aceleración no gravitacional que actúa sobre un objeto. A diferencia de un sensor de velocidad, un acelerómetro no mide directamente la velocidad o la posición. En su lugar, detecta cambios en el movimiento a lo largo de uno, dos o tres ejes ortogonales midiendo la fuerza aplicada a un elemento sensor interno.

Los acelerómetros modernos se basan predominantemente en la tecnología de sistemas microelectromecánicos (MEMS). Un acelerómetro MEMS contiene una masa de prueba microscópica suspendida por estructuras flexibles. Cuando el sensor experimenta aceleración, la masa de prueba se desplaza en relación con el chasis del sensor. Transductores capacitivos, piezoresistivos o piezoeléctricos convierten este desplazamiento en una señal eléctrica proporcional a la aceleración aplicada.

Los acelerómetros miden tanto la aceleración dinámica, generada por el movimiento o la vibración, como la aceleración estática, resultante del campo gravitatorio terrestre. Esta capacidad les permite estimar los ángulos de inclinación en condiciones estáticas mientras detectan simultáneamente cambios rápidos en el movimiento. Su rango de medición se extiende típicamente desde unos pocos g hasta varios cientos de g, dependiendo de la aplicación, mientras que las características de rendimiento como la estabilidad del sesgo, la densidad de ruido, la precisión del factor de escala, el ancho de banda y la estabilidad térmica determinan la calidad de la medición.

En los sistemas de navegación inercial, los acelerómetros trabajan junto con los giróscopos para estimar la velocidad y la posición mediante la integración continua de los datos de aceleración. Los algoritmos de fusión de sensores, como los filtros de Kalman extendidos (EKF), combinan las mediciones del acelerómetro con GNSS, magnetómetros, odómetros, LiDAR o sensores de visión para mejorar la precisión y la robustez de la navegación en entornos denegados de GNSS.

Hoy en día, los acelerómetros son componentes esenciales en la industria aeroespacial, defensa, vehículos autónomos, navegación marina, cartografía móvil, automatización industrial, monitorización estructural y robótica. Su tamaño compacto, bajo consumo de energía y alta fiabilidad hacen que los acelerómetros MEMS sean la solución preferida para las aplicaciones modernas de detección de movimiento, donde las mediciones precisas de aceleración forman la base de una navegación y control precisos.