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严肃科普:什么是加速度计(Accelerometers)?
2020-12-25 00:21:59            

什么是加速度计?加速度计就是用于测量物体线加速度的仪器。

物理和微积分告诉我们,对一定时间段内的加速度进行积分可以得到被测物体的速度,对速度进行积分可以得到被测物体的位移。

加速度计的典型应用是航天器——将三个不同的加速度计正交分布航天器上,正交坐标系相对于某一固定点是不变的,通过对加速度进行积分可以得到航天器的飞行速度及位置,为航天器搭载的计算机调整航天器的姿态提供准确的信息,可以让航天器精准的到达指定目标。

加速度计还有哪些应用呢?

有一个非常“接地气”的应用——能源勘探领域的“随钻测量(MWD)”技术。

什么是随钻测量呢?那我们要先从钻井说起。

钻井,顾名思义,就是利用机械设备从地面向下钻孔穿透地层的工作(当然靠双手一铁锹一铁锹挖坑打井也算钻井的范畴)。通常在进行能源勘探开发以及地质水文观测等生产和科研项目时,需要进行钻井工作。钻井用的机械设备叫做钻具。

而随钻测量,就是在钻井的过程中,不中断正常的钻进操作,连续不断地监测钻头的定向数据、所钻进地层的特性、钻井参数,并将相关信息实时传送到地面上。

随钻测量仪器悬挂于无磁钻铤中。作为钻具的重要组成部分,无磁钻铤的主要作用是为测量仪器创造一个无磁环境,让磁性测量仪器不会受到大地磁场和钻具磁场影响,进而获取正确的井眼轨迹测量信息数据。

加速度计,就安装在随钻测量仪器中。

640.png

在这里,加速度计主要作用是对钻井的井眼轨迹参数进行测定:在定向仪部位,装有三个成90°互相垂直的加速度计,通过这三个加速度计的测量值,合成重力加速度方向,由此来确定井眼偏斜大小。

除了航空航天、能源勘探领域,加速度计还有其他妙用:

远程医疗——在医生每个活动的手部关节装上加速度传感器,计算机采集各个加速度计的加速度值,给实际操作手术刀的对应关节发送指定量值的加速度,来进行手术,从而实现对患者的远程手术。

摇一摇——手机“摇一摇”功能借助加速度计的阈值功能,当加速度值超过设定阈值,即触发对应的应用开关。

640.gif

霍尼韦尔在加速度计的设计方面拥有丰富经验。其中,用于能源勘探的精密加速度计QAT和MiniQ系列,都是采用航空标准设计,坚固耐用、不惧高温,非常适合用于随钻测量和电缆测井等应用。

什么是加速度计?加速度计就是用于测量物体线加速度的仪器。

物理和微积分告诉我们,对一定时间段内的加速度进行积分可以得到被测物体的速度,对速度进行积分可以得到被测物体的位移。

加速度计的典型应用是航天器——将三个不同的加速度计正交分布航天器上,正交坐标系相对于某一固定点是不变的,通过对加速度进行积分可以得到航天器的飞行速度及位置,为航天器搭载的计算机调整航天器的姿态提供准确的信息,可以让航天器精准的到达指定目标。

加速度计还有哪些应用呢?

有一个非常“接地气”的应用——能源勘探领域的“随钻测量(MWD)”技术。

什么是随钻测量呢?那我们要先从钻井说起。

钻井,顾名思义,就是利用机械设备从地面向下钻孔穿透地层的工作(当然靠双手一铁锹一铁锹挖坑打井也算钻井的范畴)。通常在进行能源勘探开发以及地质水文观测等生产和科研项目时,需要进行钻井工作。钻井用的机械设备叫做钻具。

而随钻测量,就是在钻井的过程中,不中断正常的钻进操作,连续不断地监测钻头的定向数据、所钻进地层的特性、钻井参数,并将相关信息实时传送到地面上。

随钻测量仪器悬挂于无磁钻铤中。作为钻具的重要组成部分,无磁钻铤的主要作用是为测量仪器创造一个无磁环境,让磁性测量仪器不会受到大地磁场和钻具磁场影响,进而获取正确的井眼轨迹测量信息数据。

加速度计,就安装在随钻测量仪器中。

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在这里,加速度计主要作用是对钻井的井眼轨迹参数进行测定:在定向仪部位,装有三个成90°互相垂直的加速度计,通过这三个加速度计的测量值,合成重力加速度方向,由此来确定井眼偏斜大小。

除了航空航天、能源勘探领域,加速度计还有其他妙用:

远程医疗——在医生每个活动的手部关节装上加速度传感器,计算机采集各个加速度计的加速度值,给实际操作手术刀的对应关节发送指定量值的加速度,来进行手术,从而实现对患者的远程手术。

摇一摇——手机“摇一摇”功能借助加速度计的阈值功能,当加速度值超过设定阈值,即触发对应的应用开关。

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霍尼韦尔在加速度计的设计方面拥有丰富经验。其中,用于能源勘探的精密加速度计QAT和MiniQ系列,都是采用航空标准设计,坚固耐用、不惧高温,非常适合用于随钻测量和电缆测井等应用。

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