Un accéléromètre tridimensionnel (3D) est un dispositif électromécanique qui détecte et mesure les accélérations non gravitationnelles. Ces forces peuvent apparaître sous forme de mouvement, de vibration ou d’orientation de personnes ou d’équipements. Ces forces comprennent des accélérations statiques et dynamiques en dehors de la plage de gravité normale. Cette technologie apparaît sous de nombreuses formes et applications, telles que celles utilisées dans les contrôleurs de jeux vidéo, les téléphones intelligents ou les podomètres pour tester les performances sportives. Les accéléromètres utilisent des axes tridimensionnels pour mesurer l’inclinaison et le mouvement dans l’espace physique et fournissent une multitude de données pour l’analyse des mouvements, les processus d’information numérique ou même les mesures de sécurité mécaniques.
Un accéléromètre 3D peut mesurer les variations de tension le long de trois axes perpendiculaires, en utilisant des doigts de silicium flexibles, des flotteurs à bulles ou d’autres techniques. Ces axes horizontaux, verticaux et de profondeur (X, Y et Z) permettent une analyse mathématique des forces de gravité (g), ou mètres par seconde par seconde. Un g équivaut à 9.8 mètres/seconde/seconde, soit 9.8 m/s2. Les changements dans la tension piézoélectrique des cristaux, la capacité entre les microstructures, les effets piézorésistifs et même la lumière permettent tous le traitement électronique des accélérations physiques. Certains accéléromètres nécessitent un étalonnage afin de définir un état de repos à zéro, ce qui correspond en fait à 1 g de gravité terrestre.
Contrôlant l’inclinaison et le roulis des satellites et d’autres systèmes dynamiques de haute technologie, l’accéléromètre fonctionne désormais également dans une large gamme de produits courants. La technologie est utilisée dans les ordinateurs tablettes pour orienter les écrans, mais aussi pour désactiver les disques durs afin de protéger les circuits contre les chutes. Il mesure les performances des systèmes de freinage et de suspension des automobiles. La technologie sert également à la navigation automobile ou personnelle, ainsi qu’au déploiement d’airbags automobiles.
Les accéléromètres fonctionnent dans la stabilisation d’image de la caméra en contrôlant les obturateurs pour minimiser le flou de mouvement. Ils contrôlent la technologie des appareils aux systèmes de missiles. Les appareils surveillent les vibrations de la machine et du moteur et la démarche des coureurs et des marcheurs. Les applications dans les téléphones intelligents et les tablettes informatiques permettent des interactions nouvelles et créatives entre les réalités virtuelles et physiques.
Un accéléromètre 3D peut posséder des sorties analogiques ou numériques, selon la technologie dans laquelle il sera intégré. Un autre facteur d’utilisation est le nombre de dimensions spatiales requises pour l’analyse ; pour de nombreuses applications, deux dimensions suffisent pour des mesures planes à partir d’un support fixe. Des aspects supplémentaires incluent la sensibilité et l’oscillation maximale, ou la gamme des forces d’accélération pouvant être mesurées. Ceux-ci dépendent des vitesses et des impacts impliqués.
Les autres facteurs de calcul incluent les problèmes de bande passante, d’impédance et de mise en mémoire tampon, qui affectent tous les performances de l’accéléromètre. Des accéléromètres économiques et moins performants sont de plus en plus disponibles et desservent les marchés de consommation. Des dispositifs de haute précision sont utilisés dans les applications militaires, gouvernementales et de laboratoire.