Ein dreidimensionaler (3D) Beschleunigungsmesser ist ein elektromechanisches Gerät, das nicht-gravitative Beschleunigungen erkennt und misst. Diese Kräfte können als Bewegung, Vibration oder Orientierung von Personen oder Geräten auftreten. Solche Kräfte umfassen statische und dynamische Beschleunigungen außerhalb des Bereichs der normalen Schwerkraft. Diese Technologie kommt in vielen Formen und Anwendungen vor, wie sie beispielsweise in Videospiel-Controllern, Smartphones oder Schrittzählern zum Testen der sportlichen Leistung verwendet werden. Beschleunigungsmesser verwenden dreidimensionale Achsen, um Neigung und Bewegung im physischen Raum zu messen und liefern eine Fülle von Daten für Bewegungsanalysen, digitale Informationsprozesse oder sogar mechanische Sicherheitsmaßnahmen.
Ein 3D-Beschleunigungsmesser könnte Spannungsvarianzen entlang dreier senkrechter Achsen messen, indem er biegsame Siliziumfinger, Blasenschwimmer oder andere Techniken verwendet. Diese horizontalen, vertikalen und Tiefenachsen (X, Y und Z) ermöglichen eine mathematische Analyse der Schwerkraft (g) oder Meter pro Sekunde pro Sekunde. Ein g entspricht 9.8 Meter/Sekunde/Sekunde oder 9.8 m/s2. Änderungen der piezoelektrischen Spannung von Kristallen, Kapazitäten zwischen Mikrostrukturen, piezoresistive Effekte und sogar Licht ermöglichen die elektronische Verarbeitung physikalischer Beschleunigungen. Einige Beschleunigungsmesser erfordern eine Kalibrierung, um einen Ruhezustand auf Null zu setzen, was tatsächlich 1 g in der Erdanziehungskraft beträgt.
Der Beschleunigungsmesser steuert die Neigung und das Rollen von Satelliten und anderen dynamischen High-Tech-Systemen und funktioniert jetzt auch in einer Vielzahl gängiger Produkte. Die Technologie wird in Tablet-Computern verwendet, um Bildschirme auszurichten und auch Festplatten zu deaktivieren, um Schaltkreise vor Stürzen zu schützen. Es misst die Leistung von Automobilbrems- und Federungssystemen. Die Technologie dient auch in der Fahrzeug- oder Personennavigation sowie bei der Auslösung von Auto-Airbags.
Beschleunigungsmesser arbeiten bei der Bildstabilisierung der Kamera, indem sie Blenden steuern, um Bewegungsunschärfe zu minimieren. Sie steuern die Technik von Geräten bis hin zu Raketensystemen. Die Geräte überwachen Maschinen- und Motorvibrationen sowie den Gang von Läufern und Walkern. Anwendungen in Smartphones und Computer-Tablets ermöglichen neue und kreative Interaktionen zwischen virtuellen und physischen Realitäten.
Ein 3D-Beschleunigungsmesser kann entweder analoge oder digitale Ausgänge besitzen, abhängig von der Technologie, in die er eingebettet wird. Ein weiterer Nutzungsfaktor ist die Anzahl der für die Analyse erforderlichen räumlichen Dimensionen; Für viele Anwendungen reichen zwei Dimensionen für flächige Messungen von einer festen Halterung aus. Weitere Aspekte sind Sensibilität und maximaler Schwung oder der Bereich der messbaren Beschleunigungskräfte. Diese hängen von den Geschwindigkeiten und Stößen ab.
Andere Rechenfaktoren umfassen Bandbreiten-, Impedanz- und Pufferungsprobleme, die sich alle auf die Leistung des Beschleunigungsmessers auswirken. Kostengünstige Beschleunigungsmesser mit geringerer Leistung sind zunehmend verfügbar und bedienen Verbrauchermärkte. Hochpräzise Geräte finden sich in Militär-, Regierungs- und Laboranwendungen.