Beschleunigungsmesser können auf verschiedene Weise konstruiert werden, aber sie dienen alle denselben zwei Hauptzwecken. Ein kapazitiver Beschleunigungsmesser verwendet einen Sensormechanismus, der als kapazitiver Beschleunigungssensor bekannt ist, um sowohl statische Beschleunigung als auch dynamische Beschleunigungskräfte zu messen. Bei allen Beschleunigungsmessern ist typischerweise eine Art elektrischer Schaltung mit dem Sensormechanismus verdrahtet, um den Ausgang oder die Spannung seiner Messungen darzustellen.
Statische Beschleunigungskraft wird durch eine Anziehungskraft erzeugt. Bei der Messung der statischen Beschleunigung mit einem kapazitiven Beschleunigungsmesser würden die Messungen den Neigungswinkel darstellen, in dem das Gerät in Bezug auf die Erdanziehungskraft gehalten oder aufgehängt wird. Eine gemeinsame Fähigkeit vieler moderner Mobiltelefone, Smartphones und Personal Digital Assistants (PDAs) besteht darin, dass sich die Ausrichtung des Bildschirms in Bezug auf den Winkel ändert, in dem das Gerät gehalten wird.
Die dynamische Beschleunigungskraft wird durch Vibrationen aus der Bewegung erzeugt. Durch die Messung von Vibrationen kann ein kapazitiver Beschleunigungsmesser feststellen, in welche Richtung sich das Gerät mit welcher Geschwindigkeit bewegt. Darüber hinaus kann die dynamische Beschleunigung gemessen werden, um den Aufprall zu verfolgen, auf den ein Objekt trifft.
Kapazitive Beschleunigungssensoren tragen zur Erfassung aller statischen und dynamischen Beschleunigungsenergien bei. Der grundlegende Aufbau dieses Mechanismus besteht aus einer beweglichen Mikrostruktur oder einem Oszillator, der mit einer oder mehreren Mikrostrukturen in einem festen oder stationären Zustand gepaart ist und die Kapazität speichert, wodurch der Name “kapazitiver Beschleunigungsmesser” definiert wird. Die von diesen Komponenten erzeugte Kapazität oder Energie lädt einen elektrischen Schaltkreis auf, an dem der Sensor angebracht ist.
Die elektrische Schaltung ist so ausgelegt, dass sie die vom Sensormechanismus erzeugte Ausgabe oder Spannung misst. Durch eine Reihe von Detektionsschaltungen, die die Spitzenspannungen messen, werden die Spitzenspannungen inkrementell gemessen. Die Messwerte werden von einem Verstärker verarbeitet, der als Endergebnis eine Summe aller gegebenen Messwerte liefert. Die endgültige Ausgabe wäre der Messwert, der dem Benutzer angezeigt wird, der Daten vom Gerät sammelt.
Das Anwendungsspektrum eines kapazitiven Beschleunigungsmessers ist schnell gewachsen, da sich die Technologie vieler Industrien weiterentwickelt hat. Kapazitiven Beschleunigungsmessern kann zugeschrieben werden, dass sie Mittel für viele solcher großen Schritte bereitstellen. Durch den Einsatz des kapazitiven Beschleunigungsmessers konnten Ingenieure unbekannte Daten sammeln und ihre Produkte noch weiter verbessern. Dies hat den Verbrauchern Zugang zu Produkten wie sichereren Autos und unterhaltsameren Spielen verschafft, bei denen der Benutzer tatsächlich mit der Umwelt interagieren muss.