La microelettronica svolge un’ampia gamma di funzioni e una misurazione importante da essa effettuata è la vibrazione. I sensori di vibrazione misurano il cosiddetto movimento oscillatorio, un movimento che va continuamente avanti e indietro. La direzione può essere indicata utilizzando un sistema di coordinate con assi e può essere misurata anche la forza in relazione alla gravità. L’analisi delle vibrazioni viene eseguita misurando lo spostamento, la velocità e l’accelerazione, che viene principalmente analizzata da sensori di monitoraggio delle vibrazioni. I diversi tipi includono piezoelettrici, piezoelettrici a elettronica integrale, piezoresistivi, a capacità variabile e servosensori.
I sensori di vibrazione sono generalmente chiamati accelerometri. Gli accelerometri piezoelettrici operano sull’energia delle forze che agiscono su di essi, quindi non sono necessarie fonti di alimentazione aggiuntive nel sistema. Lo spostamento delle cariche di elettroni su entrambi i lati del sensore viene utilizzato per generare misurazioni. I tipi comuni di questo sensore includono un design a taglio, costruito per gestire grandi differenze di temperatura, e un design del tipo a raggio che è spesso preferito perché è generalmente disponibile a basso costo.
I sensori piezoelettrici elettronici integrati includono piccoli amplificatori propri, quindi non è necessario un cavo speciale come in un prodotto piezoelettrico. I segnali di ingresso e di uscita passano attraverso un unico cavo collegato al sensore e il design complessivo è protetto dai disturbi elettrici. Questo dispositivo può anche incorporare filtri elettronici, protezione da sovraccarico elettrico e una varietà di funzioni accessorie.
Un sensore piezoresistivo è configurato in un design a braccio singolo o multiplo per produrre un’uscita più complessa. È alimentato da fonti di alimentazione esterne, consentendo di utilizzare un segnale di uscita per monitorare condizioni di vibrazione stabili invece di cambiare direzione o forza. Per condizioni di accelerazione elevata, i sensori di vibrazione a capacità variabile spesso integrano wafer di silicone con spazi intermedi per una maggiore durata. Possono tollerare accelerazioni fino a 1,000 volte il loro intervallo operativo definito.
A differenza di altri sensori che si basano sullo spostamento di cristalli o altri elementi in una configurazione ad anello aperto, un servo o un bilanciamento della forza, l’accelerometro utilizza un design a circuito chiuso. I sensori di vibrazione servoassistiti hanno una maggiore precisione e possono essere utilizzati nei sistemi di guida inerziale. Altre forme comuni di sensori per l’analisi delle vibrazioni includono i sensori di prossimità. Questi risiedono spesso all’interno di macchinari per monitorare il movimento dei componenti interni misurandone la conduttività elettrica. Mentre questi sono senza contatto, altri sensori di vibrazione si affidano al contatto per misurare con precisione il movimento o la distanza.