기계식 가속도센서의 원리

기계식 가속도센서

위 그림을 보겠습니다. 어떤 움직이는 상자안에 그림과 같이 스프링-질량-뎀퍼가 설치되어있다고 보죠. 상자가 갑자기 움직이면(즉, 가속도가 발생하면) 질량체가 그 반대로 움직일려고 할 것입니다. 이때 힘관계를 정리해보면

 

위와 같습니다. 질량(M)이 움직인 거리는 상자전체가 움직인 거리(x)에 그 안에서 질량이 움직인 거리(y)의 합일 것이고 그것으로 뉴턴의 역학(F=ma)을 적용해서 좌변으로 표현할 수 있을 겁니다. 그리고 스프링과 뎀퍼는 그 힘을 방해하는 방향으로 작용하게 되겠지요.

 
이때, 상자를 움직이는 엔진의 힘을 정의하고, 깔끔하게 다시 표현하면 2차 미분방정식이 되는군요. 여하튼 이와 같은 원리로 가속도를 얻을 수 있게 되는 것입니다. 

즉, 상자안에서 이동한 거리(y)를 측정하면 가속도 값이 되는 것이지요. 

 
위 결론식에 임의의 수치를 대입하고 시뮬레이션을 한 번 해보겠습니다.