Beschleunigung messen durch Temperaturverteilung

[JanB]

Hallo,
in einem anderen Forum bin ich auf einen Link gestossen, der auf einen neuen Beschleunigssensor ohne bewegliche Teile und insbesondere ohne Testmasse hinweist:
http://www.memsic.com/memsic/products/product.asp?pq=109

Der Sensor ist einerseits hochempfindlich was die Messung angeht - er misst tausendstel g.
Andererseits ist er extrem robust - er hält Beschleunigungen von 50000g aus.

Interessant finde ich hier das Messprinzip. Die Beschleunigung wird durch Wärmeausbreitung gemessen. Ich wusste nicht, das Richtung bzw. Größe des Wärmeflusses in einem Material von der Beschleunigung abhängig sind. Allerdings ist Wärme ja auch eine Form von Energie, und Energie als Equivalent von Masse unterliegt ja der Gravitation.

Trotzdem bin ich erstaunt, weil ich noch nie davon gehört habe.
Oder hab ich da was völlig falsch verstanden ?

Gruß Jan

[Manf]

Die Testmasse ist sicher ein Gas, das bei Erwärmung senkrecht nach oben steigt und Abweichungen von der Richtung werden gemessen.
Ich glaube so einen hatten wir hier auch schon angesprochen.
Manfred

http://www.ploechinger.com/inclinos_d.html

[JanB]

Hallo Manfred,

Die Testmasse ist sicher ein Gas
Das dürfte stimmen !
Das Messprinzip ist nicht einfach Wärmeausbreitung, sondern Konvektion.
Dann ist es mir klar, und mein Weltbild stimmt wieder. :-)

Danke für den Hinweis

Jan

[JanB]

Hmm, trotzdem bleibt jetzt für mich die Frage offen:

Unterliegt der Wärmefluss in einem Material der Gravitation ?

Wärmestrahlung tut es, das sind ja Photonen, die werden von
Gravitationsfeldern abgelenkt.

Wenn dem so wäre, dann müsste ja z.B. ein Eisenstab in einem Gravitationsfeld, also z.B hier auf der Erde senkrecht "gehalten" und
in der Mitte erwärmt an einem Ende (vermutlich dem unteren) etwas wärmer werden als am anderen ?
Natürlich mit den notwendigen Randbedingungen wie Vakuum usw.

Gruß Jan

[mare_crisium]

Jan,

also, den Einfluss der Gravitation auf "Energie" kannst Du unter irdischen Bedingungen getrost vernachlässigen. Der erste Nachweis dafür, dass Licht (Photonen) wirklich durch die Massenanziehung abgelenkt wird, gelang Anfang des 20. Jhrdt. nur mit Hilfe einer so gigantischen Masse wie der der Sonne (Ablenkung von Sternlicht gemessen während einer Sonnenfinsternis). Der Messeffekt war so unwahrscheinlich klein, dass jahrelang darum gestritten wurde, ob er überhaupt nachgewiesen wurde. - Auf diesem Effekt kann man keinen Beschleunigungsmesser aufbauen.

Wie das Gerät, von dem Du sprichst, funktionieren soll, ist mir auch nicht ganz klar: Wärme breitet sich durch Wärmeströmung (Konvektion), Wärmeleitung (z.B. in Metallen) und Wärmestrahlung (auch im Vakuum) aus. Der einzige dieser Mechanismen, die von Beschleunigungen beeinflusst wird ist die Konvektion, denn die beruht auf der Bewegung der Gaspartikel.

Eine Möglichkeit bestünde darin, dass die geschlossene Messkammer des Sensors mit einem Gas gefüllt ist. Rings um den Heizer bildet sich eine stabile Konvektionsströmung, wobei das warme Gas vom Heizer aus entgegengesetzt zur Erdanziehungskraft aufsteigt (das warme Gas ist ja leichter als kühles), sich an den Wänden abkühlt, absinkt und von unten wieder zum Heizer zurückströmt. Wenn die Grundfläche des Sensors parallel zur Erdoberfläche steht, dann sieht die Strömungsverteilung aus wie Torus (Donut). Wird der Sensor gekippt, dann wird diese Strömung gestört und die Temperaturen die an den 4 Temperatursensoren gemessen werden ändern sich.

Die Temperatur des Heizers wird ca. 100 - 150°C betragen. Deshalb geht die Empfindlichkeit des Sensors immer weiter zurück, je weiter die Umgebungstemperatur steigt (siehe Datenblatt). Das Prinzip funktioniert ja nur dann, wenn das Gas eine Fläche hat, an der es abkühlen kann.

Das Gas muss im abgeschalteten Zustand des Sensors einen Druck unter dem Atmosphärendruck haben (also verdünnt sein), weil sonst beim Aufheizen der Innendruck die Messkammer aufbrechen könnte.

Das Ding kann möglicherweise wirklich funktionieren. Es wird aber sehr leicht durch ungleichmässige Temperaturverteilungen in der Nachbarschaft zu stören sein.

Mare.

[Manf]

Wie das Gerät, von dem Du sprichst, funktionieren soll, ist mir auch nicht ganz klar:
Hier ist noch einmal der link für den oben zitierten Sensor.
Manfred

http://www.ploechinger.com/inclinos_d.html
http://www.ploechinger.com/images/Inclinos/Current_Chip_Inclinos.jpg

Lage- und Bewegungs-Sensoren - Übersicht
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