Una prova di sensibilità di sensori accelerometrici triassiali

It is well known that MEMS- (Micro-Electro-Mechanical Systems) based accelerometer sensors can communicate in a wireless mode both with a processing unit and with a data transmission system; moreover they can operate as inclinometers. Preliminary experiments in this direction have been conducted and presented in recent years. In particular, if the sensors are fixed to a rigid element, they allow one to measure and monitor the inclination of the same element since the variation in time of the inclination is representative of the kinematics of the point at which the element and the sensor are bound. This application is significant in the geomatic low-cost monitoring techniques, particularly in determining slope movements during landslides, at least in the superficial part of the slope. The purpose of this paper is to present the results of a sensitivity test of triaxial accelerometer sensors through the SMAMID measurement system. During such tests some MEMS-based sensors were firmly fixed to a theodolite in which angular displacements with high precision could be imposed. The measure of the angles through triaxial accelerometers has been carried out byevaluating the variations of the gravity component on three axes, since the SMAMID system can also measure static accelerations. Starting from an initial condition, variations of the zenith angle have been imposed with step of 1 gon, recording simultaneously the three accelerations by means of three MEMS sensors. Therefore, purpose of the test was to ascertain which level of accuracy of inclinations could be derived from accelerometer sensors by taking as reference values those imposed with the theodolite. The results are presented and discussed.

E’ noto che i sensori accelerometrici a tecnologia MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) possono comunicare in modalità wireless con un’unità di elaborazione e un sistema di trasmissione dati e possono funzionare da inclinometri; sperimentazioni preliminari in tal senso sono state condotte e presentate negli scorsi anni. In particolare, se resi solidali ad un elemento rigido, tali sensori consentono di misurare e monitorare l’inclinazione dell’elemento stesso in quanto la variazione nel tempo dell’inclinazione è rappresentativa della cinematica del punto al quale l’elemento e il sensore sono vincolati. Tale applicazione è significativa nell’ambito delle tecniche di monitoraggio geomatico low-cost, in particolare nella determinazione dei movimenti di versanti in frana in quanto è possibile ottenere informazioni sull’evoluzione cinematica della sua parte superficiale. Scopo di questo lavoro è presentare e sviluppare una prima analisi dei risultati di una prova di sensibilità di tali sensori accelerometrici triassiali tramite il sistema di misura SMAMID svolta presso l’Università di Cassino. Nella prova alcuni sensori di classe MEMS sono stati installati solidalmente ad un teodolite mediante il quale potevano essere imposti spostamenti angolari con alta precisione. La misura degli angoli tramite un accelerometro triassiale è stata condotta valutando le variazioni della componente di gravità sui tre assi, poiché il sistema SMAMID è in grado di misurare anche accelerazioni statiche. A partire da una condizione iniziale sono state imposte variazioni dell’angolo zenitale con il passo di 1 gon, registrando di volta in volta le accelerazioni in contemporanea con tre sensori MEMS. Lo scopo dell’esperienza è stato, pertanto, quello di valutare quale fosse il livello di accuratezza delle inclinazioni che si potevano ricavare dai sensori accelerometrici assumendo come riferimento quelli imposti con il teodolite. I risultati ottenuti vengono presentati e discussi.