加速度計
機械式や光学式の加速度センサでは製造・調整・補修に手間がかかりコストを押し上げ、小型化や知能化にも向かないため、近年の多様な装置に使用される加速度センサには半導体式の採用が多くなっている。いずれもMEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 技術を使ったものである。
もっとも一般的な計測原理は、ばね(コイルばねや板ばね)がつながった錘(マス、質量)の、加速度が加わったときの位置変化を捉えることである。
質量m [kg] の錘に加速度a [m/s] が加わったとき、錘に働く力F [N] は
F = m a {\displaystyle F=ma}
と表せる。今、錘をばね定数k [N/m] (=[kg/s]) のばねにより支持したときに錘がx [m] だけ変位したとすると、フックの法則を用いれば、
F = k x {\displaystyle F=kx}
となるため、加速度a [m/s] は
a = F m = k x m {\displaystyle a={\frac {F}{m}}={\frac {kx}{m}}}
となり、ばね定数kと錘の質量mが既知であれば、錘の変位xを検出することにより加速度を計測できる。根本的な性能は、ばね定数と錘の質量で決定するため、検出方法の向上や安定性・耐環境性などが主な研究・開発対象となっている。
変位の計測には静電容量の変化やひずみゲージやピエゾ効果による電気抵抗の変化などを使う。
機械式の加速度センサは計測装置としてある程度の大きさと重量を占め、慣性質量が大きくなる傾向があるので、短時間での計測には向かず、また、ばね自身が振動をもたらすために共振域近くでの加速運動には大きな誤差が生じる。可動部での注油や金属部での錆びなどの機械ゆえの経時劣化という問題もある。
高い精度が求められる地球の重力加速度の計測では、高真空容器内にコーナキューブという反射体を落下させて、その落下時間を測定することで重力を精密に測る「絶対重力加速度計」という計測器もある。