Цифровой акселерометр, их
полно на разное количество осей с индустриальным т... и с таким потреблением, что при желании сможете хоть на батарейное питание свое устройство посадить.
Получили данные, преобразовали ускорения в градусы и отправили куда надо.
По поводу точности - можно для оценки посмотреть точность с которой измеряет угол тот же телефон, т.е. градусы, и даже их доли при желании ловить можно.
Герметичность обеспечивается лаком, либо вообще заливкой компаундом.