振动监控应用中的MEMS技术

2019-07-31 15:34发布

MEMS惯性传感器在当今的众多个人电子设备中发挥着重要作用。 小尺寸、低功耗、易集成、强大功能性和卓越性能,这些因素促使着智能手机、游戏控制器、活动跟踪器、数码相框等装置不断创新。 此外,MEMS惯性传感器用于汽车安全系统可显著提高系统可靠性,并降低系统成本,使汽车安全系统能够应用于大多数汽车。
功能集成度和性能的不断发展也有助于将MEMS加速度计和陀螺仪应用于许多不同的工业系统。 其中一些应用成为现有产品和服务的低成本替代品,而其他应用则开始率先集成惯性感测功能。 作为拥有两类用户的应用,振动监控也正方兴未艾。 出于维护和安全需求而用于监控机械健康状况的传统仪器仪表通常采用压电技术。 高速自动化设备对振动进行监控,以触发对润滑、速度或皮带张力的反馈控制,或者关闭设备以便于维修人员快速检查。
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11条回答
vivilzb1985
2019-08-02 00:11
频谱宽度非常重要,因为当频率从一个谱线转换到一个邻近谱线时,频谱宽度决定频率分辨率,同时还决定包含的总噪声。 总噪声(rms)等于噪声密度(~240 μg/√Hz)与频谱宽度平方根(√40 Hz)之积,约合1.5 mg rms。 对于噪声对振动分辨影响最大的低频应用,可在FFT过程之前采用一个抽取滤波器,这样可以提高频率和幅度分辨率,而无需更改ADC的采样频率。 以256对20480 SPS的采样速率进行抽取计算,可使频率分辨率增强256倍,同时使噪声降低16倍。

频谱报警

使用FFT的一个关键优势是可以简化频谱报警的应用。 图6中的示例包括5个独立的频谱报警,分别负责监控机器自然频率(#1)、谐波(#2、#3和#4)以及宽带成分(#5)。 报警和临界电平对应于机器健康振动与时间关系曲线中的电平。 启动和停机频率完善了这种关系所代表的过程变量定义。 在使用嵌入式处理器时,频谱报警定义变量(启动/停机频率、报警/临界报警电平)可能处于采用数字码配置的可配置寄存器中。 使用相同的比例因子和谱线编号方案可大大简化这一过程。

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