状态监控中的ADI公司MEMS加速度计应用

状态监控（CBM）旨在通过监测机器振动等参数来检测并指示可能发生的故障，是预防性维护的重要组成部分。随着工业物联网（IIoT）的发展，减少布线、利用无线超低功耗技术的需求日益增加，这使得微机电系统（MEMS）加速度计在尺寸、重量和功耗方面展现出相对于传统压电加速度计的优势，并且能够集成更多的智能特性。

关键指标与挑战

CBM加速度计的关键性能指标包括低噪声、宽带宽、信号处理能力、g范围以及低功耗。当前市场上的MEMS加速度计通常提供超过3.3kHz的带宽，少数专业制造商的产品最高可达7kHz。然而，为了满足更广泛的工业应用场景需求，尤其是那些需要深入诊断分析的应用，提升这些指标显得尤为重要。

MEMS vs 压电加速度计

尽管压电加速度计因其良好的线性度、信噪比（SNR）、高温工作能力和较宽的带宽（典型范围为3Hz至30kHz，某些情况下高达数百kHz）而在许多领域中广泛应用，但它们在直流（DC）范围内的表现较差。相比之下，MEMS电容式加速度计不仅克服了这一限制，还提供了更高的集成度和更多功能，如自检、峰值加速、频谱报警、快速傅里叶变换（FFT）及数据存储等。此外，MEMS加速度计具有更好的抗冲击性能（高达10000g），并且由于其制造工艺的特点，在成本控制上也更具优势。

ADI的解决方案

ADI公司推出的ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357系列MEMS加速度计以其超低的噪声水平和出色的温度稳定性而著称，非常适合用于状态监控。虽然它们的带宽有限，但在特定应用如风力涡轮机的状态监控中，这种限制并不影响其重要测量值的有效获取。

特别值得一提的是ADXL100x系列单轴加速度计，它专为工业状态监控设计，拥有高达50kHz的测量带宽和±100g的g值范围，同时保持了极低的噪声性能，使其在性能上足以媲美甚至超越一些高端压电加速度计。例如，旋转机械中常见的多种故障类型均在其测量范围内。如需ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357系列MEMS加速度计产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。

智能特性的集成

不同于传统的压电加速度计，MEMS加速度计如ADXL100x系列集成了超量程检测电路，能够在发生严重超量程事件时发出警报。这项功能对于开发智能测量和监控系统至关重要。此外，ADXL100x采用内部时钟智能禁用机制保护传感器元件免受持续超量程事件的影响，从而减轻主机处理器负担，提高单个传感器节点的智能化程度。

集成化与未来趋势

随着MEMS技术的进步，新型MEMS加速度计已经开始在性能上取得显著突破，并逐渐占据原本由压电传感器主导的市场份额。ADI的新一代加速度计不仅提升了边缘节点的智能化监控能力，也为完全集成化的振动监控和分析系统铺平了道路。第一代CBM子系统如ADIS16227和ADIS16228进一步展示了集成化宽带宽振动分析系统的潜力，通过提供诸如六频段可编程报警、2级报警设置等功能，降低了误报率，提高了系统的可靠性和效率。