为状态监控选择MEMS加速度计需要注意的选型参数：

MEMS加速度计对于检测故障情况、帮助防止意外断电或避免发生其他代价高昂的事件至关重要。作为一名负责为状态监控(CbM)应用选择和安装合适传感器的工程师，需要在做出选择之前仔细考虑多个关键参数，然而这些参数常常被忽视。本文将讨论您在做出选择时应特别留意的一些关键标准。基于MEMS的加速度计现在可以很好地替代压电传感器。MEMS加速度计具有高达24 kHz的高带宽和低本底噪声，非常适合用于预测和检测缺陷的早期迹象，从而降低系统故障率和相关成本。ADI公司为CbM应用提供广泛的传感器选择，包括 ADXL100x 和 ADXL356/ADXL357 。由Murata推出的陀螺仪传感器，可以应用于机器人移动传感侦测，这款SCHA63T是适用于工业应用的6-DOF的XYZ轴陀螺仪和XYZ轴加速度计，这个单封装的6-DOF零部件，经过交叉轴校准后可实现优于0.14°的正交误差，陀螺仪偏置不稳定性具有低至1°/h的水平，陀螺噪声密度水平达到0.0015°/s/√Hz，在整个温度范围内具有稳定的偏移和灵敏度，并具有出众的线性度和振动性能，拥有广泛的自我诊断功能，以及±300°/s的角速率测量范围与±6g加速度测量范围，可在−40℃～+110℃的温度范围工作，支持3.0V～3.6V供电电压，是具有符合RoHS标准的32针坚固SOIC外壳零部件，尺寸为19.71 mm × 12.15 mm × 4.6 mm（长×宽×高），可用于安全关键应用。

状态监控CbM是利用传感器监测机械系统可能出现的潜在缺陷或损坏的过程。CbM用于监测滚珠轴承、齿轮、泵和许多其他应用中的缺陷。通常的做法是采用多种不同类型原理的传感器来确保实现出色监控效果。使用此类传感器可以尽早发现异常情况，并采取预防措施以避免可能的损坏或事故。一种方法是预测性维护(PdM)，根据从传感器读数收集到的数据来预测系统内的潜在故障。这有助于减少停机时间并提高运营效率。尽管在CbM应用中常常使用多种类型的传感器，包括加速度计、温度传感器、磁力计和MEMS麦克风等，但本文将特别关注MEMS加速度计。MEMS加速度计用于将机械振动转换为电压或数字值。MEMS传感器由活动和固定的硅元件组成，它们相互交叉形成电容，陀螺仪和加速度计通常会被组合在一起，形成称为六轴传感器的装置。六轴传感器可以同时测量物体的旋转和加速度，并将数据传输到计算机或其他装置中，以进一步分析和应用。。机械运动会使得活动元件向固定元件移动。该结构在数学上可以描述为质量弹簧系统，其中的加速度可以根据测得的力来计算。在模拟MEMS传感器中，机械振动可以转换为电压。数字传感器额外使用集成模数转换器来输出数字值，如图1c所示。ADI公司提供类型丰富的MEMS加速度计，例如低噪底、高带宽和多轴传感器。陀螺仪和加速度计的应用范围也在不断扩大。除了传统的运动检测和手机传感等应用外，现在还有许多新兴的应用，例如无人驾驶、智能健身、虚拟现实等。为了应对这些应用，陀螺仪和加速度计的精度和灵敏度也在进一步提高，同时还加入了更多的功能和特性，例如低功耗、小尺寸、多轴测量等。

选型参数：

1量程

所选择的MEMS传感器的量程应涵盖系统中出现的所有加速度。如果传感器的量程太小，信号可能会被削波。这会导致测量结果出现不对称信号/信号偏移，导致出现加速度解读误差。在此过程中，应在传感器中记为1 g的重力加速度常被忽略。选择陀螺仪和加速度计需要考虑多个因素，首先要考虑应用场景，不同的应用场景需要不同的陀螺仪和加速度计，例如手机传感、工业自动化、无人机控制等，在选择时要根据具体的应用需求，来选择适合的陀螺仪和加速度计。

2带宽

此外，还应结合带宽考虑系统中出现的加速度所对应的频率。缺陷的早期检测，例如与滚珠轴承、泵等相关的缺陷，在CbM应用中至关重要。缺陷的最初迹象通常出现在高频频谱。如果选择的带宽太小，则这些缺陷甚至可能无法被检测到。在此类应用中，加速度是频率平方的函数。例如，在位移为250 nm且频率为1 kHz时，实际加速度为1 g。如果此位移发生在10 kHz，则实际加速度为100 g，或者说比之前高出100倍。也就是说，为了能够尽早发现系统中的缺陷，必须选择带宽和量程足够大的传感器。为了满足高度关键应用的需求，ADI公司提供带宽高达24 kHz和量程达到500 g的传感器。

3传感器谐振频率

选择带宽时要考虑的另一个因素是传感器的谐振。当加速度发生在传感器的谐振频率上时，传感器的灵敏度会增加，进而造成可用信号失真的糟糕情况，影响测量结果的准确性。为系统提供机械阻尼/滤波可以解决这个问题。除带宽外，低本底噪声对于实现故障或偏差的早期检测也很重要。出色的MEMS加速度计的本底噪声应小于100 µg/√Hz。

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