狀態(tài)監(jiān)控（CBM）旨在通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)器振動(dòng)等參數(shù)來(lái)檢測(cè)并指示可能發(fā)生的故障，是預(yù)防性維護(hù)的重要組成部分。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的發(fā)展，減少布線、利用無(wú)線超低功耗技術(shù)的需求日益增加，這使得微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）加速度計(jì)在尺寸、重量和功耗方面展現(xiàn)出相對(duì)于傳統(tǒng)壓電加速度計(jì)的優(yōu)勢(shì)，并且能夠集成更多的智能特性。

關(guān)鍵指標(biāo)與挑戰(zhàn)

CBM加速度計(jì)的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括低噪聲、寬帶寬、信號(hào)處理能力、g范圍以及低功耗。當(dāng)前市場(chǎng)上的MEMS加速度計(jì)通常提供超過(guò)3.3kHz的帶寬，少數(shù)專業(yè)制造商的產(chǎn)品最高可達(dá)7kHz。然而，為了滿足更廣泛的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需求，尤其是那些需要深入診斷分析的應(yīng)用，提升這些指標(biāo)顯得尤為重要。

MEMS vs 壓電加速度計(jì)

盡管壓電加速度計(jì)因其良好的線性度、信噪比（SNR）、高溫工作能力和較寬的帶寬（典型范圍為3Hz至30kHz，某些情況下高達(dá)數(shù)百kHz）而在許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，但它們?cè)谥绷鳎―C）范圍內(nèi)的表現(xiàn)較差。相比之下，MEMS電容式加速度計(jì)不僅克服了這一限制，還提供了更高的集成度和更多功能，如自檢、峰值加速、頻譜報(bào)警、快速傅里葉變換（FFT）及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。此外，MEMS加速度計(jì)具有更好的抗沖擊性能（高達(dá)10000g），并且由于其制造工藝的特點(diǎn)，在成本控制上也更具優(yōu)勢(shì)。

ADI的解決方案

ADI公司推出的ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357系列MEMS加速度計(jì)以其超低的噪聲水平和出色的溫度穩(wěn)定性而著稱，非常適合用于狀態(tài)監(jiān)控。雖然它們的帶寬有限，但在特定應(yīng)用如風(fēng)力渦輪機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控中，這種限制并不影響其重要測(cè)量值的有效獲取。

特別值得一提的是ADXL100x系列單軸加速度計(jì)，它專為工業(yè)狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)，擁有高達(dá)50kHz的測(cè)量帶寬和±100g的g值范圍，同時(shí)保持了極低的噪聲性能，使其在性能上足以媲美甚至超越一些高端壓電加速度計(jì)。例如，旋轉(zhuǎn)機(jī)械中常見(jiàn)的多種故障類型均在其測(cè)量范圍內(nèi)。如需ADXL354/ADXL355和ADXL356/ADXL357系列MEMS加速度計(jì)產(chǎn)品規(guī)格書(shū)、樣片測(cè)試、采購(gòu)、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。

智能特性的集成

不同于傳統(tǒng)的壓電加速度計(jì)，MEMS加速度計(jì)如ADXL100x系列集成了超量程檢測(cè)電路，能夠在發(fā)生嚴(yán)重超量程事件時(shí)發(fā)出警報(bào)。這項(xiàng)功能對(duì)于開(kāi)發(fā)智能測(cè)量和監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，ADXL100x采用內(nèi)部時(shí)鐘智能禁用機(jī)制保護(hù)傳感器元件免受持續(xù)超量程事件的影響，從而減輕主機(jī)處理器負(fù)擔(dān)，提高單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的智能化程度。

集成化與未來(lái)趨勢(shì)

隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)步，新型MEMS加速度計(jì)已經(jīng)開(kāi)始在性能上取得顯著突破，并逐漸占據(jù)原本由壓電傳感器主導(dǎo)的市場(chǎng)份額。ADI的新一代加速度計(jì)不僅提升了邊緣節(jié)點(diǎn)的智能化監(jiān)控能力，也為完全集成化的振動(dòng)監(jiān)控和分析系統(tǒng)鋪平了道路。第一代CBM子系統(tǒng)如ADIS16227和ADIS16228進(jìn)一步展示了集成化寬帶寬振動(dòng)分析系統(tǒng)的潛力，通過(guò)提供諸如六頻段可編程報(bào)警、2級(jí)報(bào)警設(shè)置等功能，降低了誤報(bào)率，提高了系統(tǒng)的可靠性和效率。