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检测监控体系中的MEMS加速度振荡

检测监控系统中的MEMS加速度振动-在现代状态监控(CM)系统中,MEMS加速度计用作振动传感器正在日趋成熟。测量范围、带宽和分辨率(噪声)等性能在近期获得的扩展,使得新概念和系统架构成为可能,状态监控开发商等待这一机会为时已久,迫切希望利用MEMS传感器的尺寸、成本和可靠性优势。当系统架构师进行先期可行性研究时,可能需要评估特定传感器能够支持何种范围的振动幅度(VMIN、VMAX)和频率(fMIN、fMAX)。若幅度特性用速度来表示,则开发人员需要将其转换为加速度,以便对照传感器重要规格(噪声、范围)进行评估。方程式1提供了一种消弭此分歧的办法,即对速度V(t)的单一频率(fV)模型求导,得出等效加速度公式a(t)。

在现代状况监控(CM)体系中,MEMS加速度计用作振荡传感器正在日趋老练。丈量规模、带宽和分辨率(噪声)等性能在近期取得的扩展,使得新概念和体系架构成为或许,状况监控开发商等候这一时机为时已久,迫切希望运用MEMS传感器的尺度、本钱和可靠性优势。当体系架构师进行先期可行性研究时,或许需求评价特定传感器能够支撑何种规模的振荡起伏(VMIN、VMAX)和频率(fMIN、fMAX)。若起伏特性用速度来表明,则开发人员需求将其转换为加速度,以便对照传感器重要规范(噪声、规模)进行评价。方程式1供给了一种消弭此不合的办法,即对速度V(t)的单一频率(fV)模型求导,得出等效加速度公式a(t)。

检测监控体系中的MEMS加速度振荡

VPEAK

运用方程式1中的加速度公式,能够得到将其峰值和均方根值与等效速度水平相关起来的简略公式(拜见方程式2)。

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假定加速度计在体系振荡鸿沟最具压力的部分作业,即最低频率(fMIN)和起伏(VMIN)下,则经过上述联系的均方根方式可确认加速度计噪声的鸿沟条件。当对照“工业规范振荡严峻程度分类”评价特定加速度计时,这种方式的联系或许很有用。例如,方程式3确认在10 Hz的最低振荡频率时,加速度计丈量的噪声有必要小于7.18 mg才干很好地检测到2类机器的振荡严峻程度(根据ISO-10816-1,VMIN = 1.12 mm/s)。

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加速度计的噪声密度(ND)乘以噪声带宽(fNBW)的平方根,是预算特定加速度计和滤波器装备的总噪声的相对简略办法。

方程式4是其一般方式,其间还给出了一个比如,即预算与加速度计ADXL357相相关的总噪声(ND = 80 μg/√Hz),它合作一个截止频率为1000 Hz (fC = 1000 Hz)的单极点低通滤波器运用。在4.7 mg时,ADXL357好像满意方程式3中的鸿沟条件。

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方程式2的峰值方式(拜见方程式5)可用于预算加速度计的另一重要鸿沟条件:丈量规模。方程式5也供给了一个详细比如,得出要丈量4类设备上不行承受的振荡严峻程度(根据ISO-1081-1,VMAX = 28 mm/s,频率fMAX = 1000 Hz),至少需求±25.3 g的丈量规模。

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尽管终究传感器挑选或许还需求其他考量和验证,但这种水平的剖析有助于在出资前期测验渠道和展开特性测验之前,保证规划契合最基本的鸿沟条件。

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