或的話題成了中國乃至全球工業技術行業熱門詞匯，工廠中自動化生產裝置越來越智能。然而，關注設備信息化智能化的同時，一些基本的要點依然是必須值得關注的，包括振動、傾斜等設備基本機械特性。大部分機械設備晝夜不停的運作，并且其機械轉速和振動頻率較高，容易導致機器的磨損，部件變形，基礎下沉等情況。這些因素的出現都能從機械的振動能量的增加體現出來，振動加劇在一般情況下都是機器故障的一種標志，所以振動測量是機器狀態檢測的有效方式。

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在工業制造中，機械設備的故障不僅造成生產能力的損失，在極端情況下還可能在平臺系統中引起連鎖反應，導致大面積損壞進而生產停運，更有甚者機毀人亡的工業事故。此外，許多行業按照預防性維修日程計劃更換或徹底檢修機械設備，尤其在人們無法容忍無計劃停機的應用中。因此，許多行業經常過早地花費巨資改造尚有很長使用壽命的機械。將加速度計嵌入軸承或其它旋轉設備中，通過檢測軸承或其它旋轉設備的振動，確定其工作狀況，就可以延長其使用壽命，保證機組安全運行的同時降低機組的維修費用，提高利用率和安全系數。

工業振動監測面臨這些挑戰

加速度計——能夠測量加速度，傾斜、沖擊以及振動，因此在可穿戴領域到工業平臺穩定系統都有著廣泛的應用。傳統的壓電式傳感器是彈簧質量系統原理，敏感芯體質量受振動加速度作用后產生一個與加速度成正比的力，壓電材料受此力作用后沿其表面形成與這一力成正比的電荷信號。壓電式加速度傳感器具有動態范圍大、頻率范圍寬、堅固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產生電荷信號不需要任何外界電源等特點，是廣泛使用的振動測量傳感器。并且其結構簡單，取材方便，使用壽命長。如今引導著整個加速度計市場。

加速度計等級和典型應用領域

隨著工業物聯網的發展，業界越來越重視減少布線和利用無線、超低功耗技術。這使得mems加速度計在尺寸、重量、功耗等方面領先于壓電加速度計，并且有可能實現集成智能特性。盡管工業狀態監控中最常用的傳感器是壓電加速度計，因為這類傳感器具有良好的線性度、snr、高溫工作性能和寬帶寬(典型范圍為3 hz至30 khz，有些情況下可能高達數百khz)。然而，壓電加速度計在dc范圍下的性能欠佳，因此在較低頻率至dc范圍內可能會出現大量故障，尤其是在風力渦輪機和類似的低rpm應用中。壓電傳感器的機械性質使其難以像mems一樣實現大批量生產，并且成本更高，在接口和電源方面的靈活性也比較低。

但是壓電式加速度計也有它的局限性，在測量低頻尤其小振幅振動時，加速度值小，傳感器的靈敏度有限，因此輸出的信號將很微弱，信噪比很低;另外電荷的泄漏，積分電路的漂移(用于測振動速度和位移)、器件的噪聲都是不可避免的，所以實際低頻端也出現“截止頻率”約為0.1～1hz左右。并且由于壓電材料的限制，很容易受到外界因素的干擾，比如聲音、溫度等。

利用軸承的振動3“特征”來確定其狀況是業界公認且成熟的設備維護方法，但為了獲得精確結果，需要較寬的測量帶寬。mems加速度計被認為是完成這種測試的理想之選，但在 adi公司的adxl001加速度計推出之前，加速度計和相關信號調理設備的成本非常高。現在，具有寬帶寬(22 khz) 和內部信號調理功能的adxl001已成為低成本軸承維護應用的理想之選。

三低三軸mems加速度計，實現完美狀態監測

adi公司推出兩款低噪聲、低漂移、低功耗三軸mems加速度計——adxl356和adxl357，完美解決現有加速度計的所有問題，提供精準的振動測量。這兩款器件擁有2組帶有間距的過孔和用于安裝的6引腳，接頭可輕松連接到原型制作板或pcb，并且其小尺寸和板剛度對所監控的系統和加速測量影響極小。在溫度范圍內提供業界領先的噪聲、最小失調漂移和長期穩定性。

適用于不同加速度計測試應用的adi主要產品分類

adxl356和adxl357三軸加速度計提供可選測量范圍為±10g、±20g和±40g，靈活度更高;其噪聲密度為80 μg/root hz，處于業界領先水平，并且在溫度范圍內的 0g失調漂移保證上限為0.75 mg/c，只需極少量的校準工作即可實現精密測量。其中adxl357體積小巧，集成度高，功耗低，僅需200 ua的電流，在狀態監控的無線網絡、無人駕駛飛機等機載平臺、物聯網等電池供電應用中能夠延長電池壽命。 此外，產品采用密封封裝，可以確保最終產品出廠后重復性與穩定性始終符合其規格參數。

在外界因素影響的方面，adi公司大力研究了塑料封裝在高溫下的性能，尤其是引線框架和引腳適應高溫焊接工藝的能力，使其在高沖擊和振動環境中牢固可靠。在大部分競爭對手未提供在溫度超過125°c的惡劣環境中進行工作的能力時。adxl356和adxl357以及包括這兩款在內的18款加速度計都能夠在?40°c至+125°c溫度范圍內或惡劣環境條件下(例如重工業機械和井下鉆探)工作并且保證良好的性能和精準度。

在穩定性方面，adi器件提供振動校正誤差(vre)以及相應的測量技術，為加速度計選擇合適的帶寬以抑制高頻振動以及合適的包裝，讓封裝和安裝諧振頻率位于加速度計帶寬之外，實現了良好振動校正性能。其中adxl355加速度計擁有了出色的振動校正、長期可重復性和低噪聲性能，并且尺寸很小。

加速度計在廣泛的工業應潛力巨大

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