選擇加速度計(jì)時(shí),我們需要注意哪些規(guī)格?
雖然目前沒(méi)有任何官方標(biāo)準(zhǔn)可用于振動(dòng)傳感器的分類,但可以通過(guò)這些傳感器的有效分辨率劃分其類別,如圖8所示。很明顯,MEMS加速度計(jì)的覆蓋區(qū)域比壓電傳感器更小。MEMS加速度計(jì)適用于許多特定應(yīng)用領(lǐng)域,例如安全氣囊碰撞檢測(cè)、車輛傾翻檢測(cè)、機(jī)械臂定位、平臺(tái)穩(wěn)定、精確傾斜檢測(cè)等等。MEMS制造商在幾年前才開(kāi)發(fā)出足以與IEPE振動(dòng)傳感器抗衡的傳感器,因此該技術(shù)仍處于起步階段,有線狀態(tài)監(jiān)測(cè)(CbM)裝置的覆蓋范圍較小,如圖8左側(cè)所示。然而,隨著越來(lái)越多的MEMS供應(yīng)商投資開(kāi)發(fā)狀態(tài)監(jiān)測(cè)振動(dòng)傳感器解決方案,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年覆蓋范圍會(huì)有所擴(kuò)增。
MEMS傳感器的很多優(yōu)勢(shì)逐漸在振動(dòng)傳感器領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。例如,市場(chǎng)上絕大多數(shù)MEMS傳感器都具有以下特點(diǎn):三軸、集成ADC、數(shù)字濾波、出色的線性度、低成本和低重量,并且尺寸小于壓電傳感器或IEPE/ICP傳感器,如表5所示。雖然對(duì)于非常關(guān)鍵的設(shè)備仍會(huì)繼續(xù)使用IEPE傳感器,但維護(hù)和設(shè)施管理人員也在尋求從非關(guān)鍵設(shè)備中獲取更深入的見(jiàn)解,以提高生產(chǎn)力、效率和可持續(xù)性,盡可能地減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。在這種情況下,將會(huì)使用成本和性能較低的傳感器(無(wú)論是MEMS還是IEPE),這就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題:具有出色的噪聲和帶寬性能的單軸IEPE傳感器與三軸MEMS傳感器相比,前者是否始終是更好的選擇?
三軸MEMS傳感器與IEPE振動(dòng)傳感器相比如何?
測(cè)試人員對(duì)三軸MEMS加速度計(jì)以絕對(duì)可信度識(shí)別特定故障的效果進(jìn)行了大量測(cè)試,通常性能更高的單軸或雙軸IEPE振動(dòng)傳感器無(wú)法檢測(cè)到這些特定故障,測(cè)試結(jié)果如表6所示。除非在安裝前采取某些措施了解特定異常,否則單軸振動(dòng)傳感器無(wú)法絕對(duì)肯定地檢測(cè)到軸彎曲、偏心轉(zhuǎn)子、軸承問(wèn)題和轉(zhuǎn)子翹起等故障。當(dāng)只有單軸振動(dòng)傳感器可用時(shí),可能需要使用其他CbM傳感器(例如電機(jī)電流或磁場(chǎng)傳感器)來(lái)更可靠地識(shí)別某些故障。
在具有出色噪聲和帶寬性能的單軸傳感器與三軸傳感之間需要權(quán)衡取舍,這些額外的軸可以緩解安裝位置的難題,因?yàn)榭梢匀鏅z測(cè)到垂直、水平和軸向振動(dòng),并提供設(shè)備運(yùn)作情況的深入洞察。根據(jù)表6中所示的結(jié)果,雖然單軸傳感器與三軸MEMS傳感器相比具有更出色的噪聲和帶寬性能,但如果不重定向和重新測(cè)試,也無(wú)法可靠地識(shí)別大多數(shù)故障。
市場(chǎng)上還有哪些其它振動(dòng)傳感器產(chǎn)品?它們的比較情況如何?
那么,三軸MEMS傳感器如何適應(yīng)振動(dòng)傳感器的頻譜呢?圖9顯示了目前市場(chǎng)上的MEMS振動(dòng)傳感器(基于噪聲與帶寬)概況。其中標(biāo)出IEPE傳感器以供參考,并且突出顯示MEMS傳感器在振動(dòng)傳感器頻譜中的確切位置。很明顯,不同類型的MEMS傳感器自然會(huì)形成集群,我們可以利用其來(lái)分配潛在的用例。例如,將成本最低的傳感器(MEMS三軸)用于關(guān)鍵度較低的設(shè)備,而將成本最高的傳感器(IEPE)用于關(guān)鍵度最高的設(shè)備。單軸IEPE傳感器已投入使用了幾十年,涵蓋從低到高的所有關(guān)鍵應(yīng)用,并且在成本和性能方面都廣為大眾接受,如圖9所示。很容易看出,三軸IEPE傳感器具有與三軸MEMS傳感器相似的性能,但其成本卻高得多。對(duì)于低關(guān)鍵度設(shè)備集群,使用成本高昂的三軸IEPE傳感器不太可行,而這進(jìn)一步體現(xiàn)了一點(diǎn):三軸MEMS傳感器在噪聲和帶寬性能方面可與某些三軸IEPE傳感器媲美。本文截取自:可部署型10BASE-T1L單對(duì)以太網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)振動(dòng)傳感器設(shè)計(jì)
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