选择合适的MEMS振动传感器?

选择加速度计时，我们需要注意哪些规格？

虽然目前没有任何官方标准可用于振动传感器的分类，但可以通过这些传感器的有效分辨率划分其类别，如图8所示。很明显，MEMS加速度计的覆盖区域比压电传感器更小。MEMS加速度计适用于许多特定应用领域，例如安全气囊碰撞检测、车辆倾翻检测、机械臂定位、平台稳定、精确倾斜检测等等。MEMS制造商在几年前才开发出足以与IEPE振动传感器抗衡的传感器，因此该技术仍处于起步阶段，有线状态监测(CbM)装置的覆盖范围较小，如图8左侧所示。然而，随着越来越多的MEMS供应商投资开发状态监测振动传感器解决方案，预计未来几年覆盖范围会有所扩增。

MEMS传感器的很多优势逐渐在振动传感器领域产生重大影响。例如，市场上绝大多数MEMS传感器都具有以下特点：三轴、集成ADC、数字滤波、出色的线性度、低成本和低重量，并且尺寸小于压电传感器或IEPE/ICP传感器，如表5所示。虽然对于非常关键的设备仍会继续使用IEPE传感器，但维护和设施管理人员也在寻求从非关键设备中获取更深入的见解，以提高生产力、效率和可持续性，尽可能地减少计划外停机时间并延长设备的使用寿命。在这种情况下，将会使用成本和性能较低的传感器（无论是MEMS还是IEPE），这就产生了一个问题：具有出色的噪声和带宽性能的单轴IEPE传感器与三轴MEMS传感器相比，前者是否始终是更好的选择？

三轴MEMS传感器与IEPE振动传感器相比如何？

测试人员对三轴MEMS加速度计以绝对可信度识别特定故障的效果进行了大量测试，通常性能更高的单轴或双轴IEPE振动传感器无法检测到这些特定故障，测试结果如表6所示。除非在安装前采取某些措施了解特定异常，否则单轴振动传感器无法绝对肯定地检测到轴弯曲、偏心转子、轴承问题和转子翘起等故障。当只有单轴振动传感器可用时，可能需要使用其他CbM传感器（例如电机电流或磁场传感器）来更可靠地识别某些故障。

在具有出色噪声和带宽性能的单轴传感器与三轴传感之间需要权衡取舍，这些额外的轴可以缓解安装位置的难题，因为可以全面检测到垂直、水平和轴向振动，并提供设备运作情况的深入洞察。根据表6中所示的结果，虽然单轴传感器与三轴MEMS传感器相比具有更出色的噪声和带宽性能，但如果不重定向和重新测试，也无法可靠地识别大多数故障。

市场上还有哪些其它振动传感器产品？它们的比较情况如何？

那么，三轴MEMS传感器如何适应振动传感器的频谱呢？图9显示了目前市场上的MEMS振动传感器（基于噪声与带宽）概况。其中标出IEPE传感器以供参考，并且突出显示MEMS传感器在振动传感器频谱中的确切位置。很明显，不同类型的MEMS传感器自然会形成集群，我们可以利用其来分配潜在的用例。例如，将成本最低的传感器（MEMS三轴）用于关键度较低的设备，而将成本最高的传感器(IEPE)用于关键度最高的设备。单轴IEPE传感器已投入使用了几十年，涵盖从低到高的所有关键应用，并且在成本和性能方面都广为大众接受，如图9所示。很容易看出，三轴IEPE传感器具有与三轴MEMS传感器相似的性能，但其成本却高得多。对于低关键度设备集群，使用成本高昂的三轴IEPE传感器不太可行，而这进一步体现了一点：三轴MEMS传感器在噪声和带宽性能方面可与某些三轴IEPE传感器媲美。本文截取自：可部署型10BASE-T1L单对以太网状态监测振动传感器设计