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适用于工业基础设施应用的MEMS传感器

2020-11-20 14:44 必威官网 梦魁116°c
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适用于工业基础设施应用的MEMS传感器

在ADXL35x加速度计中,低g器件的噪声谱密度为20μg/√Hz,高g器件的噪声谱密度为80μg/√Hz。另外,内部架构有助于优化加速度计的灵敏度。图2显示了这些模拟数字器件的框图。来自传感器的信号进入滤波模块,然后由后续电路予以处理。滤波之后输出之前,还有一个缓冲器和一个32 kΩ电阻,在此可进行进一步的模拟滤波。数字器件有一个额外的可编程数字滤波器。低通滤波器的截止频率根据输出数据速率进行调整,还可以插入高通滤波器以实现带通功能。对于状态监控,振动频谱分析是主要工具,因此高带宽对捕获更多数量的谐波非常重要。传感器的机械谐振频率约为5.5 kHz,但频率响应主要由截止频率为1.5 kHz的抗混叠滤波器决定。最后,为了提供所需的分辨率,使用20位∑-∆转换器来执行模数转换。由于有这些特性,这些加速度计也可以用于记录地震事件。

对于状态监控和结构健康监测,测量范围是一个重要参数。例如,在加速度峰值为几个g的应用中,2 g范围的传感器就足够了。但是,这些器件常常工作在受到强烈振动和冲击的环境中,这会导致传感器饱和。一旦饱和,就不可能测量出正确的加速度。结果是数据丢失,直到器件恢复正常工作为止。这种情况下,可以使用40 g传感器。达到饱和的可能性较小,即使存在很高的机械噪声,也可以通过适当的信号处理提取所需的信息。

智能基础设施

许多基础设施应用中的传感器可能在远程或很难接近,因此无线传感器网络是最佳解决方案。这使得低功耗成为另一个关键考虑因素。ADXL35x器件在待机模式下的功耗仅为21μA;在测量模式下,模拟输出器件的功耗为150μA,数字输出器件的功耗为200μA。当主机微控制器处于休眠模式时,ADXL355/ADXL357中的FIFO存储器存储数据。当存储器满时,中断将唤醒微控制器传输数据并执行要求的操作。微控制器一旦完成传输,便返回低功耗休眠模式,确保系统功耗非常低。通常,低功耗是以牺牲其他性能为代价的,例如速度和噪声。

适用于工业基础设施应用的MEMS传感器

这些器件可用于IMU(惯性测量单元)、平台稳定系统、倾角计和预测性维护系统。这些中高档传感器专为一些要求极为苛刻的传感器应用而设计,例如地震分析、工业和基础设施预测性维护系统。