ADcmXL3021 标准机械螺钉可安装高性能3轴MEMS传感器
高性能MEMS振动传感器模块化的ADcmXL302
"振动"是实现马达、泵、构成它们的轴承和编码器的基于条件的状态维护(Condition-Based Monitoring,CBM)的重要信息之一。
如果测量振动,就可以很容易地从电气噪音中分离出机械噪音,通过获得关于机械状态的追加信息,可以提高诊断精度。
通过减小传感器的尺寸和总体形状因数,使传感器更接近振动源,有助于提高诊断准确度和改进实时机器控制。
本文将介绍由Analog Devices提供的、可用标准机械螺丝安装的高性能3轴MEMS传感器ADcmXL3021的以下3个特点。
1. 通过完全的振动检测系统加速基于条件的状态维护的开发
2. 内置嵌入处理的多种信号处理功能
3. 实现状态维护的高性能MEMS振动传感器
1. 通过完全的振动检测系统加速开发基于条件的状态维护
ADcmXL3021是兼具高性能振动检测功能(使用MEMS加速度传感器)和多种信号处理功能的完整振动检测系统。
以下特征简化了状态维护系统中智能传感器节点的开发:
- 在动态环境中优化性能的小型可安装形状因子
- 振动测量用全功能信号调节
- 应用预处理减少了注入控制回路的数据流
- 用于工业网络的灵活性的SPI数据输出
- 满足工业性能要求的电气和机械测试
高度集成的振动检测系统
ADcmXL3021功能块图(出处:ADcmXL3021资料表摘录)
2. 内置嵌入处理的多种信号处理功
ADcmXL3021内置有以下嵌入处理。处理过的信息可以通过串行外设接口(SPI)访问。
- 高速数据采样(220kSPS)
- 4096个样本记录长度
- 过滤处理
- 窗口处理
- 快速傅里叶变换(FFT)
- 用户可配置的频谱警报
- 错误标志
通过这些嵌入处理,能够取得时域(Time Domain)或频域(Frequency Domain)的信息。
时域和频域
3. 实现基于条件的状态维护的高性能MEMS振动传感器
Analog Devices提供了可用于基础设施老化监视的超低噪音3轴加速度传感器ADXL354/355和超低噪音宽带加速度传感器ADXL100x系列,ADcmXL3021也通过25µg/√Hz的超低噪音密度,支持良好的分辨率。
ADcmXL3021的主要功能如下:
- 3轴/数字输出的MEMS振动传感模块
- 测量范围:±50g
- 超低噪声密度 25 μg/√Hz
- 宽频带:DC～10kHz(5%平坦度)
- 嵌入式高速数据采样220kSPS
- FIR滤波器,32分接头(系数)
- 高通截止频率:1kHz,5kHz,10kHz
- 低通滤波器的截止频率: 1 kHz、5 kHz、10 kHz
- 用户可配置的过滤器组(32个系数)
- FFT频谱分析
- 长记录长度:每轴2048个bin
- 手动或定时触发
- 窗口选项:矩形、汉宁、平顶
- 平均多条记录,最多可设置255条记录
- 频谱定义的报警监测,每轴6个报警
- 具有统计指标的时域捕捉
- 长记录长度:每轴4096点
- 平均值、标准偏差、峰值、波峰因数、偏度、峰度
- 实时数据流:每轴220kSPS
- CRC-16错误校验突发模式通信
- 每轴10个数据记录
- 状态标志的按需自检
- 具有外部驱动和定时器驱动唤醒功能的睡眠模式
- 温度和电力供应的数字测量
- SPI兼容串行接口
- 标识寄存器:序列号、设备标识和用户标识
- 单电源动作:3.0V～3.6V
- 工作温度范围:-40°C～+105°C
- 125°C(结温)自动停止
- 23.7mm×26.7mm×12mm的铝封装
- 34.5mm柔性14针连接器接口
ADcmXL3021封装
应用示例
- 振动分析
- 状态维护系统
- 机器状态监视
- 仪器及诊断功能
- 安全断路检测
这个"ADSP-CM408F EZ-Board"由于搭载了ARM Cortex-M4,所以也可以作为微处理器评价板使用。
特别是由于配备了:
- 可以进行浮点运算的240Mhz ARM Cortex-M4
- 高精度双16位ADC
- 384KB的SRAM内存
- 2MB闪存
- CAN、SPI、UART、USB、以太网
- 正交编码器接口
不仅可以用于马达控制领域，也可以用于其它应用。
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