目前用于检测物体倾斜和振动的加速度计变得越来越小，功耗越来越低，并被广泛应用于结构健康监测和地震观测等领域。然而由于处理加速度计需要针对被测物体的振动特性量身定制的特定技术，因此工程师会产生一些担忧，例如 “传感器对微小的振动做出反应并且难以处理”、“不知道哪种加速度计适合我的应用” 以及 “想快速收集和评估必要的数据” 等。为此，ADI 提供了一个现成的、可开发的测振仪参考设计，采用 ADI 的高精度 3 轴 MEMS 加速度计。如果想使用测振仪快速开发新应用，或者正在为实现带有加速度传感器的测振仪而苦恼，请继续阅读下文。

测振仪的应用市场

测振仪用于哪些应用？典型应用包括：

结构健康诊断/监测

传感器安装在建筑物、工厂和桥梁等大型结构中以测量振动，并分析数据以诊断和预测看不见的损坏和老化。这可用于尽快检测损坏情况，帮助确保安全和预防性维护。例如：

• 用于性能评估和损坏诊断的建筑物特定振动的测量
• 用于及早发现桥梁等基础设施缺陷的报废监控系统

地震观测

在观测点安装测振仪，以获取地震和山体滑坡的数据。除了用于防灾研究外，它还用于立即分析建筑物和其他结构的损坏情况，以确定疏散行动，是留在原地还是疏散。例如：

• 地震和滑坡的定量观测
• 支持避难行动判断的申请
• 通过震后振动监测对建筑物的损坏进行诊断

监控设备和机械的状况

安装在土木工程工程机械、农业机械、工业设备等，并对状态进行监测。它被广泛用于振动的预测性维护和检测机器人的姿态。

• 工程机械、农业机械等的水平维护设备
• 工业机器人姿态检测系统
• 使用倾角仪的无人机导航系统

过去，振动测量仪器体积大、价格昂贵且不易获得。近年来，使用小型低功耗加速度计可以准确获取倾斜和振动，并且越来越多地将它们安装在各个地方并通过网络聚合和利用数据。

MEMS Acc Logger 即用型加速度计参考设计

实现此类应用面临的挑战之一是处理高精度加速度计的困难。例如，ADI 的 3 轴 MEMS 加速度计 ADXL355 具有 0.1 的倾斜角检测，它具有高精度的度数，具有业界最先进的温度特性和抗噪性，即使在户外等恶劣环境中也能进行稳定的测量。其他特性包括 ±2g ~ ±8g 输出满量程范围，可在 1Hz~1kHz 之间选择频率数字滤波，以及在电流消耗低于 200μA 时具有 25μg/√Hz 的低噪声密度，以更低的功耗和材料成本实现与昂贵器件相同的性能。

另一方面，由于其高精度，即使对芯片施加微小的振动，所能获得的数据也会发生变化，这就给那些没有专业知识的人带来了操作上的困难。此外，为了将传感器的检测内容提取为可供更高级别的应用使用的数据，需要通过软件进行复杂的控制，并且需要时间来构建评估环境。

Macnica 提供 MEMS 加速度计记录仪参考设计的原因，一方面为了应用程序端开发人员更轻松地评估加速度计，另一方面也方便嵌入式端开发人员从加速度计实现振动计。ADI 3 轴 MEMS 加速度计 “ADXL355” 和 NXP 微控制器 “LPC55S28JEV98” 安装在一块板上，可以轻松安装在任何地方，以采集和评估加速度数据。

MEMS 加速度计记录仪的特点

• 搭载高精度 3 轴 MEMS 加速度计 “ADXL355”
  - 测量范围 ±2g、±4g、±8g
  - 抗噪性 (所有轴) 25μg/√Hz
  - 20 位 ADC 3 轴数字输出
  - 温度特性 0.15mg/°C
  - 低功耗
• 内置 32GByte 大容量存储 eMMC 内存 
• 配备 800mAh 锂聚合物电池 
• 通过 USB 连接 PC 通信，通过蓝牙进行 Android 连接通信，也可用作微电脑评估板

使用 MEMS 加速度计记录仪的优点

• 无需搭建评估硬件和软件，从高精度加速度计中获取准确的数据，并在接近实际环境的环境和尺寸下立即进行评估
• 通过参考应用程序的代码，可以大大缩短内部应用程序的开发周期
• 从硬件和软件参考设计，可以在短时间内实现高性能的测振仪
• 它是一种参考设计，可根据各种客户应用加速系统评估和开发

无前期费用 完善的开发环境

MEMS 加速度计记录器是使用免费的开发环境和工具构建的。无需许可证，无需前期成本，工程师即可开发和评估加速度计。 

成熟的免费开发环境

• NXP 软件集成开发环境 (IDE)
• NXP 软件开发工具包 (SDK)
• FreeRTOS

外观规格

硬件规格

硬件框图

软件框图

可立即用于实践 提供示例应用程序

MEMS 加速度计提供适用于 PC 和 Android 的应用程序，可以通过 USB 或蓝牙轻松连接到 PC 或 Android 设备，并实时显示加速度计测量的值。

特点

• 加速度计操作模式设置
• XYZ 轴图形显示
• XYZ 轴数字显示和原始显示
• FFT 分析和结果显示 (每个 XYZ 轴)
• 倾斜角度计算和显示 (基于每个 XYZ 轴的俯仰/滚动)
• CSV 文件保存 (轴、FFT、倾斜角度、时间戳、温度)

我们提供接近实际应用的示例代码，可以将其用作为自己应用开发的参考。

代码示例：根据加速度计数据进行 FFT 分析

• FIFO 的使用方法
• 倾斜角度检测
• 日志记录
• 校准

评估 PC 应用屏幕

评估 Android 应用程序屏幕

总结

本文介绍了 ADI 用于开发带有高精度 3 轴 MEMS 加速计的即用型测振仪参考设计，它可用于建筑物和构筑物的损坏诊断和施工现场的倾角测量。欲了解关于更多 ADI 相关方案或技术信息，请与澳门人巴黎人1797当地的办事处联系或点击下方「联系我们」，提交您的需求，澳门人巴黎人1797公司愿意为您提供更详细的技术解答。

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