MEMS加速度计性能已经达到何种程度？

本文介绍了微机电系统(MEMS)加速度计的多项特性，它们使得该技术对状态监控应用极具吸引力。本文通过回顾一些数据来说明MEMS技术的发展状况及性能水平，并将其与商用压电(PZT)状态监控加速度计进行比较。

对MEMS工艺技术的投资加上设计创新，已大大改善MEMS性能，使得MEMS足以成为更广泛状态监控应用的可行选择。采用专门化MEMS结构和工艺技术，现在已实现谐振频率高达50 kHz、噪声密度低至25 g/Hz的加速度计。通过精心设计的信号调理电子电路，可以充分发挥此类新型加速度计的低噪声优势。

图1.%20新型高频加速度计的噪声谱密度图

性能和比较数据

为了评估最新MEMS加速度计是否适合状态监控应用，我们对其和一款商用PZT型状态监控加速度计进行了对照测量。为确保这两种传感器具有相似的质量并受到相同激励信号作用，我们将MEMS传感器粘附于PZT传感器的外壳。与PZT传感器一样，MEMS加速度计的单电源模拟输出直接输入到同一数据记录仪的模拟输入通道。一个数据采集仪(DAQ)用作这些实验的采集系统。

电机未对准仿真

在振动测试仪上重建了一个实际场景，例如在基于振动的状态监控中所述的场景，以便利用已知激励信号比较器件。本例展示了一台以5100%20rpm%20(85%20Hz)运转的汽轮机和一台未对准的3000%20rpm%20(50%20Hz)同步发电机的振动水平。该场景说明的是采用随机振动测试模式时，振动系统经编程所产生的频率和振幅。表1列出了两个器件在目标频率的振幅测量结果。