故障类型

被监测的故障类型对传感器选择有重要影响。传感器的噪声密度和带宽是这方面的重要指标,因为它们决定了能够可靠提取的振动水平和频率范围。例如,对于低转速机器的不平衡和失调故障,可能需要一个低噪声密度传感器,但带宽要求相当低,而齿轮故障检测需要传感器兼具低噪声密度和高带宽。

性能要求

除了故障类型外,了解CbM的性能要求也很重要。对基本交通灯类型的状态指示器实施报警检测,需要通过不同水平的性能来进行复杂的预测。这显然适用于正在部署的分析和算法,但也会影响传感器的选择。传感器在带宽、噪声密度和线性度方面的性能水平越高,分析能力就越强。

选择合适的信号处理

设计考量因素包括:

加速度计输出

加速度计的输出一般是模拟或串行数字信号,通常是SPI。模拟输出传感器将需要一个数字转换阶段,也需要进行一些信号调理。这可以是一个支持前置放大器调理的分立ADC,也可以是微控制器中的嵌入式ADC。

边缘节点处理要求

为了减轻数据链路和/或中央控制器/服务器的负担,边缘节点上可能需要一些基本的FFT或信号处理算法。

数据传输协议要求

ADC或传感器的输出通常是SPI接口。它本身并不提供任何机制用于实施数据完整性检查、确定时间戳、混合来自不同传感器的数据等。在传输之前,将传感器数据封装在边缘节点的高级协议中是非常有用的。这可以提高传感器接口的稳健性和灵活性,但是要求在边缘节点上妥当处理和封装数据流。

有关更多信息,请参考《模拟对话》文章“为您的应用选择最合适的MEMS加速度计”。

将加速度计输出移植到有线通信总线

如前所述,加速度计的输出一般是模拟或串行数字信号,通常是SPI。SPI输出可以在本地处理(允许协议灵活性),然后添加到物理层接口,或者直接移植到物理层。