ADIS16228三轴数字加速度计在设备振动检测中的应用

发表于 5/27/2012 11:23:32 AM 阅读（17983）

　机械设备的高速化、大型化和自动化发展，一方面提高了生产力，另一方面给安全维护提出了更高的要求。机械振动是各种机器工作工程中经常发生的现象，在机械故障和大型机械的状态监测中振动占有重要的地位，对振动信号进行在线监测和分析可诊断系统及其部件的运行是否正常。

　　振动相关的物理量包括加速度、速度和位移等，由于测量加速度信号具有方便、经济的优势，工程上通常通过测量加速度测量振动。早期的加速度传感器是惯性式的，由电磁感应原理产生微弱的电信号，再经过信号调理放大后通过A D C送到微处理器，这种方法电路复杂且成本较高。近年来ADI公司陆续推出了ADXL/ADIS系列数字加速度计，利用MEMS技术，大大降低了加速度测量的成本。

1.芯片概述： ADIS16228 iSensor® 是一款完整的振动检测系统，集三轴加速度检测与先进的时域和频域信号处理于一体。时域信号处理包括可编程抽取滤波器和可选的窗函数。频域处理包括针对各轴的512点、实数值FFT和FFT均值功能，后一功能可降低噪底变化，从而提高分辨率。通过14记录FFT存储系统，用户可以追踪随时间发生的变化，并利用多个抽取滤波器设置捕获FFT。

20.48 kSPS采样速率和5 kHz平坦频段提供的频率响应适合许多机械健康状况检测应用。铝芯可实现与MEMS加速度传感器的出色机械耦合。在所有操作中，内部时钟驱动数据采样和信号处理系统，无需外部时钟源。数据捕获功能具有三种模式，提供多个选项，以满足不同应用的需要。此外，在实时模式下，可以直接访问关于一个轴的数据流。利用SPI和数据缓冲结构，可以方便地访问输出数据。ADIS16228还提供数字温度传感器和数字电源测量功能。

ADIS16228采用15 mm × 24 mm × 15 mm模块封装，提供法兰、M2机械螺孔和灵活的连接器，支持简单易行的用户接口和安装。ADIS16228与ADIS16210尺寸兼容且引脚兼容。工作温度范围为−40°C至+125°C。功能框图如下：

2.硬件设计：

　　基于加速度传感器的振动检测设备由按键模块、加速度传感器模块、RS232接口电路、报警电路模块、继电器控制模块和LCD显示模块等几部分构成。系统结框图如下图所示，其中单片机为系统控制核心，采用ADuC7026，它最大支持41.78MHz时钟，集成了SPI串行通信接口、定时器、GPIO、AD/DA、pwm等外设接口，性能优越。