振动监控应用中的MEMS技术
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图3. 时域振动信号链示例
图4. 用于频谱振动分析的ADIS16228信号链
两种方式的内核传感器都可以是MEMS加速度计。 选择内核传感器时，最重要的属性为轴数、封装/装配要求、电气接口（模拟/数字）、频率响应（带宽）、测量范围、噪声和线性度。 尽管许多三轴MEMS加速度计都支持直接连接多数嵌入式处理器，但要获得最高性能则可能要求采用具有模拟输出的单轴或双轴解决方案。 例如，ADXL001高性能宽带iMEMS加速度计就利用22-kHz谐振提供最宽的带宽，但它只是一款单轴模拟输出器件。 在配有模数转换通道的系统中，模拟输出可实现快速接口，但当前的开发趋势似乎更青睐于那些搭载了数字接口的传感器。
内核传感器的频率响应和测量范围决定其输出饱和前可以支持的最大振动频率和幅度。 饱和会降低频谱响应，从而产生可能导致故障报警的杂散成分，即使饱和频率不影响目标频率时也是如此。 测量范围和频率响应的关系如下：
频率响应和测量范围限制着传感器的响应，其噪声和线性度则限制着分辨率。 噪声决定将在输出中响应的振动下限，而线性度则决定振动信号产生的故障谐波量。
模拟滤波器
模拟滤波器将信号成分限制在一个奈奎斯特区之内，即为示例系统采样速率的一半。 即使滤波器截止频率处于奈奎斯特区之内，也不可能无限制地抵制高频组分，这些高频组分仍可能折回通带中。 对于只监控第一奈奎斯特区的系统，这种折回行为可能产生假故障，并扭曲特定频率下的振动成分。
窗
在振动检测应用中，时间相干采样往往并不实用，因为时间记录起始和结束处的非零采样值会导致较大的频谱泄漏，从而可能降低FFT分辨率。 在计算FFT前应用窗口函数有助于控制频谱泄漏。 最佳窗口函数取决于实际信号，但通常需要衡量的因素包括过程损失、频谱泄漏、旁瓣位置和旁瓣电平。
快速傅里叶变换(FFT)
FFT是分析离散时间数据的一种高效算法。 该过程将时间记录转换为离散频谱记录，其中，每个采样代表奈奎斯特区的一个离散频段。 输出采样的总数等于原始时间记录中的采样数，在大多数情况下，为二项级数中的一个数字(1、2、4、8……)。 频谱数据同时包括幅度和相位信息，可采用矩形或极性格式表示。 采用矩形表示时，FFT仓的一半含有模值信息，另一半则含有相位信息。 采用极性表示时，FFT仓的一半含有实部结果，另一半则含有虚部结果。
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