振动监控应用中的MEMS技术
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在某些情况下，幅度和相位信息都有用，但幅度/频率关系含有的信息往往足以检测关键变化。 对于只提供幅度结果的器件，FFT谱线的数量等于原始时域记录中采样数的一半。 FFT频谱宽度等于采样速率除以记录总数。 在一定程度上，每个FFT频谱都像是时域中一个独立的带通滤波器。 图5为MEMS振动传感器的一个实际示例，其中，采样速率为20480 SPS，始于512点记录。 在这种情况下，传感器只提供幅度信息，因此，总数为256，频谱宽度等于40 Hz (20480/512)。
图5. ADIS16228 FFT输出
频谱报警
使用FFT的一个关键优势是可以简化频谱报警的应用。 图6中的示例包括5个独立的频谱报警，分别负责监控机器自然频率(#1)、谐波（#2、#3和#4）以及宽带成分(#5)。 报警和临界电平对应于机器健康振动与时间关系曲线中的电平。 启动和停机频率完善了这种关系所代表的过程变量定义。 在使用嵌入式处理器时，频谱报警定义变量（启动/停机频率、报警/临界报警电平）可能处于采用数字码配置的可配置寄存器中。 使用相同的比例因子和谱线编号方案可大大简化这一过程。
图6. FFT示例（带频谱报警）
记录管理是与过程变量关系关联的一个关键功能。 存储每台机器寿命期内不同阶段的FFT记录可对多种行为进行分析，然后绘制出一幅磨损曲线图，从而有助于维护和安全规划。 除了汇集历史振动数据以外，捕获与电源、温度、日期、时间、采样速率、报警设置和滤波相关的条件数据也具有较大价值。
接口
接口取决于特定厂房中的现有基础设施。 在某些情况下，有多种工业电缆通信标准（如以太网、RS-485）可供选择，因此，智能传感器与通信系统之间的接口可能是一个嵌入式处理器。 在其他情况下，相同的嵌入式处理器可用来连接智能传感器与现有无线协议，比如Wi-Fi、ZigBee或特定系统标准。 有些智能传感器（如面向远程传感器的ADIS16000无线网关和ADIS16229）配有开箱即用的无线接口，通过常见的嵌入式接口（如SPI或I2C.）即可使用。
结论
MEMS惯性技术迎来了一个崭新的振动监控时代，并为此类仪器仪表赢得了更广泛的用户群体。 性能、封装和熟悉度可能有利于压电技术继续发挥作用，但显然振动监控正在发展和进步。 通过先进的功能集成和出色的适应能力，MEMS器件在新型振动监控应用中获得了越来越多的关注。 检测点的高级信号处理技术带来了巨大便利，使大多数情况下的监控负担简化为一种简单状态（正常、报警、临界）。 此外，通过便利的通信通道实现的远程数据存取功能则为振动监控仪器创造了新的应用机会。 放眼未来，关键性能指标（噪声、带宽和动态范围）的发展，再加上高度的功能集成，必将促使这种趋势继续向前发展。
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