最近接到友商在我司客戶處大肆宣揚壓電式加速度傳感器和MEMS傳感器不適用爆破測振的言論，為打消客戶疑慮，我司將針對這個情況做詳細(xì)的技術(shù)回應(yīng)。

MEMS傳感器和壓電式加速度傳感器測控技術(shù)近年來發(fā)展迅猛，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、大型貴重機(jī)械設(shè)備故障診斷等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域。在振動監(jiān)測儀器檢定的國家標(biāo)準(zhǔn)計量院單位，均采用的是壓電式加速度傳感器積分后去檢定磁電式傳感器，因此僅憑磁電式傳感器和芯片傳感器測量數(shù)據(jù)對比就否定這兩種傳感器是極其片面和不負(fù)責(zé)任的。當(dāng)然這也反映了部分友商在儀器研發(fā)進(jìn)程大大落后的焦慮心態(tài)。關(guān)于友商提及到的技術(shù)問題下面將一一回復(fù)。

1、關(guān)于積分誤差

   MEMS芯片加速度傳感器和壓電式加速度傳感器輸出均是加速度信號，由于重力加速度的存在，因此Z向或者傳感器未垂直安裝的X,Y向會存在固定的直流分量，其直接反應(yīng)了重力加速度的大小。當(dāng)在積分前的信號中如果沒有完全切除重力加速度，積分后的速度將出現(xiàn)單調(diào)遞增或者遞減的速度信號，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。友商采用基于模擬高通濾波器來過濾重力加速度的方案肯定存在嚴(yán)重的技術(shù)缺陷，具體表現(xiàn)為電子元器件參數(shù)離散性，運算放大器的輸入失調(diào)偏移，元器件的溫度漂移和濕度漂移均會導(dǎo)致電路出現(xiàn)不可控的直流偏移，從而使得重力加速度不能徹底分離，因此產(chǎn)品做不過關(guān)。中科測控采用的是儀器內(nèi)置實時數(shù)字濾波器，用高性能處理器進(jìn)行高精度實時濾波信號處理，我們知道數(shù)字濾波器不存在參數(shù)一致性和環(huán)境漂移問題的，從而保證非?？煽康刂亓铀俣戎绷鞣至壳谐?，從而能對加速度可靠地積分。在實際測試中，我們的儀器經(jīng)過了高低溫、高濕度各種運行環(huán)境地嚴(yán)格測試，都能穩(wěn)定可靠地測量加速度和速度。

2、關(guān)于虛假數(shù)據(jù)

   MEMS芯片加速度傳感器和壓電式加速度傳感器低頻特性非常優(yōu)異，可以直接測到恒定不變的重力加速度，因此當(dāng)傳感器未可靠固定安裝且遇到強烈震動時，可能發(fā)生傳感器移位和傾角變化，由于傳感器優(yōu)良的低頻特性，在移位過程中重力分量經(jīng)過數(shù)字高通濾波器后會出現(xiàn)一定的恢復(fù)時間，此期間的確會出現(xiàn)較大的積分速度數(shù)據(jù)輸出。但這個較大的速度數(shù)據(jù)并不是虛假和錯誤的，而是磁電式速度傳感器根本不能測得的信號。磁電式傳感器依賴彈簧振子和外殼之間的相對運動，才能產(chǎn)生電信號，而磁電式傳感器只有在傳感器整體存在一定的加速度的前提下，才能將力傳遞給彈簧振子引起彈簧形變，所以磁電式傳感器相當(dāng)于一個截至頻率較高的二階高通濾波器，它不可能測得此時頻率很低的加速度和速度信號。其實生活中有一個很淺顯易懂的例子能說明這個問題，很多節(jié)儉的人總喜歡把水龍頭開得很小，讓水流處于點滴狀態(tài)，此時機(jī)械水表是不會計量的，從而得到免費的自來水，如果此時有一款計量精度非常高的流量計，測得每月的用水量將和機(jī)械水表相差很大。從另外一個角度來看，當(dāng)傳感器發(fā)生位移時，例如傳感器脫離地面的一瞬間，此時傳感器相當(dāng)于自由落體，不再跟著地面一起運動，此時測得的信號已經(jīng)沒有了任何參考意義。

3、關(guān)于高頻濾波

文檔中提到的高頻機(jī)械濾波更是反應(yīng)了友商對振動信號測量的基礎(chǔ)知識盲區(qū)，很難相信這是出自于專業(yè)測振技術(shù)公司。所謂機(jī)械高頻濾波實際上是彈簧振子因為慣性而對加速度的模擬積分，我們知道積分后的信號輸出會出現(xiàn)1/w的系數(shù)項，w為信號的角頻率，任何積分運算都會產(chǎn)生信號角頻率倒數(shù)的系數(shù)項，相同幅度的加速度信號頻率越高，輸出信號幅度越低，這就是他們所謂的高頻機(jī)械濾波。中科測控儀器采用了高精度數(shù)字積分算法，數(shù)字積分的幅頻特性和模擬積分的幅頻特性沒有任何區(qū)別，而以此理由來打壓中科測控的產(chǎn)品是站不住腳和極其無知的。

當(dāng)然我們并不是要否定磁電式傳感器，磁電式傳感器相對于芯片傳感器和壓電式傳感器在某些方面還是具有較大的優(yōu)勢，磁電式傳感器也依然作為中科測控主推的傳感器之一，我們會根據(jù)客戶實際應(yīng)用需求進(jìn)行合適地推介。磁電式傳感器最大的優(yōu)勢是極高的信噪比，由于磁電式直接是速度信號輸出，在積分環(huán)節(jié)不存在對低頻噪聲信號的積分，因此信噪比極高。中科測控的測振儀器通過內(nèi)置數(shù)字信號處理，將磁電式傳感器振動信號測量靈敏度擴(kuò)展到了亞微米/秒級別，遠(yuǎn)超于同行測控儀器信噪比，因此對于微震應(yīng)用場景強烈推薦使用。此外針對磁電式傳感器的低頻響應(yīng)較差的特性，我們特推出了數(shù)字低頻模塊，即在儀器中內(nèi)置了數(shù)字低頻信號處理，用數(shù)字積分、數(shù)字低通和數(shù)字高通濾波器，將磁電式傳感器的幅頻特性低頻擴(kuò)展至1Hz，事實上，我們實測過某些善于混淆視聽的友商傳感器性能，其宣稱頻率響應(yīng)為1Hz-1KHz，而實測數(shù)據(jù)顯示他們傳感器頻率只能到10Hz-300Hz。

不管是磁電式傳感器、加速度傳感器還是各類采集儀，中科測控都是用心做好產(chǎn)品為宗旨，用實力和性能贏得客戶的認(rèn)可。