任何机器运作都有其使用寿命，若能利用智能传感器来监测机器的运作状态，将可提早发现机器异常，预先进行零件更换，避免机器故障事件发生。本文将为您介绍智能传感器解决方案，为工业物联网提供更智能的管理环境。
用于状态监测的智能传感器
改善机械的状态监测和诊断，并进行整体系统优化，是当今使用机械设备和科技系统的核心挑战。这个议题不仅针对工业领域，而且在任何使用机器的地方都发挥着越来越大的作用。以往都是按照计划的时程来进行维修的机器，如果延迟维护便意味着发生产线停机的风险。
如今，有更聪明的方法可以来预测机器的使用寿命，便是透过搜集来自机器的运作过程数据，记录特别关键的参数，如温度、噪音和振动，以帮助确定最佳的运行状态，以及必要的维护时间。这种作法可以避免机器发生不必要的磨损，并且可以在早期便检测到可能的故障及其原因。通过这种监测技术的帮助，设施在可用性和有效性方面，将产生相当大的优化潜力，带来决定性的优势。
这种预测性维护（Predictive Maintenance, PM）方法，又称为基于状态的监测（Condition-Based Monitoring, CBM），通常是用在具有旋转零件的机器，如涡轮机、风扇、泵和电动机。使用CBM技术，可以实时记录运行状态的相关信息。不过这种方式并没有做出关于可能的故障或磨损的预测，若能借助智能传感器和强大的通信网络和计算平台，便可以创建模型、检测变化，并对使用寿命进行详细计算。
要创建有意义的模型，便有必要对振动、温度、电流和磁场进行分析，通过现代有线和无线通信方法，已经允许对工厂或公司范围内的设施进行监控。通过云系统，操作员和服务技术人员可以轻易地访问机器状况的信息数据。
为了能够广泛使用振动传感器进行状态监测，有两个因素非常重要：低成本和小尺寸。在以前经常使用压电传感器的地方，现在已越来越多使用基于MEMS的加速度计，因为它们具有更高的分辨率，出色的漂移和灵敏度特性，以及具有更好的信噪比，并且能够检测几乎低至直流范围的极低频振动。此外，它们还非常省电，这也是采用电池供电无线监控系统的理想选择。
MEMS加速度计与压电传感器相比的另一个优点，便是可以将整个系统集成在一个外壳（系统级封装）中。这些称之为SiP的解决方案正在通过集成其他重要功能而不断发展，形成更智能的系统，例如结合模数转换器，以及带有嵌入式固件的微控制器，可用于特定应用的预处理、通信协议和通用接口，同时还可包括各种保护功能。
ADI公司是全球领先的高性能信号处理技术解决方案供应商，推出两款专门针对工业设备监测应用而设计的高频率、低噪声MEMS加速度计ADXL1001和ADXL1002。利用这些MEMS加速度计可实现高分辨率振动测量，为早期发现轴承故障和机器故障的其他常见原因提供必要的信息。ADXL1001和ADXL1002在高频率范围的噪声性能与现有压电传感器技术不相上下，故ADI MEMS加速度计是新型状态监测产品极具吸引力的选择。ADXL1001和ADXL1002可为智能工业物联网应用提供高质量、高精度数据，支持在网络边缘开展智能检测。
ADXL1001和ADXL1002 MEMS加速度计在宽带宽和大量程的基础上实现了非常低的噪声密度。这些加速度计有两个型号，满量程范围分别为±100g (ADXL1001)和±50g (ADXL1002)。ADXL1002的典型噪声密度为25 μg/√Hz，灵敏度为40mV/g；ADXL1001的典型噪声密度为30 μg/√Hz，灵敏度为20mV/g。这两款加速度计均采用3.0V至5.25V单电源供电，并提供完整自检和超范围指示等实用特性。ADXL1001和ADXL1002的额定工作温度范围为-40℃至+125℃。
ADXL1001/ADXL1002也提供EVAL-ADXL100X评估板给客户，其具有2组带有间距的过孔，可用于安装6引脚接头，可轻松连接到原型制作板或PCB，小尺寸和板刚度对用户系统和加速测量影响极小。EVAL-ADXL100X评估板经专门设计可安装在机械式振动台上，由尺寸为0.8平方英寸的超厚PCB构成。提供螺纹孔，用于刚性安装到振动台模块上。该设计允许用户评估ADXL1001或ADXL1002振动传感器的完整性能范围，无需将器件焊接到单独的测试版。输出端提供简单的RC低通滤波器，−3 dB带宽约为20 kHz。该元器件可以替换，以便用户在器件输出端上实现适合自己应用的低通滤波器。