新型MEMS加速度計(jì)MS9000在高速鐵路上的應(yīng)用

時(shí)間：2009-3-13閱讀：1852

北京星網(wǎng)宇達(dá)科技開發(fā)有限公司致力于慣性測(cè)量和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)品推廣，為顧客提供定位、定向、測(cè)姿、導(dǎo)航的解決方案和高性價(jià)比產(chǎn)品。我們的主要產(chǎn)品有慣性測(cè)量單元、定位定向測(cè)姿系統(tǒng)、組合導(dǎo)航系統(tǒng)、方位姿態(tài)參考系統(tǒng)、水平姿態(tài)儀、傾角傳感器、電子羅盤、光纖陀螺儀、微機(jī)械陀螺儀、加速度計(jì)、磁場(chǎng)計(jì)、高動(dòng)態(tài)GPS接收機(jī)、高精度RTK測(cè)量產(chǎn)品等。

我公司長期代理瑞士Colibrys公司的VS9000和MS9000加速度計(jì)系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于鐵路技術(shù)領(lǐng)域。

首先，我們先來了解一下加速度計(jì)傳感器。加速度計(jì)傳感器可探測(cè)各種形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，包括慣性力，傾斜，震動(dòng)，沖擊。各種類型的加速度計(jì)使用各種壓電傳感元件，壓阻式傳感元件，電容式傳感元件。但這些不同的傳感技術(shù)并不能提供同一層次的傳感性能。

我們公司的Colibrys加速度計(jì)是基于硅MEMS電容傳感器基礎(chǔ)上的（圖1）。在低頻測(cè)量上（typ.zui高1k赫茲@5%），本電容傳感器在可靠性，長期穩(wěn)定性，信噪，穩(wěn)健性，大小，以及電耗方面都能提供比其他技術(shù)更高的性能。

圖1：MEMS電容式加速度

運(yùn)動(dòng)傳感器在鐵路技術(shù)領(lǐng)域得到了很多的應(yīng)用。經(jīng)典案例如，提供安全與舒適的轉(zhuǎn)向架監(jiān)控和診斷系統(tǒng)，改進(jìn)乘客舒適度的高速列車傾斜控制系統(tǒng)，磁懸浮列車的位置監(jiān)控（圖2），控制系統(tǒng)，狀態(tài)與使用監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS），運(yùn)輸中的沖擊監(jiān)控，提供安全與維護(hù)的列車定位和鐵路軌道監(jiān)控系統(tǒng)。

圖2：磁懸浮列車

運(yùn)動(dòng)傳感器在鐵路技術(shù)市場(chǎng)有很多發(fā)展機(jī)會(huì)。我公司代理的Colibrys MEMS電容式加速度計(jì)在惡劣環(huán)境中的高可靠性已經(jīng)得到了*，并且順利地通過了安全關(guān)鍵鐵路應(yīng)用認(rèn)證。MEMS電容式加速度計(jì)的一個(gè)zui重要的整合就是高速列車的傾斜轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)。在很多國家，擺式列車已經(jīng)出現(xiàn)并已被使用多年（圖3）。其他發(fā)展機(jī)會(huì)包括一切關(guān)于橫滾震動(dòng)測(cè)量的應(yīng)用。例如，檢測(cè)轉(zhuǎn)向架的不穩(wěn)定性（圖4），脫軌，主軸支承和車輪狀況。

圖3：擺式列車圖4：轉(zhuǎn)向架

我公司代理的Colibrys產(chǎn)品提供兩種用于鐵路應(yīng)用的加速度計(jì)，它們是VS9000系列和MS9000系列。

VS9000產(chǎn)品專為震動(dòng)傳感而設(shè)計(jì)，它需要高帶寬，擴(kuò)充域，外型小，信號(hào)的條件。通常，本系列產(chǎn)品覆蓋±2g to ±200g的范圍，提供從DC到1k赫茲的不變頻率響應(yīng)（<5% variation）。MS9000系列產(chǎn)品專為要求長期穩(wěn)定的慣性傳感而設(shè)計(jì)。兩個(gè)系列的產(chǎn)品都用新的小型LCC20包裝來包裝（9mm x 9 mm）。

規(guī)格說明

加速度計(jì)	范圍
MS9000	± 2g to 200g
VS9000	± 2g to 200g

工作原理介紹

VS9000和MS9000傳感器使用一個(gè)電源電壓（在2.5V和5.5V之間）工作，電流消耗?。?/span>< 0.5mA，5V時(shí)）。輸出是比率模擬電壓，在5V電壓上和全程加速度范圍內(nèi)它在0.5V和4.5V內(nèi)變化。保持電源電壓的穩(wěn)定是非常重要的，因?yàn)槿魏尾环€(wěn)定性都會(huì)直接轉(zhuǎn)移到輸出。

該傳感器被*包裝在一個(gè)20針的LCC標(biāo)準(zhǔn)陶瓷外殼里：LCC20；保證了完整的封閉性。工作溫度范圍：-55°C到+125°C，抗震動(dòng)達(dá)6000g且性能不受損。需要更多技術(shù)信息，請(qǐng)參見相關(guān)指標(biāo)和產(chǎn)品說明。

主要指標(biāo)	包裝
長期穩(wěn)定性	LCC20
帶寬> 1 k赫茲@5%	LCC20

MEMS電容式加速度計(jì)特別適合大多數(shù)國家快速成長的鐵路市場(chǎng)，以及新一代的高速火車的配置，它們當(dāng)中越來越多都配備了車載安全控制設(shè)備，并要求可靠的高精度加速度計(jì)。

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