Srovnání akcelerometrů pro frekvenční analýzu vibrací v prediktivní údržbě

Abstract

Tato bakalářská práce porovnává dva digitální MEMS akcelerometry, ADXL372 a KX134-1211, z hlediska vhodnosti pro frekvenční analýzu vibrací v prediktivní údržbě. Pro oba senzory byly implementovány ovladače, měřicí aplikace komunikující přes rozhraní SPI s mikrokontrolérem NXP MCXN947 a aplikace pro výpočet 2048bodové FFT pomocí hardwarového akcelerátoru PowerQuad. Statické měření odhalilo u senzoru ADXL372 parazitní tóny způsobené křemíkovou anomálií er003 a kvantizační krok 100 mg/LSB. Senzor KX134-1211 podobné anomálie nevykazuje a jeho kvan- tizační krok je přibližně padesátkrát jemnější (1,953 mg/LSB). U tohoto senzoru byl identifikován diskrétní artefakt vázaný na periodu dávkového čtení FIFO, který byl vhodnou konfigurací hodino- vého signálu SPI potlačen pod úroveň šumu. Pro frekvenční analýzu vibrací v prediktivní údržbě je vhodnější senzor KX134-1211.

This bachelor thesis compares two digital MEMS accelerometers, the ADXL372 and KX134-1211, in terms of their suitability for vibration frequency analysis in predictive maintenance. Drivers, measurement applications communicating via SPI with an NXP MCXN947 microcontroller, and an application for computing a 2048-point FFT using the PowerQuad hardware accelerator were imple- mented for both sensors. Static measurements revealed that the ADXL372 exhibits spurious tones caused by silicon anomaly er003 and a quantization step of 100 mg/LSB. The KX134-1211 does not exhibit such anomalies and its quantization step is approximately fifty times finer (1.953 mg/LSB). A discrete artifact linked to the batch FIFO readout period was identified in this sensor and sup- pressed below the noise level by selecting an appropriate SPI clock configuration. The KX134-1211 is more suitable for vibration frequency analysis in predictive maintenance.