如何利用模态分析设计优质的振动传感器外壳

作者：ADI系统应用工程师Richard Anslow

振动传感器是协助工业设备诊断故障，提供预测性防护的关键器件。不过你可能不知道，影响提取高质量CbM振动数据的，还有振动传感器的外壳。因为用于封装MEMS加速度计的外壳，需要具备比集成式MEMS更出色的频率响应才行。对此，ADI利用模态分析，通过理论和ANSYS模态仿真示例，可以出色解决振动传感器外壳设计难题，进而为获得更多有效振动数据提供可靠保障。

什么是模态分析，为什么它如此重要？

模态分析，是研究机械设备结构振动特性的基本方法，是设计出优质机械外壳的必要条件。一般来说，MEMS振动传感器的封装采用钢材或铝材外壳，能够牢固连接在受监测资产上，并提供防水和防尘性能(IP67)。而良好的金属外壳设计，是确保从资产中测量出高质量振动数据的重要因素。

使用模态分析时，最主要的问题是要避免谐振，此时结构设计的固有频率与施加的振动负载的固有频率非常接近。对于振动传感器，外壳的固有频率必须大于由MEMS传感器测量的所施加振动负载的固有频率。通过模态分析，可以提供设计的固有频率和正常模式（相对变形）。

ADXL1002 MEMS加速度计的频率响应图如图1所示。ADXL1002 3dB带宽为11kHz，提供21kHz谐振频率。用于封装ADXL1002的保护外壳需要具有21kHz或更高的首级固有频率。

下载全文：

259681