如何选择振动传感器
How to Choose a Vibration Sensor
振动监测三主流：IEPE（压电）、MEMS、伺服加速度。选错量程或类型，要么削顶要么噪声淹没信号。本文给选型框架。
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三种原理
- IEPE（压电，内置电荷放大）：工业旋转机械故障诊断主力，频带宽（0.5 Hz~10 kHz+）、量程大、稳定。需恒流源供电，怕高温高湿。
- MEMS 加速度：小、便宜、数字接口、低功耗，适合长期结构健康监测与物联网。低频好（可到 0 Hz），但噪声与温漂比 IEPE 大，高频上限低（通常 <5 kHz）。
- 伺服/力平衡加速度：高精度、极低噪声、低频极好（地震、微振动），贵、脆、功耗高。
选型维度
| 维度 | IEPE | MEMS | 伺服 |
|---|---|---|---|
| 频率范围 | 宽（高频优） | 中低频 | 极低频优 |
| 量程 | 大（数十 g） | 中（数 g~数十 g） | 小（数 g） |
| 噪声 | 低 | 中 | 极低 |
| 功耗 | 中（恒流源） | 低 | 高 |
| 成本 | 中高 | 低 | 高 |
| 场景 | 旋转机械诊断 | 结构健康监测/物联网 | 地震/微振动 |
决策
- 旋转机械故障诊断（轴承、齿轮、不平衡） → IEPE，配合包络解调与频谱，关注特征频率。
- 桥梁/建筑长期模态监测 → MEMS（低功耗、数字、长期），关注低频模态（0.1~10 Hz）。
- 地震/强震/微振动 → 伺服加速度或专业地震仪。
- 预测性维护物联网节点 → MEMS（省电、够用）。
五个必查
- 量程：冲击工况留 2~3 倍余量，否则削顶（信号被截断）。
- 频率匹配：关心的最低/最高频率落在传感器平坦区。
- 安装共振：传感器自身共振频率应远高于关心频率（磁吸/胶粘/螺栓安装，磁吸高频会掉）。
- 温湿度：IEPE 怕高温高湿，户外要防护。
- 同步：多通道振动需同步时钟，否则相位差毁掉模态分析。
常见误用
- 用 MEMS 去做高频轴承诊断，高频成分被滤掉。
- 量程选小，冲击削顶，特征频率看不清。
- 磁吸安装在高频场景，安装共振吃掉信号。