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新型MEMS加速度计MS9000在高速铁路上的应用

北京耐威时代科技有限公司致力于惯性测量和卫星导航技术的开发和产品推广，为顾客提供定位、定向、测姿、导航的解决方案和高性价比产品。我们的主要产品有惯性测量单元、定位定向测姿系统、组合导航系统、方位姿态参考系统、水平姿态仪、倾角传感器、电子罗盘、光纤陀螺仪、微机械陀螺仪、加速度计、磁场计、高动态GPS接收机、高精度RTK测量产品等。

我公司长期代理瑞士Colibrys公司的VS9000和MS9000加速度计系列产品。该产品主要应用于铁路技术领域。

首先，我们先来了解一下加速度计传感器。加速度计传感器可探测各种形式的机械运动，包括惯性力，倾斜，震动，冲击。各种类型的加速度计使用各种压电传感元件，压阻式传感元件，电容式传感元件。但这些不同的传感技术并不能提供同一层次的传感性能。

我们公司的Colibrys加速度计是基于硅MEMS电容传感器基础上的（图1）。在低频测量上（typ.zui高1k赫兹@5%），本电容传感器在可靠性，长期稳定性，信噪，稳健性，大小，以及电耗方面都能提供比其他技术更高的性能。

图1：MEMS电容式加速度

运动传感器在铁路技术领域得到了很多的应用。经典案例如，提供安全与舒适的转向架监控和诊断系统，改进乘客舒适度的高速列车倾斜控制系统，磁悬浮列车的位置监控（图2），控制系统，状态与使用监控系统（HUMS），运输中的冲击监控，提供安全与维护的列车定位和铁路轨道监控系统。

图2：磁悬浮列车

运动传感器在铁路技术市场有很多发展机会。我公司代理的Colibrys MEMS电容式加速度计在恶劣环境中的高可靠性已经得到了*，并且顺利地通过了安全关键铁路应用认证。MEMS电容式加速度计的一个zui重要的整合就是高速列车的倾斜转向架系统。在很多国家，摆式列车已经出现并已被使用多年（图3）。其他发展机会包括一切关于横滚震动测量的应用。例如，检测转向架的不稳定性（图4），脱轨，主轴支承和车轮状况。

图3：摆式列车                                    图4：转向架

我公司代理的Colibrys产品提供两种用于铁路应用的加速度计，它们是VS9000系列和MS9000系列。

VS9000产品专为震动传感而设计，它需要高带宽，扩充域，外型小，信号的条件。通常，本系列产品覆盖±2g to ±200g的范围，提供从DC到1k赫兹的不变频率响应（<5% variation）。MS9000系列产品专为要求长期稳定的惯性传感而设计。两个系列的产品都用新的小型LCC20包装来包装（9mm x 9 mm）。

规格说明

工作原理介绍

VS9000和MS9000传感器使用一个电源电压（在2.5V和5.5V之间）工作，电流消耗小（< 0.5mA，5V时）。输出是比率模拟电压，在5V电压上和全程加速度范围内它在0.5V和4.5V内变化。保持电源电压的稳定是非常重要的，因为任何不稳定性都会直接转移到输出。

该传感器被*包装在一个20针的LCC标准陶瓷外壳里：LCC20；保证了完整的封闭性。工作温度范围：-55°C到+125°C，抗震动达6000g且性能不受损。需要更多技术信息，请参见相关指标和产品说明。

MEMS电容式加速度计特别适合大多数国家快速成长的铁路市场，以及新一代的高速火车的配置，它们当中越来越多都配备了车载安全控制设备，并要求可靠的高精度加速度计。