Rilevamento delle vibrazioni triassiale compatto per il monitoraggio delle condizioni

Un nuovo sensore MEMS di vibrazione a 3 assi di STMicroelectronics integra misurazione multiassiale, ampia larghezza di banda ed elevata stabilità termica per il monitoraggio delle condizioni in apparecchiature industriali e sistemi di elettronica di potenza automobilistica.

Integrazione di progetto e ambiti applicativi
L’IIS3DWBG1 combina il rilevamento delle vibrazioni su tre assi in un unico dispositivo digitale, riducendo il numero di componenti e semplificando la progettazione del sistema in applicazioni quali motori intelligenti, riduttori e sistemi di trazione automobilistici. Consolidando le funzioni di sensorizzazione, il dispositivo contribuisce a una supply chain digitale più efficiente grazie alla riduzione della distinta base e della complessità di assemblaggio.

Il package compatto LGA-14L da 2,5 mm × 3 mm consente il posizionamento vicino ai punti critici di misura, fondamentale per una diagnostica delle vibrazioni accurata. Questo è particolarmente rilevante nei sistemi di monitoraggio delle condizioni industriali, dove la posizione del sensore influisce direttamente sulla qualità delle misure. Il dispositivo opera in un intervallo di temperatura da −40 °C a 125 °C, risultando idoneo per ambienti impegnativi come powertrain ibridi e moduli di elettronica di potenza.

Prestazioni di misura e capacità diagnostiche
Il sensore offre una risposta in frequenza piatta da DC a oltre 6 kHz (−3 dB), consentendo di rilevare sia vibrazioni strutturali a bassa frequenza sia segnali ad alta frequenza associati a guasti in fase iniziale. Una densità di rumore di 75 µg/√Hz in modalità triassiale permette il rilevamento di vibrazioni di ampiezza molto ridotta, tipiche di fenomeni come usura dei cuscinetti, disallineamenti o allentamenti meccanici.

Queste caratteristiche consentono il monitoraggio non solo di macchinari rotanti, ma anche di componenti elettromeccanici come bobine, trasformatori, sbarre collettrici, connettori e condensatori snubber. Nelle applicazioni automobilistiche, ciò estende la diagnostica agli inverter di trazione e ad altri moduli di potenza, supportando strategie di manutenzione predittiva all’interno dell’ecosistema dati automotive.

Stabilità e funzionalità integrate
L’IIS3DWBG1 mantiene una sensibilità stabile lungo tutto l’intervallo di temperatura operativa, eliminando in molte applicazioni la necessità di calibrazione finale. Questo riduce i tempi di messa in servizio e semplifica l’implementazione in installazioni industriali su larga scala.

Le funzionalità digitali integrate includono filtri passa-basso e passa-alto configurabili con frequenze di taglio selezionabili, una memoria FIFO integrata, generazione di interrupt, sensore di temperatura e funzione di autodiagnostica. Queste capacità permettono il pretrattamento dei dati direttamente nel sensore, riducendo il carico computazionale sul sistema host e facilitando l’analisi edge.

Affidabilità e benefici a livello di sistema
Il sensore è progettato per resistere a elevati shock meccanici, risultando adatto ad ambienti industriali e automobilistici gravosi. Il basso consumo energetico lo rende inoltre idoneo per sistemi di monitoraggio alimentati a batteria, dove è richiesta un’elevata autonomia operativa.

Combinando rilevamento multiassiale, ampia banda e funzionalità integrate in un formato compatto, il sensore consente una rilevazione precoce dei guasti e una pianificazione della manutenzione più efficiente. Ciò contribuisce a ridurre i tempi di fermo e a migliorare la prevedibilità operativa sia nei sistemi industriali sia nei veicoli elettrificati.

Modificato dalla giornalista industriale Sucithra Mani con l’assistenza dell’IA.

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