진동 센서란?(Vibration Sensor, Transducer), Closed Loop Control 제어

 

목차

 

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진동 센서란?(Vibration Sensor, Transducer)

 

진동 센서는 물리적인 진동을 전기 신호로 바꾸는 장치입니다. 이 센서들은 테스트하려는 장치(DUT)나 진동 테이블에 부착되어 진동을 감지하고 이 데이터를 제어 시스템에 보냅니다. 

 

이 센서들은 종종 '트랜스듀서(Transducer)'라고도 불리는데, 기술적으로는 약간의 차이가 있습니다. 센서는 감지하고 반응하는 반면, 트랜스듀서는 에너지를 다른 형태로 변환합니다. 그럼에도 불구하고, 이 두 용어는 센싱 장치를 묘사하는 데 서로 바꿔서 사용되곤 합니다.

 

가장 일반적인 진동 센서는 가속도를 측정하는 가속도계(Accelerometer, 위 그림 참조)입니다만, 테스트의 유형과 목표에 따라 다른 센서를 사용할 수도 있습니다. 예를 들어 힘(Force), 압력(Pressure), 위치 등을 측정하는 센서들이 있습니다.

 

대부분의 센서는 스스로 전압을 생성하지 않고 외부에서 전기적 자극(입력)을 받아야 합니다. 예를 들어, 압전 가속도계 내의 물질은 받는 힘에 비례하는 전기 충전을 생성합니다. 자극이 필요한 센서는 '능동적(active)'이라고 하고, 스스로 전기적 출력 신호를 생성하는 센서는 '수동적(passive)'이라고 합니다.

 

센서의 출력 신호는 대체로 약하기 때문에, 이 신호를 처리하여 측정에 적합하도록 만드는 회로가 필요합니다. 이러한 신호 처리 방법에 대해서는 추후 '필터링/신호 조절' 파트에서 더 자세히 배울 수 있습니다.

 

 

 

Closed Loop Control

 

 

'Closed loop control'은 시스템의 출력을 지속적으로 모니터링하고 제어하여 원하는 결과를 얻는 방식입니다. 진동 테스트에서 closed loop control은 센서를 사용하여 진동의 실시간 데이터를 측정하고, 이 데이터를 통해 시스템이 설정된 목표 진동 수준을 유지하도록 조정합니다.

 

이러한 제어 시스템은 다음과 같은 단계로 이루어집니다.

 

1. 목표 설정: 먼저, 원하는 진동 수준(진폭, 주파수 등)을 설정합니다. 이 설정은 특정 테스트 요구 사항이나 제품 사양에 따라 결정됩니다.
2. 감지 및 측정: 진동 센서(가속도계 등)가 테스트 중인 대상 또는 진동 테이블에 부착되어 실시간으로 진동 데이터를 측정합니다.
3. 피드백: 측정된 진동 데이터는 제어 시스템으로 전송됩니다. 제어 시스템은 이 데이터를 목표 값과 비교합니다.
4. 조정: 만약 측정된 진동이 목표 진동과 다르면, 제어 시스템은 이 차이를 바탕으로 진동을 생성하는 장치(예: 진동 테이블이나 셰이커)의 출력을 조정합니다.
5. 반복: 이러한 피드백 루프는 지속적으로 반복되며, 시스템은 계속해서 자체를 조정하여 목표 진동 수준에 도달하고 유지하도록 합니다.

 

이 과정을 통해 테스트 엔지니어는 진동 테스트를 원하는 매개변수로 제어할 수 있으며, 과도하거나 부족한 테스트를 방지할 수 있습니다. 적절한 센서 없이는 데이터가 정확하지 않거나 중요한 사건을 간과할 수 있기 때문에, 테스트 엔지니어는 이 장비를 이해하고 올바르게 사용하는 것이 매우 중요합니다.

 

진동 센서의 선택은 응용 분야에 따라 다르며, 환경 조건, 측정 범위, 감도, 주파수 응답 등을 고려해야 합니다. 예를 들어, 고온이나 습한 환경에서는 이러한 조건을 견딜 수 있는 센서를 선택해야 합니다. 또한, 데이터의 정밀도와 신뢰성을 높이기 위해서는 센서의 정확한 설치와 보정이 매우 중요합니다.

 

진동 데이터를 분석하고 이해하는 것은 예측 유지보수, 제품 품질 테스트, 그리고 구조적 건전성 평가 등 다양한 분야에서 필수적입니다. 예를 들어, 기계가 특정 진동 패턴을 보일 때 이를 분석하여 곧 발생할 수 있는 고장을 예측하고, 미리 조치를 취할 수 있습니다.

 

진동 센서의 발전으로 이제 무선 센서 네트워크를 사용하여 원격으로 데이터를 수집하고, 실시간으로 모니터링하는 것도 가능해졌습니다. 이를 통해 테스트 엔지니어와 유지보수 팀은 보다 효율적으로 작업을 수행할 수 있습니다.

 

 

팜테크에서는 진동 시험을 위한 모든 시스템의 장비를 제공하고 있습니다. 온사이트 교육 및 오프라인 교육을 진행하고 있으니 관련해서 문의 사항 있으시면 아래 연락처 또는 홈페이지에 문의 남겨 주시면 됩니다.