[사인 진동 시험] Sine Tracking Filter의 특징 및 정의(Vibration Test)

 

목차

 

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Sine Tracking Filter의 특징 및 정의

 

트래킹 필터에 대해 이해하기 쉽게 설명하자면, 사인 진동 시험 중에 사용되는 특별한 도구로 생각할 수 있습니다. 이 시험에서는 특정 주파수에서 장비나 기계가 어떻게 반응하는지 측정하는 것이 목표입니다. 하지만 우리가 관심 있는 주파수의 신호 외에도 여러 노이즈와 다른 주파수의 진동들이 섞여 들어 옵니다. 이때 트래킹 필터의 역할이 중요해집니다. 이 필터는 불필요한 신호를 걸러내고 원하는 주파수의 진동만을 정확하게 추출해내는 작업을 합니다.

 

트래킹 필터를 사용함으로써, 우리는 보다 정확한 진동 측정 값을 얻을 수 있습니다. 이 필터에는 다양한 설정이 가능한데, 그 중에서도 대역폭이 중요한 설정 포인트 중 하나입니다. 좁은 대역폭의 필터를 사용하면, 매우 정밀한 필터링이 가능해져서 원하는 신호만을 깨끗하게 추출할 수 있습니다. 이는 특히 진동이 갑자기 커지는 지점, 즉 공진점에서 매우 유용합니다. 하지만 이렇게 세밀한 필터링을 위해서는 더 많은 시간이 필요하게 됩니다.

 

반면에, 넓은 대역폭의 필터를 사용하면, 처리 속도는 빨라지지만, 그만큼 불필요한 신호도 일부 함께 통과시킬 위험이 있습니다. 이는 낮은 주파수의 진동을 포착하고 싶을 때 유용할 수 있습니다.

 

이렇게 필터의 대역폭을 조절함으로써, 우리는 필터의 반응 시간과 필터링의 정확도 사이에서 균형을 찾아야 합니다. 좁은 대역폭은 높은 정확도를 의미하지만 반응 시간이 느려지고, 반대로 넓은 대역폭은 반응 시간을 단축시키지만 정확도가 떨어질 수 있습니다. 따라서 진동 시험의 목적과 요구 사항에 따라 적절한 대역폭을 선택하는 것이 중요합니다. 이런 방식으로 트래킹 필터는 진동 시험에서 매우 중요한 역할을 하며, 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해 필수적인 도구입니다.

 

 

 

 

Sine Tracking Filter 예제

 

 

 

위 그림의 예제는 Sine Sweep 진동 시험입니다. 10Hz에서 1G의 사인파(Sine tone)이 출력되게 되어 있습니다. 하지만 응답에서 50Hz에서 0.3의 Noise와 100Hz에서 0.5G의 Harmonic 성분이 발생했다고 가정하겠습니다.

 

제어기는 해당 파형을 제어할때 RMS 값을 사용합니다. 즉, 앞서 발생한 성분들이 10Hz 출력에 영향을 주게 됩니다. 

 

 

 

 

그림은 VibrationVIEW의 Sine 진동 시험 설정 화면입니다. Input Filter Parameters를 통해 Tracking Filter를 설정합니다. 해당 값을 설정함으로서 주변 노이즈를 차단하고 시험의 목적에 맞는 특정 Demand에 맞춘 Sine Tone을 출력할 수 있게 됩니다.

 

Tracking Filter의 가장 큰 특징은 아래와 같습니다.

 

 

Tracking filter response time and BW are inversely proportional.

• 1/TFBW = minimum RT in seconds.
• 1/RT = narrowest TFBW

간단히 설명하면 Filter의 사이즈 작아지면 주파수의 정밀도가 높아지고 이에 대한 응답에 대한 시간의 간격이 커지게 됩니다. 이는 FFT의 수식의 원리에 의해 결정된 요소입니다.

 

 

 

 

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