주파수분석 (Frequency analysis)-주파수분석을 하는 이유?

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어떤 냄새나 다른 반사반응을 보이고 있는 화학물질이나 움직이고 있는 물체, 소리를 내고 있는 객체 그리고 다른 색깔로 반응하는 것 등의 공통점은 인간의 감각으로 어느 정도 차이를 구분할 수 있다는 점이다. 인간이 구분할 수 있는 것은 대체로 센서라는 것을 통해서 분별할 수 있으며 그 이유는 일정한 패턴이 있기 때문이다. 이 패턴을 통해서 시간과 공간에 따른 발생의 어떤 규칙적인 것이라는 것을 이해하고 그 패턴을 찾을 수 있다.

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Frequency analysis-규칙을 찾다.

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주파수(Frequency)는 1초당 발생하는 반복의 수(헤르쯔, Hz)를 말한다. 참고로 RPM은 1분당 발생하는 반복수이며, 한 번 반복할 때의 시간은 주기라고 하므로 주파수는 주기의 역수이기도 하다.

진동과 소음의 분야에서 본다면 넓은 주파수 대역에 걸쳐 측정된 하나의 진동값 또는 소음값을 제시하는데 이를 Overall 또는 Allpass라고 한다. 그러나 광대역 신호를 이루는 각 주파수 성분을 알기 위해서는 주파수분석이라는 것을 실시한다. 주파수 분석은 ‘필터’라는 것을 사용하는데 일정한 대역폭(Constant Bandwidth)이나 일정비율 대역폭(Percentage)으로 구분된다.

일정비율 대역폭은 주로 Octave를 말하며 사람이 일정비율로 인식하기 때문에 소음분석에 많이 사용된다 반면에 일정 대역폭은 정확한 원인을 찾기 위한 값을 읽는 것이 필요한 기계진동분석, 설비진단 등에 많이 사용되고 있으므로 대역폭이 작을수록 정밀하다. 다시 설명하면 측정된 1초당 반복된 값들을 필터에 통과시키면 1초에 100번 반복한 것, 3번 반복한 것, 235번 반복한 것 등으로 동시에 표시되어 측정된 현상의 고유한 패턴을 동시에 알 수 있는 것이다.

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정리해보면 주파수분석은 시간에 따른 패턴을 읽는 것이며 발생원인을 정확히 찾고 적절한 대책을 수립하기 위한 근본자료로 활용되는데 그 사용의 이유가 있다.