진동센서에서 감도는 무엇인가? (Vibration Transducer Sensitivity)

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센서에서는 물리적인 신호인 진동을 전기적인 신호(Voltage or Current)로 변환해주어야 계측기에서 물리적인 신호의 크기와 위치로 환산할 수 있다. 따라서 측정하고자 하는 위치에 닿는 그 것은 사실 ‘센서’가 아닌 ‘변환기(Transducer)’라고 명칭하는 것이 맞다. 이 트랜스듀서(진동센서)의 종류와 진동의 진폭단위는 물리단위와 똑같이 구분되는데 그 값이 변위의 변화에 비례하는 것, 속도의 변화 그리고 가속도의 변화에 따라 비례하는 것으로 각각 존재한다.

진동센서(Vibration Transducer)의 감도

진동측정을 위해서 반드시 갖춰야 하는 것 중에서 센서의 선택을 빼놓을 수 가 없는데 센서를 선택하는 가장 첫 번째 기준은 감도(Sensitivity)일 것이다. 그리고 두 번째 기준은 센서의 선형성이 해당된다. 우선, 진동센서의 감도에 관한 사용 예를 정리하면 다음과 같다.

가속도센서(Accelerometer)는 사용이 매우 보편적이고 측정방법이 편리하여 매우 다양하게 사용되고 있으며 변위센서(Proximity probe)는 대형고속 슬리브베어링 타입의 실시간 모니터링시스템에 주로 사용된다. 속도센서(Velocity transducer)는 특정대역(10Hz이하)에 고유주파수가 있어서 사용이 제한적이고 매우 정밀하지만 고가이므로 사용이 보편적이지 못하다. 진동센서는 대체적으로 감도가 좋을수록(높을수록) 저주파 진동의 취득측정이 좋고 크기가 크고 가격이 비싸고 대신에 고주파 측정은 선형성이 좋지 못하다. 반면에 감도가 낮을수록 동적범위(Dynamic range)가 크고 센서의 크기가 작고 매우 고주파까지 선형성(Linearity)이 좋은 편이다. 여기서 감도는 센서의 최대진폭측정능력(동적범위)과도 관련이 있는데 예를 들어 5V의 출력을 가지는 센서이고 감도가 100mV/g라면 50g까지 측정할 수 있다는 뜻이다. 다시 말하면 측정하려는 진동이 50g이상으로 크게 나타나고 있었다면 하드웨어에서 구현되지 않으므로 소프트웨어에서도 보이지 않는 값(Over range)의 영역이 된다. 즉, 50g이상은 측정할 수 없다는 것을 의미한다.

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