Ski slope현상

현실적인 진동측정방법에서 저주파의 진동을 측정하는 것에는 많은 물리적인 장애사항이 있고 계측기나 센서의 특성에서 그 한계를 경험할 수 있다. 특히 일반적인 피에조형 가속도센서를 이용하여 측정한 값을 변위로 환산하려 하는 경우에 저주파를 제대로 확인할 수 있다고 하는 것은 매우 특별한 기술(고감도 센서사용, 아날로그 적분회로, SST기술 등)을 요구하며 진동계에서 이를 환산하여 확인한다는 것은 그 만큼 부정확하다고 할 수 있다. 문제는 가속도를 측정하여 속도로 적분한 다음 물체의 진동을 평가하는 점인데 이는 매우 보편적이므로 저주파의 한계를 알고 설정해야 하는 방법을 알고 주의해야 할 것이다.

저주파 display한계-ski slope

Spectrum의 Ski slope현상이란 저주파의 대역에 활강스키출발대처럼 큰 진폭으로 형성되어 있는 측정오류 구간을 말한다. 대부분의 계측기 화면은 Auto ranging되어 있으므로 자동으로 진폭의 최대값을 최적으로 맞추어 보게 하는데 이 ski-slope현상으로 인해서 원하는 주파수의 진폭이 너무 작아서 제대로 보기어렵고 전체 진동량(Overall)에도 합산의 오류가 생기게 된다. 따라서 계측기별로 기본적으로 그 표현의 한계를 한정하거나 수동으로 설정할 수 있는데 이 한계선을 Low frequency cutoff 주파수라고 한다. 이 것을 설정하고 측정하면 화면에 오류가 표기되지 않고 진동량에 합산되지도 않게 된다. 그러나 그 이하 저주파는 볼 수 없다.

Ski-slpoe현상의 발생원인은 다음과 같이 정리할 수 있다.

1. 가속도센서의 특성(저주파 한계)와 적분(Integration)상수 환산 오류로 인해 발생

(매우 적은 진폭이나 그 만큼 작은 진폭의 주파수를 확인할 경우 구분이 불가함, 가속도센서의 감도를 높은 것으로 사용하고 아날로그 적분을 수행할 것)

2. 충격파형의 혼입으로 인한 Overload-기어박스의 과도한 충격이나 유체의 Cavitation 등이 크게 발생하는 경우에 충격파형은 신호의 내부변조(Intermodulaton)에 의해 주파수의 Floor noise를 형성한다.  

매우 큰 값의 Ski slope 진폭이 발생한다. 이 때에는 cut off freq설정으로 High pass filter를 사용한다.

3. 외부의 신호가 함입될 수 있다. 저주파를 포함한 외부신호가 혼입되어 측정이 되면 이렇게 나타날 수 있다. 케이블의 고정불량에 의한 노이즈 등도 측정시 반드시 확인해보아야 한다.

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