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안녕하세요, KOLAS 인정 국가교정기관 한국캘랩(주)​입니다 :)

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당사는 계측기/측정기 전문 교정기관으로 교정 성적서, 시험성적서를 발급하는 업체이며, 인가 항목수 260 항목으로 국내 TOP3 규모의 전문 교정기관입니다.

오늘은 진동 분야 중​ 진동변환기에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

▶ 진동 변환기(가속도계)란?

진동변환기란 속도의 변화(가속도)를 측정하는 센서의 총칭을 말합니다. 주로 압전형 가속도계(Piezoelectric Accelerometer) 와 정전용량형 가속도계 (Capacitive Accelerometer)를 많이 사용합니다.

▶ 압전형 가속도계와 정전용량형 가속도계

◉ 압전형 가속도계

압전(Piezo)이란? 말 그대로 압력이 가해지면 전기가 발생하는 것을 말합니다. 압전소자(Piezoelectric materials)는 압전성이 뛰어난 PZT (티탄산 지르콘산연 이라는 화합물의 약자)를 사용하고, 전기신호의 출력 방식에 따라 전하(Charge) 타입과 전압(Voltage) 타입으로 나누어집니다. 전하 타입(차지 타입)은 신호를 증폭시켜 줄 증폭기(Amplifier)가 시스템 외부에 구성되기 때문에 고온에 견딜 수 있는 이점이 있습니다.

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◉ 정전용량형 가속도계

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기술로 만들어진 대표적인 MEMS 센서입니다. 고정된 판과 외력에 의해 움직일 수 있는 판 사이의 전하량 변화를 통해 가속도를 측정할 수 있습니다. 압전형 가속도 센서와 가장 큰 차이점은 주파수 대역에 대해 일정한 전기적 신호 출력이 가능하다는 점입니다.

▶ 진동 변환기(가속도계) 측정 시 주의 사항

◉ 감도

가속도 센서를 선택하는 과정에서 큰 부분을 차지하고 있는 것이 감도(Sensitivity)입니다. 센서가 받는 가속도의 크기가 일정하다면 주파수가 달라진다 하더라도 가속도 센서는 그 센서가 갖는 성질에 준해 낮은 주파수에서 높은 주파수 대역까지 일정한 출력을 발생시킵니다. 출력값의 크기를 위해서는 압전체의 크기가 증가하므로 그 결과 가속도 센서의 질량을 높이게 되고 그로 인해 측정점에서의 진동의 크기와 주파수를 변화시키므로 절충안에서의 조율이 필요합니다.

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◉ 측정 범위

측정 범위는 측정할 수 있는 진폭의 범위를 말하며 감도에 비례한 특성을 가지고 있습니다. 일반적으로 측정 범위보다 약 20% 여유롭게 사용하는 것이 좋습니다.

◉ 주파수 범위

주파수 범위는 측정할 수 있는 대역을 뜻합니다.

◉ 무게

가속도계의 무게는 진동 특성에 영향을 주는 인자로써 반드시 확인해야 합니다. 특히 초소형 부품의 진동을 측정하는 경우, 대상체 무게에 10%를 넘지 않도록 주의해야 하며 그 밖에 설치할 환경과 대상체에 따라 축(axis)의 수, 온도, 방수 조건, 케이블의 길이 등을 추가적으로 고려해야 합니다.

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◉ 횡단 민감도(Transverse Sensitivity)

<그림 2>와 같이 가속도 센서가 횡단 가속도를 받고 있을 때 주축 방향에서 측정 된 가속도의 백분비를 횡단 민감도의 비율이라고 합니다. 주축 방향에서 벗어난 형태는 <그림 2>와 같이 중심축에서 벗어날수록 큰 오차율을 보이며 기준용 가속도계는 2~3 % 이하입니다. 일반적으로 사용되는 가속도 센서는 5 % 이하 정도입니다.

▶ 진동 변환기(가속도계) 측정 방법

그림 4와 같이 교정대상 기기인 진동 변환기(A)를 표준 진동변환기(B)와 단단히 고정 후 비교 측정을 진행합니다.

*한국캘랩은 해당 측정, 분석 및 오랜 경험을 바탕으로 서비스를 제공하고 있으며 정확하고 신속한 교정 서비스로 많은 신뢰를 얻고 있는 종합 교정기관입니다.