고전 충격 시험의 제어·분석 기법

이제 일반적인 충격 펄스와 충격 시험을 실행하는 데 필요한 기계에 대해 논의했으므로 시험 중에 유용할 수 있는 몇 가지 추가 기술은 다음과 같습니다.

필터링을 사용하여 속도 및 변위 결정

엔지니어는 충격 시험로 생성된 속도와 변위를 확인하려는 경우가 많습니다. 가속도가 기본 측정인 경우 추가 필터를 사용하여 가속도 신호를 속도에 통합하고 신호를 변위에 이중 통합할 수 있습니다. 그러나 이 필터링 방법은 속도와 변위 값에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 데이터를 수집할 때 엔지니어는 계산에 포함된 극저주파 성분을 최소화하기 위해 필터 설정을 변경해야 할 가능성이 높습니다. 저주파 성분으로 인해 속도 및 변위 계산이 달라질 수 있습니다. 이런 일이 발생하면 계산은 시간 그래프에서 "wander"로 표시됩니다.

이 저주파 콘텐츠는 시험이 여러 펄스를 실행할 때 특히 눈에 띕니다. 변위 대 시간 그래프의 제어 추적은 수요선과 동일한 모양을 가지며 동일한 지점에서 시작되지만 어떤 각도에서 오프셋된 것처럼 보입니다. 전체 모양은 동일하게 유지되더라도 펄스 간에 각도가 변경됩니다. 이는 극도로 낮은 주파수 성분을 더 많이 제거하려면 고역 통과 통합 필터를 조정해야 함을 나타냅니다.

통합 필터의 차단 주파수를 높이면 저주파 성분이 제거됩니다. 이렇게 하면 DC 오프셋이나 기타 스펙트럼 "블리딩" 문제의 영향 없이 속도와 변위를 보다 현실적으로 표현할 수 있습니다. 충격 분석을 위한 다양한 도구를 조사할 때 통합 필터(및 속도 또는 변위 센서를 사용하는 경우 차별화)를 조작하는 기능을 고려하는 것이 중요합니다.

충격 시험 및 고주파 소음

충격 시험에서는 파형 분석에 영향을 줄 수 있는 고주파 노이즈가 발생할 수 있습니다. 많은 경우, 고주파 성분은 종종 낮은 속도 또는 낮은 변위와 연관되어 있기 때문에 소음은 제품의 상대적 손상에 중요하지 않습니다.

그러나 샘플링 속도가 너무 낮으면 고주파 노이즈가 앨리어싱 노이즈로 나타날 수 있습니다. 이런 일이 발생하면 고주파수 노이즈의 반사가 저주파 배수에서 표시됩니다. 진동 연구 하드웨어는 항상 샘플링 속도에 비례하는 고정 아날로그 앤티앨리어스 필터와 가변 디지털 앤티앨리어스 필터 형태로 신호에 앤티앨리어스 필터를 적용합니다. 앤티앨리어싱 필터는 엔지니어가 매우 낮은 샘플링 속도를 사용하는 경우 적절하게 조정됩니다.

반대로, 샘플링 속도가 너무 높으면 고주파수 데이터를 제거해야 할 수도 있습니다. 고주파수 데이터는 소음, 덜거덕거림, 부딪힘을 유발할 수 있으며 고주파수로 인한 상대적인 손상은 중요하지 않을 수 있습니다. 이 콘텐츠를 제거하려면 FIR 필터(중단 제한을 확인한 후 적용) 또는 IIR 필터(중단 제한을 확인하기 전에 적용)를 통해 수행할 수 있습니다.

엔지니어는 그래프를 정리하고 시각적으로 더욱 매력적으로 만들기 위해 FIR 및 IIR 필터를 사용하는 경우가 많습니다. 또한 이러한 필터는 고주파수 콘텐츠를 관찰할 수 있을 만큼 충분히 높은 샘플링 속도로 샘플링할 때 시험 허용 오차 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다.

VibrationVIEW Shock 소프트웨어에서 엔지니어는 FIR 필터 또는 일련의 다양한 IIR 필터를 선택할 수 있습니다. 이러한 필터는 관심 주파수 외부의 주파수 성분을 제거할 수 있는 다양한 효과를 지닌 고유한 특성을 가지고 있습니다. 모든 충격 시험에 추가 필터링이 필요한 것은 아니지만, 제품에 따라 실시간 신호에 필터링을 적용할 수 있는 시스템을 갖추는 것이 분석을 용이하게 하는 데 중요합니다.

결론

충격 시험을 실행할 때 염두에 두어야 할 스펙트럼 블리딩 및 앨리어스 노이즈와 같은 몇 가지 잠재적인 문제가 있습니다. 시험용 소프트웨어 및 기타 도구를 선택할 때 이러한 문제를 고려하는 것이 중요합니다.

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