진동 (변위, 속도, 가속도)- 무엇이 옳은가? r

 

진동 (변위, 속도, 가속도)- 무엇이 옳은가?

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주파수 범위가 정해졌다면 진동은 이제 진폭으로 말한다. 

진동의 진폭을 단위로 표현할 때, 과거에는 소음처럼 거의 dB로 표현했지만 이제는 더 많은 규칙을 알고 있어야 엔지니어간에 서로 소통할 수 있다. 측정하는 대상체(건물, 사람, 기계)에 따라서 또는 주요주파수(저주파, 고주파)에 따라서 또는 결과의 관심관점(응력, 에너지, 파워)에 따라서 진폭의 단위를 서로 달리하기 때문이다. 

무엇보다 절대로 진동의 진폭단위를 하나로 통일할 수 없다. 평가를 위한 성문기준, 참조기준, 측정기준 등에서 언급하는 단위가 모두 다른 단위를 사용하기 때문이다.

변위, 속도, 가속도의 선택은 진동의 크기를 원하는 용처에 따라 다르다.

변위와 속도 그리고 가속도는 서로 미적분을 통해서 변환이 가능하다. 하지만 단위변환의 오류때문에 센서의 출력에 맞는 단위를 사용해야 좋다. 다시 말하면 원하는 단위를 얻으려면 그 출력으로 나오는 센서를 이용해서 측정하는 것이 원칙적으로 옳다. 하지만 일반적으로 가속도센서를 이용하여 속도로 변환하여 평가하고 변위는 직접 변위센서를 통해 측정하는 것이 좋다.  또 거의 당연하다. 

진동진폭단위	변환식	주단위 (SI)	부속단위	용도	주파수	센서	공학 근거
변위 (Displacement)	D=X	µm(기계) mm(구조)	Peak to Peak (P-P)	-정밀기계변위계측, -배관변위계측, -대형기계 비접촉 -축거동 감시, -건축물최대거동측정	저주파 ~500Hz	-LVDT -Laser -Proximity probe(0~1kHz) -wire, bar type	응력 (σ=Eε)
속도 (Velocity)	V =Xw	mm/s(기계), cm/s (kine) 건물 ,구조	rms , 0 to Peak (0-P)	-기계건강평가(MHM) -발파진동 및 건물피로평가	중간주파수 10Hz~3kHz	-Velocity meter(10Hz~1kHz)	에너지 (E=1/2 mv²)
가속도 (Acceleration)	A =Xw²	G, m/s²기계,   gal(cm/s²) 정밀기계, dB(V) VAL(공해진동)	rms	-기계 및 구조 안전 -사람의 건강 및 공해진동 -지진	고주파 3kHz~	-Accelerometer (Piezo, Mems) 0~30kHz	힘 (F=ma)

 X(초기변위), w(각주파수, 2πf), f(주파수)

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