가속도센서의 교정방법 (Accelerometer calibration)
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가속도센서는 진동측정에 가장 많이 사용되는 센서로서 진동의 단위(변위, 속도, 가속도) 중에서 가속도에 비례하는 값(전압, 전류)으로 변환 출력해 주므로 ‘Acceleration pick up’, ‘Transducer’로 불리우기도 한다. 가속도센서를 신규로 구매하면 제작사에서 교정된 감도(Sensitivity)가 적힌 자료를 함께 받아서 계측기(FFT, Machine analyzer)에 그 자료를 입력하여 측정하게 된다. 이미 정해진 보통의 감도는 10mV/g, 20, 100, 200, 1000등이며 교정된 감도는 예를 들어 0.97mV/g, 19.8, 99,197, 998.5등으로 표기된다. 일반적인 측정의 오차에 크게 위배되지 않을지라도 정밀측정에는 반드시 교정(Calibration)이 필요하다.
Accelometer calibration
측정결과에 오차를 주는 원인은 사용시간이 지난 후에 자연 퇴화된 센서뿐만 아니라 계측기, 센서부착방법, 온도, 케이블, 전기적노이즈 등 많은 이유가 있으며 센서나 계측기를 제외한 나머지 조건을 동일하게 한 후, 교정을 할 필요가 있다. 우선, 가장 많이 사용되는 방법은 다음에 정리하였다.
1. 표준가진기(Shaker)의 사용에 의한 절대교정
1G를 출력하는 hand shaker나 주파수와 진폭을 자유롭게 교정하는 Shaker calibrator 그리고 교정시험기관 등에서 사용하는 대형 Air shaker를 이용한 정밀교정기가 있다. 이러한 교정기에 가속도센서를 고정시켜 작동하여 출력을 비교하는 방법이다. 교정의 결과로 감도의 수정을 하게 된다.
2. 자유낙하 및 힘센서와의 비교를 통한 간이교정방법
타격량은 질량을 통해서 구할 수 있다. F=mg를 알고 있다면 가속도는 구하기 쉬운 변환 물리량이므로 자유낙하나 Impact force transducer를 통해서 피상체(단진자 등)에 부착된 센서로부터 결과를 읽고 교정한다.
3. 기준센서와의 비교교정
신규기준센서와 맞대기를 통한 두 센서와의 결과비교 후 교정한다.
실제로 측정현장에서 교정의 당위근거는 확실하지 않다. 물리적인 변수도 많을 뿐만 아니라 법규에서 반드시 측정전에 승인받아야 하는 환경진동계를 제외하고는 대체로 검사의뢰자의 승인의지에 의존하는데 대체로 이는 기본적으로 교정퇴화수준이 크지 않고 대상물의 진동이 항상 일정하지 않은데다가 정밀을 요할 만큼 진동량이 그리 작지 않은데 원인이 있다.
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진동센서, 가속도센서, Acceleration, Accelerometer, 교정, Calibration
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