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Displacement means the maximum distance that has changed around
the reference line, so it is easy to intuitively judge the maximum amplitude of
vibration, and since the amount can represent and replace the magnitude of
stress, the main unit of vibration used in various standards (displacement,
speed, acceleration). In particular, it is widely used for direct deflection and
vibration of structures, vibration monitoring of pipes, and ‘online monitoring’
of shaft behavior using sleeve bearings. This is also the reason why
low-frequency acceleration sensors are widely used. The sensor used at this
time is accurate and good for evaluation if it directly outputs the
displacement, but on the other hand, there are many cases where its use is limited due to
limitations in its installation, orientation, and frequency.
Understanding the diversity and
weaknesses of displacement sensors
Type of Displacement sensor | Image | Disadvantages and Features |
Eddy current principle , Proximity probe, Gap sensor | - Responds only to conductors
- Interference between nearby sensors and nearby conductors (a gap of at least 3 times the diameter of the sensor must be provided)
-Vibration measurement below the unit of mm
Linear measurement below -1000Hz | |
LVDT | -Linear variable differential transducer (measuring the amount of movement of protrusions, bar type, wire type, )
- When measuring absolute displacement, it is necessary to manufacture a jig for the reference position
- Suitable for low frequencies (below 50Hz)
| |
Strain gauge | Measuring micro displacement, vulnerable to noise
| |
Laser doppler | High-frequency measurements (40 kHz) are very expensive | |
Ultrasonic | Weak in accuracy, low price, general purpose
| |
CCTV, GPS | Currently actively researching resolution issues |
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변위센서3 (종류와 약점)
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변위(Displacement)는 기준선을 중심으로 변화한 최대거리를 의미하므로 직관적으로 진동의 최대 진폭을 판단하기 좋고 그 양이 응력의 크기를 표현 대체할 수 있으므로 각종기준에 사용되는 진동의 주단위(변위, 속도, 가속도) 중 하나이다. 특히 구조의 직접적인 처짐과 진동, 파이프의 진동감시, 슬리브베어링을 사용하는 축거동을 ‘상시감시(On line Monitoring)’할 때 많이 사용되고 있다. 그래서 저주파용 가속도센서의 활용이 많은 이유이기도 하다. 이 때 사용되는 센서는 변위를 직접 출력하면 정확하고 평가하기 좋으나 한편, 그 설치와 방향성 그리고 주파수의 한계성 때문에 사용이 제한적일 경우도 많다는 점도 있다.
변위센서의 다양성과 약점에 대한 이해
변위센서는 매우 정밀하며 직관적이고 결과가 정확하다. 그 장점은 명확하지만 반면에 단점에 대해 알지 못하면 설계나 측정을 위한 선택에 오류를 범할 수 있으므로 대표적인 변위센서의 원리에 따른 종류 그리고 그에 따른 특징(단점)에 대해서 정리하였으니 변위센서의 성능에 대해 의심이 없기를 바란다.
참고로, 보편적인 사항으로 CAE FEM해석(유한요소해석)시뮬레이션에 적용하는 실측자료는 바로 이 변위센서를 통한 계측값을 이용하는 것이 옳다. 왜냐하면 대부분 구조의 해석에 활용되는 유한요소해석은 결과도 ‘변위’의 값을 요구하는 경우가 대부분인데, 그 측정의 편의성 때문
