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데이터계측분석/데이터계측 기술자료 120

소음이란? Noise

소음은 원치 않는 소리입니다. 소리는 우리 주변에 있으며 소리는 수면이나 대화와 같은 정상적인 활동을 방해할 때 소음이 됩니다. 소리는 공기와 같은 매체를 통해 이동하고 인간의 귀로 감지되는 미세한 진동으로 구성된 물리적 현상입니다. 그 소리가 유쾌한 소리(예: 음악)로 해석되는지 아니면 불쾌한 소리(예: 착암기)로 해석되는지는 주로 청취자의 현재 활동, 과거 경험 및 해당 소리의 출처에 대한 태도에 달려 있습니다. 소리에 대한 인간의 측정과 인식에는 강도, 주파수 및 지속 시간의 세 가지 기본 물리적 특성이 포함됩니다. 첫째, 강도는 소리 진동의 음향 에너지를 측정한 것으로 음압으로 표현됩니다. 음압이 클수록 소리에 의해 전달되는 에너지가 많아지고 그 소리에 대한 인식이 커집니다. 소리의 두 번째로 중..

소음 측정 단위 (데시벨 - Decibel)

데시벨 (Decibel - dB) 소음 측정기로 소음 수준을 측정할 때 데시벨 단위(dB)라고 하는 소음 강도를 측정합니다. 사운드 미터는 데시벨 범위와 해상도의 디스플레이를 사용하여 귀의 다이내믹 레인지 (일반적으로 조용한 부분이 아닌 상위 범위)를 근사화합니다. 선형 성능을 가진 소음 측정기를 제조하는 것은 매우 어려울 것이며, 특히 작업 환경에서 측정 할 소음원의 범위를 염두에두고 있습니다. 눈앞에 펼쳐지는 14자리 숫자를 주시하는 것은 까다로울 것입니다! 따라서 소리의 수준을 보다 관리하기 쉬운 숫자로 의미 있게 표현하기 위해 선형 음계가 아닌 10을 기본으로 사용하는 로그 음계가 사용됩니다. 이 눈금을 데시벨 눈금이라고 합니다. 데시벨 스케일 인간의 귀는 매우 다재다능하여 사운드 레벨이 올라감에..

속도와 거리로 가속도 계산하기

우리 모두는 거리, 속도, 가속도가 불가분하게 연결된 물리적 실체라는 것을 알고 있습니다. 따라서 이 게시물에서 속도와 거리에 따른 가속도를 찾는 방법에 대해 논의할 예정입니다. 운동학에서 가속도가 일정할 때는 시간을 몰라도 등가속도 방정식을 이용해 가속도를 구할 수 있습니다. 초기 속도, 최종 속도, 물체 또는 물체가 이동하는 거리를 사용하여 찾을 수 있습니다. 속도와 거리에 따른 가속도를 찾는 방법을 살펴보기 전에 가속도를 찾는 데 도움이 되는 상수 가속도 방정식을 살펴보도록 하겠습니다. 운동학은 운동의 기초를 다루는 물리학의 한 분야입니다. 몇 개의 값을 알면 하나의 정확한 값을 찾을 수 있습니다. 운동학 공식이라고도 알려진 상수 가속도 방정식은 거리, 속도, 시간과 같은 다양한 변수를 사용하여 가..

데이터계측의 기초

데이터 수집은 컴퓨터와 같은 장치로 조작할 수 있는 데이터를 생성하기 위해 지속적인 실제 정보를 샘플링하는 것입니다. 수집된 데이터를 표시, 분석 및 저장할 수 있습니다. PC 또는 기타 장치를 사용하여 전압, 전류, 온도, 압력, 소리, 화학적 감지, 심박수 및 수천 개의 기타 매개 변수와 같은 실제 정보를 수집할 수 있습니다. 데이터 수집 시스템의 구성 요소에는 적절한 센서, 필터, 신호 조절, 데이터 수집 장치 및 애플리케이션 소프트웨어가 포함됩니다. 궁극적으로 데이터 분석은 입력 데이터만큼만 가능하므로 수집은 고품질 데이터를 제공해야 합니다. 샘플링 속도의 개념 데이터 수집의 가장 중요한 개념은 프로세서가 있는 장치가 데이터를 사용할 수 있도록 데이터를 디지털화하는 것과 관련이 있습니다. 예를 들..

진동신호 분석기법

진동 신호란? 진동은 평형점에 대해 진동이 발생하는 기계적 이벤트이며, 이러한 진동의 정보를 전달하는 시계열은 진동 신호라고 합니다. 평형점에서의 이러한 진동은 높은 샘플링 속도로 획득되어야 합니다. 진동 신호는 일반적으로 아래 그림과 같이 사인파로 표시될 수 있으며, 이는 분석하는 동안 기억해야 하는 몇 가지 중요한 속성을 가지고 있습니다. 진폭 또는 피크: 충격 이벤트 세부 정보를 제공하지만 이벤트의 지속 시간과 에너지를 고려하지 않습니다. 피크 투 피크: 파도의 최대 편위를 제공하며, 이는 변위 정보를 볼 때 유용합니다. RMS(제곱 평균 제곱근): 진동 신호의 에너지 함량과 직접적인 관련이 있기 때문에 가장 유용하며, 파형의 시간 이력을 고려하기 때문에 진동의 파괴 능력과 관련이 있습니다. 진동 ..

데이터 수집 시스템(Data Acquisition System)

데이터 수집 시스템이란? 데이터 수집 시스템은 센서, 측정 장치 및 컴퓨터로 구성된 시스템입니다. 데이터 수집 시스템은 수집된 데이터를 처리하는 데 사용되며, 전기적 또는 물리적 현상을 이해하는 데 필요한 정보를 수집합니다. 이 정보는 데이터 수집 시스템의 성능을 이해하는 데 필요합니다. 예를 들어, 데이터 수집 시스템은 물체를 특정 온도로 가열하는 데 사용되는 가열 코일의 온도를 테스트할 때 사용할 수 있습니다. 가열 코일의 성공 수준은 온도를 측정하여 파악할 수 있습니다. 온도를 측정하고 기록하는 간단한 작업을 데이터 수집이라고 하며 데이터 수집 시스템을 사용하여 수행됩니다. 데이터 수집 시스템이 작동하는 또 다른 예는 전기 저항기에서 전류 흐름의 전위차를 측정하고 기록할 때입니다. 데이터 수집 시스..

제어계측 시스템에 적합한 하드웨어 인터페이스 선정방법

계측기에 연결하기 위한 버스가 매우 다양할 경우, 어플리케이션 요구에 적합한 버스를 선택하기가 어려울 수 있습니다. 각 버스는 서로 다른 장점과 최적화를 가지고 있습니다. 기기와 컴퓨터에서 사용할 수 있는 버스는 무엇입니까? 계측기는 일반적으로 계측기를 제어할 수 있는 하나 이상의 버스 옵션을 제공하며, PC는 일반적으로 계측기 제어를 위한 여러 버스 옵션을 제공합니다. PC에 기본적으로 계측기에 있는 버스가 없는 경우 일반적으로 플러그인 보드 또는 외부 변환기로 추가할 수 있습니다. 계측기 제어를 위한 많은 버스가 있으며 다음과 같은 일반적인 범주로 나눌 수 있습니다. 독립형 버스는 랙앤스택(rack-and-stack) 계측기와 통신하는 데 사용됩니다. 여기에는 GPIB와 같은 테스트 및 측정 전용 버..

옴의 법칙과 기본 아날로그 회로 개념

저항: 저항은 자신을 통과하는 전류의 흐름에 반대하는 매체의 특성으로 정의할 수 있습니다. 저항의 단위는 그리스 문자 Ω(오메가)로 표시되는 옴입니다. 저항과 관련된 전력 값은 저항이 과열되지 않고 열로 발산할 수 있는 전력량으로 정량화됩니다. 저항(R)을 통과하는 전류(I)는 다음과 같이 정의됩니다. 1메가옴 저항의 경우 10볼트 적용으로 인한 전류는 10마이크로암페어가 됩니다. 그림 1. 옴의 법칙의 간단한 표현 옴의 법칙은 전압 전위, 회로에 흐르는 전류 및 회로의 저항 사이의 위의 관계를 설명하는 기본 방정식입니다. 부하 저항(R)에서 소비되는 전력은 전류와 전압의 곱으로 정의됩니다. 권력에 대한 다른 관계는 대체를 사용하여 옴의 법칙을 적용함으로써 쉽게 도출 될 수 있습니다. (R)에서 소비되는..

아날로그 전압 입력으로 전류 측정

전류는 아날로그 입력을 사용하여 직접 측정할 수 없습니다. 그러나 알려진 저항 (션트 저항)을 부하와 직렬로 배치하고 그 양단의 전압을 측정하면 옴의 법칙을 사용하여 부하를 통과하는 전류를 계산할 수 있습니다. 그림 1 : 옴의 법칙 이 구성의 측정 정확도는 저항 정확도에 따라 크게 달라집니다. 최대 예상 전류에 저항을 곱한 값이 입력 장치의 입력 범위를 초과하지 않는한 모든 저항을 사용할 수 있습니다. 이러한 방식으로 전류를 측정할 때, 부하 저항에 비해 션트 저항의 최소값을 사용해야 합니다. 이렇게하면 기존 회로에 간섭이 최소화됩니다. 그러나 저항이 작을수록 전압 강하가 작아 지므로 해상도와 회로 간섭 사이의 절충안을 만들어야합니다. 참고 : 션트 저항의 손상을 피하기 위해 전류를 통과하는 전류가 션..

2개의 싱킹 I/O 또는 2개의 소싱 I/O 연결

싱킹 입력을 싱킹 출력에 연결하는 방법 : 싱킹 출력에 연결된 싱킹 입력에는 접지와 부하가 있지만 전압 소스는 없으므로 전압 소스를 회로에 추가해야합니다. 이것은 전압 소스에 대한 I / O의 출력 사이에 "Pull-Up"저항을 추가하여 수행 할 수 있습니다. 그러면 전압 소스가 소싱 I / O와 저항에 의해 제공되는 전압 소스가 추가되어 전압 소스가 접지에 단락되는 것을 방지 할 수 있습니다. 아래 그림은 싱킹 입력 및 싱킹 출력과 함께 레지스터와 전압 소스를 연결하는 방법을 보여줍니다. 저항은 두 가지 요구 사항을 충족해야합니다. 첫째, 저항의 저항은 라인이 싱킹 출력에 의해 접지에 연결될 때 적절한 부하를 제공 할만큼 충분히 높아야합니다. 둘째, 저항은 싱킹 출력이 꺼져있을 때 라인을 지상에서 끌어..

4-20 mA 전류 루프에 대한 기본 사항, 시스템 설계 및 설정

1950년대부터 전류 루프는 공정 모니터링 및 제어를 위해 변환기 데이터를 전송하는 데 사용되었습니다. 낮은 구현 비용, 노이즈에 대한 고유한 내성 및 장거리 신호 전달 기능을 갖춘 전류 루프는 산업 환경에 특히 적합한 것으로 입증되었습니다. 이 백서는 전류 루프의 기본 사항, 시스템 설계 및 설정에 대해 중점적으로 설명합니다. 전류 루프 기본 사항 전류를 사용하여 트랜스듀서 데이터 전송 산업용 등급의 변환기는 일반적으로 전류 신호를 사용하여 데이터를 전송합니다. 이는 전압 신호를 사용하는 열전대 및 저항성 스트레인 게이지와 같은 대부분의 다른 트랜스듀서와 대조됩니다. 전압 기반 트랜스듀서는 많은 환경에서 충분하지만 전류 기반 트랜스듀서가 선호되는 경우가 있습니다. 예를 들어, 산업 환경에서 전압을 사용..

측정 노이즈 줄이는 방법

측정 정확성을 보장한다는 것은 종종 데이터 시트에서 사양을 읽는 것 이상을 의미합니다. 전기 환경의 맥락에서 응용 분야를 이해하는 것은 특히 시끄럽거나 산업 환경에서 성공을 보장하는 데에도 중요합니다. 접지 루프, 높은 공통 모드 전압 및 전자기 복사는 모두 신호에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 잡음의 일반적인 예입니다. 측정 시스템에는 적절한 차폐, 케이블 연결 및 종단을 포함하여 노이즈를 줄이기 위한 많은 기술이 있습니다. 그러나 이러한 일반적인 모범 사례 외에도 더 나은 노이즈 내성을 보장하기 위해 할 수 있는 일이 더 있습니다. 다음 5가지 기술은 보다 정확한 측정 결과를 얻기 위한 지침 역할을 합니다. DC 공통 모드 전압 제거 매우 정확한 측정은 종종 차동 판독에서 시작됩니다. 이상적인 차동 ..

전류 측정방법

전류 개요 전류는 전하량의 흐름입니다. 전류의 SI 단위는 암페어(A)이며, 이는 초당 1쿨롱의 전하 흐름과 같습니다. 전류를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 방법은 정밀 저항기의 전압을 측정하고 옴의 법칙을 사용하여 저항기의 전류를 측정하여 간접 측정을 수행하는 것입니다. 전류의 기초 단선 전도성 금속에서는 많은 전자가 이동할 수 있거나 자유롭게 움직입니다. 금속 도선이 배터리와 같은 DC 전압 소스의 두 단자에 연결되면 소스는 도체에 전기장을 생성합니다. 접촉하는 순간 도체의 자유 전자는 이 자기장의 영향으로 양극 단자 쪽으로 강제로 이동됩니다. 따라서 자유 전자는 일반적인 단선 도체에서 전류 캐리어입니다. 전류 속도가 1암페어인 경우, 도체가 통과하는 가상의 평면을 통해 매초마다..

데이터 계측과정에서 생기는 고스팅 현상을 제거하는 방법

측정에서 예기치 않은 전압이 발생하거나 한 채널에서 샘플링 만하는 중에 예기치 않게 측정값이 사라진다면 이는 신호 간의 고스트 (ghosting) 때문일 수 있습니다. 다중화 된 장치에서 높은 샘플 속도를 사용할 때 고스트가 발생할 수 있습니다. 고스팅 현상을 해결하려면 다음 단계를 완료하십시오. 소스 임피던스가 낮은 트렌스듀서(Transducer)를 선택하십시오. 샘플링 속도를 줄이고 채널 간 지연을 늘려서 앰프(Amplifier)의 안정 시간(Settling Time)을 충분히 확보하십시오. 소스 임피던스를 1kΩ 미만으로 줄이기 위해서 전압 팔로워(Follower) 또는 버퍼 회로를 구현하십시오. 신호를 배열하여 채널 간 전압 스윙을 최소화하십시오. 높은 임피던스 채널을 스캔 목록의 첫 번째 채널로..

Floating 신호를 측정하는데 가장 적합한 모드

Floating 신호를 측정하기 위해서 추천되는 방법은 differential 모드입니다. 이 방법은 노이즈를 제거하여 신호대 잡음비를 향상시키는 common mode rejection 기능을 제공합니다. 그렇기 때문에, 컴퓨터로부터 거리가 떨어진 곳에서 낮은 레벨의 전압(온도센서와 같은 mV 레벨)을 측정할 때에는 differential 모드가 적합합니다. Differential 모드를 사용하는데 있어서의 단점은 referenced single-ended(RSE) 또는 non-referenced single-ended(NRSE) 모드와 비교하여 사용가능한 채널 수가 반으로 줄어드는 것입니다. 만일 높은 레벨의 전압 신호(약 2V 이상)를 측정하면서 differential 모드가 제공하는 채널수보다 더 ..

열전쌍의 분류와 올바른 신호 연결 방법

표준 열전쌍 분류(타입)은 절연과 피복의 색상으로 식별할 수 있습니다. 미국 국립 표준 협회(ANSI)는 열전쌍을 구분하고 사용하기 쉽게하기위해 열전쌍 타입별 일련 스펙을 지정하였습니다. 아래의 표는 열전쌍 타입별 표준 색상 코드와 각 타입별 신호극성을 표기한 것 입니다. 만약 가지고 있는 열전쌍을 아래의 표에서 찾을 수 없는 경우는 ANSI의 표준을 따르지 않은 열전쌍인 경우입니다. 열전쌍을 구매한 업체에 해당 열전쌍의 사용방법, 교정과 정확도 관련 정보를 요청하시기 바랍니다. 색상코드는 국가별로 차이가 있을 수 있습니다. 열전쌍의 분류와 올바른 신호 연결 방법 - National Instruments (ni.com)

DC 신호 측정시 AC 잡음을 제거하는 방법

AC 잡음(Noise)은 저역 통과 필터를 사용하여 DC 측정에서 걸러낼 수 있습니다. 저역 통과 필터를 만들려면 아래에 나와있는 RC (Resistor-Capacitor) 회로를 적용하면 됩니다. 컷오프 주파수가 제거하려는 잡음 신호의 주파수보다 낮도록 저항과 커패시턴스를 선택하십시오. 컷오프 주파수는 다음과 같이 계산됩니다. 컷오프 주파수 = 1 / (2 × π × R × C) 단, R = 저항 값 (단위 : Ohms) C = 커패시터 값 (단위: Farads) DC 신호 측정시 AC 잡음을 제거하는 방법 - NI

아날로그 신호를 위한 필드 와이어링 및 노이즈 고려사항

신호 소스와 측정 시스템의 유형 센서에 연결된 신호 컨디셔닝 회로가 가장 보편적으로 생성하는 전기 신호는 전압입니다. 거친 환경에서 긴 케이블을 통해 신호를 전달해야 하는 경우에는 전류나 주파수 등의 다른 전기 현상으로 변환되기도 합니다. 이러한 신호들은 사실상 전부 측정 전에 다시 전압 신호로 변환되므로, 전압 신호 소스를 이해하는 것이 매우 중요합니다. 전압 신호는 두 지점 사이의 전위차로 측정합니다. 이는 그림 1에 설명되어 있습니다. 그림 1. 전압 신호 소스와 측정 시스템 모델 전압 소스는 접지와 비접지(플로팅)의 두 가지 종류로 분류할 수 있습니다. 마찬가지로 측정 시스템도 접지 또는 접지 참조와 비접지(플로팅)의 두 가지 종류로 분류할 수 있습니다. 접지 또는 접지 참조된 신호 소스 접지 소..

오픈 드레인 (오픈 컬렉터) 또는 푸시-풀 (액티브 드라이브)로 NI 디바이스 구성

먼저 장비의 사용자 매뉴얼을 열어 푸시-풀(액티브 드라이브 또는 소싱이라 불리기도 함)과 오픈-드레인(오픈 컬렉터 또는 싱킹이라 불리기도 함)을 모두 지원하는지 확인해야 합니다. 참고 : 모든 NI-DAQ 디바이스를 싱킹 또는 소싱으로 설정할 수 있는 것은 아닙니다. 양방향 싱크/소싱 디지털 디바이스로 나열된 대부분의 장비는 특정 방식으로 배선되어 있어야 합니다. 다음으로 오픈 드레인이 무엇을 의미하는지 간단히 설명하겠습니다. 오픈-드레인(MOSFET) 또는 오픈 컬렉터 (BJT)는 하나의 저항을 풀다운 또는 풀업 저항으로 사용하여 디지털 라인을 하이 또는 로우로 변환시키는 회로를 의미합니다. 기본적으로 회로는 그라운드나 5V로 연결된 경로 사이에 저항을 가지고 있습니다. 그러므로 트랜지스터가 꺼져있을 ..

디지털 I/O의 Sinking과 Sourcing 차이점

싱킹 및 소싱은 부하에서 직류 흐름 제어를 정의하는 데 사용되는 용어입니다. 싱크 디지털 I/O (입력/출력)는 로드에 접지된 연결을 제공합니다. 소싱 디지털 I/O는 부하에 전압 소스를 제공합니다. 디지털 출력에 연결된 하나의 디지털 입력으로 구성된 간단한 회로를 생각해보십시오. 회로에는 전압 소스, 접지 및 부하가 필요합니다. 소싱 디지털 I/O는 회로에 필요한 전압을 제공합니다. 싱킹 디지털 I/O는 회로에 필요한 접지를 제공합니다. 디지털 입력은 회로가 작동하는 데 필요한 부하를 제공합니다. 그림 1은 소싱 디지털 입력에 연결된 싱킹 디지털 출력을 보여줍니다. 이 회로에서 싱킹 디지털 입력이 제공되어 부하가 접지로 연결됩니다. 그림 2는 싱킹 디지털 입력에 연결된 소싱 디지털 출력을 보여줍니다. ..

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