진동의 측정 단위 (가속도, 속도 및 변위)와 그 선택

진동하는 소리굽쇠 같은 경우, 소리굽쇠 한 쪽 끝의 물리적 변위는 어렵지 않게 측정할 수 있으며, 이는 진동의 진폭이 될 수 있습니다. 직관적으로 이해하기도 쉽죠. 하지만 변위 외에도 속도와 가속도 또한 진동의 측정 단위가 됩니다. 진동의 형태와 주기는 고려되는 변위, 속도 또는 가속도 어떠한 측정 단위를 적용하여도 동일하게 유지됩니다. 이 세 가지 측정 단위의 가장 큰 차이점은 그림과 같이 세 가지 매개변수의 진폭-시간 곡선 사이에 위상차가 있다는 것입니다.

 

정현파 신호의 경우 변위, 속도 및 가속도 진폭은 주파수와 시간의 함수에 의해 수학적으로 표현됩니다. 따라서 적절한 공식을 사용한다면 어떠한 신호를 이용하더라도 동일한 진동을 의미합니다. 다만 위상(시간)차가 있을 뿐이겠죠. 이러한 측정 단위는 통상  측정 기기에서 디지털 방식으로 수행됩니다.

진동 파라미터는 ISO 요구 사항에 따라 미터법 단위로 거의 보편적으로 측정되며 기준표는 인터넷 상에서도 쉽게 구할 수 있습니다. 일반적으로 진동의 진폭에 중력 상수 ＂g＂ (중력 가속도)가 많이 사용됩니다.

 

일반적으로 가속도를 진동의 진폭으로 측정하지만, 측정기기는 손쉽게 가속도 신호를 속도와 변위로 변환할 수 있습니다. 대부분의 최신 진동 측정기는 세 가지 파라미터를 모두 측정할 수 있도록 장착되어 있습니다.

넓은 주파수 대역 진동 측정이 수행되는 경우나 신호에 많은 주파수의 구성 요소가 있는 경우 특히 측정 기준 선택이 중요합니다. 변위 측정은 저주파 구성 요소에 가장 많은 가중치를 부여하고 반대로 가속도 측정은 고주파 구성 요소에 대한 수준의 가중치를 부여합니다.

-변위 측정-

기계 시스템을 설계할 때 주의할 점은 발생할 수 있는 진동 변위가 낮은 주파수에서만 발생하도록 하는 것입니다. 따라서 변위 측정은 기계적 진동에 대한 일반적인 연구에서 주로 가치가 있습니다. 기계 요소 사이의 작은 간격을 고려하는 경우 진동 변위는 중요한 고려 사항입니다. 변위는 회전 기계 부품에서 불균형의 지표로 자주 사용되는데, 그 이유는 상대적으로 큰 변위가 일반적으로 샤프트 회전 주파수에서 발생하기 때문입니다.

-속도 측정-

일반적으로 10 ~ 1000Hz 범위에서 측정된 진동 속도의 전체 RMS 값이 회전 기계의 진동 심각도를 가장 잘 나타냅니다.

-가속도 측정-

가속도 측정은 고주파 진동 성분에 가중치를 주기 때문에 이러한 매개변수는 관심 주파수 범위가 고주파를 포함하는 경우에 사용되는 경향이 있습니다. 속도 또는 가속도 파라미터는 일반적으로 주파수 분석 목적으로 선택됩니다.

 

 

 

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