• ICROS
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• v.16 no.3
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• pp.40-45
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• 2010

물체의 운동을 측정하기 위하여 관성 센서(inertial sensor)에 대한 배경 지식이 없는 사용자가 가속도계(accelerometer)를 사용하고자 할 경우 센서의 이름이 주는 혼동에 의하여 물체의 운동 가속도(acceleration)를 쉽게 얻어낼 수 있으리라 기대하게 된다. 반면, 가속도계가 실제 측정하여 주는 값은 비력 가속도(acceleration due to specific force)에 해당되므로 적절한 처리를 부가하지 않으면 기대한 바와 같이 물체의 운동 가속도를 얻을 수 없다. 가속도계의 측정값으로부터 운동 가속도를 추출하기 위해서는 중력장 가속도 (gravitational acceleration), 중력 가속도 (acceleration due to gravity), 비력 가속도, 그리고 운동 가속도 사이의 관계를 명확하게 구분 이해할 필요가 있다. 본 고에서는 앞선 고들에서 다룬(막대) 벡터, 좌표값, 좌표계, 좌표변환행렬, 그리고 코리올리 효과 등의 개념을 확장하여 다양한 개념의 가속도들을 구분 설명하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry, and Cartography Conference
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• 2002.04a
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• pp.85-91
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• 2002

인공위성을 이용한 위치결정시스템인 GPS(Global Positioning System)는 mm 단위의 정밀도로 정적, 동적 위치관측이 가능한 시스템으로 현재 여러 분야에서 활용이 증가하고 있다. 특히 교량, 댐 등 안전이 요구되는 사회기반 시설물의 동적 거동을 기록하고 감시하는데 있어서 GPS가 새로운 관측시스템으로 주목받고 있으며 이를 실용화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 GPS를 이용하여 건물의 거동상태를 점검 하는 것을 목적으로 하고 있다. 초고층건물의 거동을 해석하기 위하여 건물 옥상에 GPS, 가속도계, 풍향계, 풍속계를 설치하였다. GPS와 가속도계를 이용하여 건물의 변위 및 가속도를 5Hz로 관측하였다. GPS를 이용한 변위관측은 1시간, 1분, 1초 등의 간격으로 3차원 변위를 계산하였으며, 계산된 3차원 변위를 가속도계, 풍속계, 풍향계와 연계하여 해석하였다. 대상 건물에 대한 최대 변위를 관측한 결과 시공 단계에 따라 큰 차이를 보였으며 건물의 안정성을 평가할 수 있는 척도인 건물의 고유 진동수의 경우 약 0.2Hz의 값을 얻을 수 있었다. 향후 모든 센서들을 통합하여 실시간으로 건물을 모니터링할 수 있는 시스템을 개발할 경우 건물의 안정성 해석 및 유지보수에 본 연구가 큰 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지형공간정보학회:학술대회논문집
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• 2002.03a
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• pp.17-22
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• 2002

인공위성을 이용한 위치결정시스템인 GPS(Global Positioning System)는 mm 단위의 정밀도로 정적, 동적 위치관측이 가능한 시스템으로 현재 여러 분야에서 활용이 증가하고 있다. 특히 교량, 댐 등 안전이 요구되는 사회기반 시설물의 동적 거동을 기록하고 감시하는데 있어서 GPS가 새로운 관측시스템으로 주목받고 있으며 이를 실용화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 GPS를 이용하여 건물의 거동상태를 점검 하는 것을 목적으로 하고 있다. 계절풍에 의한 초고층건물의 거동을 해석하기 위하여 건물 옥상에 GPS, 가속도계, 풍향계, 풍속계를 설치하였다. GPS와 가속도계로를 이용하여 건물의 변위 및 가속도를 5Hz로 관측하였다. GPS를 이용한 변위관측은 1시간, 1분, 1초 등의 간격으로 3차원 변위를 계산하였으며, 계산된 3차원 변위를 가속도계, 풍속계, 풍향계와 연계하여 해석하였다. 대상 건물에 대한 최대 변위를 관측한 결과 계절에 따라 큰 차이를 보였으며 건물의 안정성을 평가할 수 있는 척도인 건물의 고유 진동수의 경우 약 0.2Hz의 값을 얻을 수 있었다. 향후 모든 센서들을 통합하여 실시간으로 건물을 모니터링할 수 있는 시스템을 개발할 경우 건물의 안정성 해석 및 유지보수에 본 연구가 큰 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.2
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• pp.175-183
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• 1989

오늘날 널리 연구되고 있고 공학자들에게 많은 관심을 끌고있는 압전 세라믹(ceramic)을 이용 하여 자연계에서 일어나는 각종 진동현상을 측정하고 해석하기 위한 센서(sensor)의 설계, 제작은 이미 선진국에서도 보편화된지 오래이다. 특히 압전형 가속도계(piezo type accelerometer)는 진동의 절대 측정에 가장 유용한 센서로 널리 알려져 있다. (1) 아주 넓은 사용 주파수 범위 (2) 넓은 동적범위(dynamic range)에 걸친 뛰어난 선형성(linearity) (3) 측정된 가속도 신호를 전기적으로 적분하여 속도와 변위에 대한 자료 제공 용이 (4) 높은 정확성 (5) 자발 전(self-generating)이므로 외부 전원 공급이 불필요 (6) 수명과 뛰어난 내구성 (7) 작은 크기와 가벼운 무게 등이다. 현재 기계 구조물 진동 측정에 이용되고 있는 스트레인 게이지 형(strain gage-type)의 가속도계는 감도가 좋고 저주파 진동 측정에는 편리한 반면 충격이나 높은 주파수 전동 측정에는 적합하지 않으며 내부 구조가 다소 복잡하다(2). 반면에 압전형 가 속도계는 압전 소자와 관성 질량의 조합 설계로서 저주파 진동 측정에 적합한 고감도의 가속도 계와, 감도는 떨어지나 아주 높은 주파수 범위의 진동까지 측정이 가능한 가속도계를 손쉽게 설계, 제작할 수 있다. 본 글에서는 선진국에 비해 낙후된 국내의 센서 설계, 제작 기술을 고 양시키고자 최근 한국과학기술원에서 시도된 압전형 가속도계의 개발 연구 사례를 중심으로 설계 및 제작시 고려 사항과 보정 문제를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.194-195
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• 2003

가속도 센서는 물체의 움직임, 속도의 변화, 충격, 진동 등의 동적힘을 순시적으로 감지하여 유용한 정보로 변환시키는 장치이다. 본 논문에서는 실리콘 기계 구조물과 광섬유형 Fabry - Perot 센서(FFPI)를 사용하여 광섬유 간섭계형 가속도 센서를 제작하였으며 실리콘 구조물의 구조를 변경하여 용도에 적합한 다양한 센서를 제작할 수 있음을 보였다. 광 간섭계는 그 구조에 따라 Fabry - Perot$^{[2]}$ , Mach-Zender$^{[3]}$ , Michelson$^{[4]}$ , Sagnac$^{[5]}$ 등으로 구분되면 이러한 간섭계 중에서 Fabry - Perot 간섭계는 측정영역이 두 반사막의 거리로 정확하게 정의되며 반사막의 거리를 조절하여 좁은 영역에서의 측정이 가능하고 고감도를 갖는다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.04a
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• pp.76-81
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• 1994

승용차에 있어 엔진의 공회전시나 주행중에 발생하는 여러 형태의 진동 및 소음의 저감은 승차감 및 차량의 안정성에 있어 중요한 과제가 되고 있다. 이러한 소음, 진동은 주로 엔진에서 발생하는 토크의 비주기적인 변동성분이 클러치(clutch), 변속기(transmission), 구동축을 거쳐 바퀴로 전달되는 과정에서 발생한다. 셔플(shuffle)은 주행중 가속페달(accelerator)을 급조작(tip-in, tip-out)하였을 때 차량이 전후로 과도적으로 울렁거리는 종진동 현상을 말하며, 이것은 가속페달의 급조작으로 인해 엔진토크가 큰 변동을 일으키고, 동력전달계를 통해 타이어에 전달된 이 토오크는 타이어축에서 구동측으로 역토오크를 발생시키기 때문에 발생한다. 여기서 팁-인(tip-in)이란 승용차를 저속으로 운전하다가 갑자기 가속페달을 밟는 경우를 말하며, 팁-아웃(tip-out)은 반대로 고속상태에서 갑자기 가속페달을 떼는 경우를 말한다. 실험과 시뮬레이션을 사용한 자동차 동력전달계의 비틀림 진동에 대한 연구는 이미 여러 연구자들에 의해 보고되었다. H.Arai은 2자유도 비선형 모델을 사용하여 클러치 접속시 발생하는 외란과 계의 안정성을 고려하여 시뮬레이션을 수행하였고, M.Kataoka는 기어의 공차(clearance)를 고려한 변속기의 강제 비틀림 진동을 실험과 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 그리고, Wu Hui-Le는 자동차 동력전달계의 비틀림 진동 현상을 실험과 이론적인 계산을 통해 연구하였고, R.J.Comparin는 치타음의 발생구조와 특성을 고찰하고 비서형 비틀림 공진 저감에 의한 치타음 저감 기법에 대하여 연구하였다. 또한 G.J.Fudala는 다자유도 모델을 이용하여 클러치의 비틀림 특서엥 따라 주파수분석을 수행하여 치타음 저감 방법을 연구하였고, T.Sakai는 5자유도 모델을 이용하여 엔진 공회전시 발생하는 치타음에 대해 이론과 실험을 통해 해석하고, 엔진 회전수 변동, 클러치 특성, 변속기의 드래그(drag) 토크의 영향과 치타음 저감을 위한 개선된 클러치 특성을 제시하였다. 이 외에도 Thomas C.T.와 E.P.Petkus는 특정 차량에 대한 동력전달계의 비틀림 진동 현상에 대해 연구하였다. 이러한 연구들로 볼 때, 자동차 동력전달계에서 발생하는 진동은 이론과 실험을 통해 그 해석이 가능하며 설계에 매우 유용하게 이용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구는 4 실린더 4 싸이클 1.5 L 엔진을 장착한 경승용차의 실차 주행실험을 통해 가속 페달의 급조작에 따른 차체의 종진동 현상을 측정하고, 엔진-변속기-타이어-차체의 반환정계 4자유도 진동모델로 시뮬레이션을 수행하여 실차 주행실험의 결과치와 비교, 분석한 후 클러치 비틀림 특성을 비롯한 자동차 동력전달계의 각 설계인자들이 차체의 종진동에 어떠한 영향을 미치는가를 해석하고자 한다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.20 no.5
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• pp.14-20
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• 2001

The mass-spring system with four arms for the force-balance servo accelerometer was designed and fabricated. The response characteristics of a mass-spring system was calculated with the change of arms thickness and seismic mass by the finite element method (FEM). Furthermore, the response characteristics of accelerometer was measured using the change of interference pattern and response voltage value by Michelson interferometer. The response characteristics with changing length and thickness of arm was changed drastically, and changing seismic mass was minor effect for the response characteristics of mass-spring system. The measured resonant frequencies have good agreement with that of numerical analysis within 5％ range.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06d
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• pp.293-296
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• 2010

최근의 스마트폰은 UI 또는 엔터테인먼트의 목적으로 가속도계 및 자세계를 제공하고 있으며 이들 정보를 이용한 게임 등의 엔터테인먼트 어플리케이션은 물론 좌표 등의 위치 정보를 통한 위치기반 서비스도 이미 제공중이다. 늘어가는 위치정보 서비스 내에서의 공간정보 질의회수 및 예측회수 증가는 장차 위치정보 서비스 제공에 있어 서버측 인프라에 부하를 증대시킬 수 있다. 이에 이들 하드웨어가 제공하는 가속도 및 방위각을 활용하여 속도 및 진행방향 정보를 생성하고 이를 위치예측기에 활용하여 연산 속도 및 예측의 정확성 등의 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.71-76
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• 1996

스트레인 게이지 브리지와 한개의 진동변위 탐촉자를 이용하여 평판의 근접장에서 음향 인텐시티를 측정하는 방법에 대하여 설명하였다. 또한 구조감쇠의 모델링을 통하여 음향방사파워에 대한 내부손실파워의 비를 나타내는 계수를 정의하여 내부손실파워의 정도를 평가하는 척도로 사용할 수 있음을 설명하였다. 임의의 경계조건을 가지는 평판에서 2개의 마이크로폰과 1개의 가속계를 이용하여 근사적으로 측정된 음향 인텐시티와 본고에서 제시한 방법으로 측정한 음향 인텐시티가 거의 일치함을 보이므로써 제시된 측정방법의 타당성을 검증하였다. 실험에 사용된 계(system)는 일반적인 해석에서 유체부하를 무시할 수 있는 계로 평판내부의 에너지 흐름에 비하여 외부로 방사되는 소음의 에너지 흐름이 매우 작기 때문에 평판내부의 에너지 흐름으로부터 방사되는 소음의 에너지 흐름을 알아내는 것이 매우 어려울 것으로 예상되었으나 본고에 제시된 방법으로 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 앞으로 본 방법의 측정 오차에 대한 면밀한 고찰이 있어야 할 것이다. 그리고 평판의 내부손실이 비교적 큰 경우에 본 방법의 실험적으로 검증이 필요할 것이다. 또한 실질적인 문제에 응용되어 얼마만큼 유용한 정보를 제공할 것인가를 살펴보아야 할 것이다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.5 no.6
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• pp.986-990
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• 1995

국내 최초의 대형 가속기 시설인 포항방사광 가속기(Pohang Light Source)가 1995년 9월을 기점으로 일반 User들을 위하여 방사광을 제공하기 시작하였다. 포항방사광 가속기는 전자를 2.0GeV까지 가속시키는 선형 가속기와 가속된 전자를 원형 궤도에 저장 하는 전자저장링, 전자가 방출하는 방사광을 실험 지역까지 끌어내는 빔라인으로 이루어져 있다. PLS는 입자들을 충돌시켜 그 구성 물질을 찾아내는 Collider가 아니라 전자에서 방출되는 빛을 사용하기 위한 광원(Light Source)이다. 이미 전세계적으로 운전 중인 Light Source가 여러개 있지만 PLS는 방사광의 활용만을 목적으로 설계 제작 되었다. 따라서 기존의 광원보다 낮은 Beam Emittance를 가지고 있고 삽입 장치를 설치할 수 있는 직선 구간을 많이 보유하고 있다는 .larw. 면에서 기존의 광원과는 구별 하여 3세대 광원이라고 부른다. 3세대 방사광 가속기에 사용되는 전자석은 전자가 저장링을 수백억번 이상을 회전할 동안 안정된 전자 궤도를 보장하여야 하므로 전자석들끼리의 Fundamental 성분의 에러 및 한 전자석에서 허용되는 다극 에러가 아주 작아야 한다. 또 허용되는 에러들이 작기 때문에 그것들을 분간하기 위한 자장 측정 장치 또는 매우 정밀하여야 한다. 이 보고서에서는 이런 Tolerance를 만족시키기 위한 전자석의 설계, 제작, 측정에 대하여 설명하였다.