안녕하세요, AI 기반 예지보전 솔루션 모터센스입니다.
지난번에는 진동의 표현 방식에 대해 알아봤습니다.
만약 해당 게시글을 보지 않았다면, 아래의 링크를 참고해 주세요.
오늘은 진동 크기의 표현 방법에 대해 알아보고자 합니다.
지난번에 소개했던 것처럼,
가장 흔하게 볼 수 있는 진동의 그래프는 Time Domain으로 표현한 것입니다.
X 축은 Time(시간)으로 시간 흐름에 따른 진폭을 그래프로 그린 것입니다.
주파수(frequency, )는 1초 동안 진동하는 횟수이며,
크기(amplitude, )는 진폭, 진동 크기를 의미합니다.
위상(phase, )는 기준점 또는 진동 파형 사이의 상대각을 말합니다.
위에서 표기된 주기(period, )는 1회의 진동을 하는 시간을 말하며
주파수의 역수로 계산됩니다.
진동 크기의 표현 방법
진동의 크기나 강도를 나타내는 진동의 진폭은 여러 가지 방법으로 수치화 할 수 있습니다.
진동의 진폭을 수치화하는 방법 1 - RMS vs Average
시험 점수를 계산하거나 월 매출 추이를 계산하는 등,
평상시에 사용하는 대표값은 산술평균이라 불리는 “평균”이라는 값을 많이 사용합니다.
하지만 진동에서의 대표값은 산술평균을 사용하지 않고, 대신 RMS라는 지표를 사용하는데요.
그 이유에 대해서 알아봅시다.
하나의 Waveform의 대표 값을 계산할 때
세 번째 공식인 Average를 사용하게 된다면,
양(+)과 음(-)의 샘플링된 진폭 값들이 더해져 상쇄되면서 0에 가까워집니다.
이렇게 0이 된 Average는 대표값으로 나타낼 수 없게 됩니다.
그래서 일반적으로 진동에서의 Average를 굳이 사용하는 경우에는
두 번째 공식인 Adjusted Average(수정된 평균값)을 사용합니다.
다만,
Adjusted Average는 Waveform의 시간(T)을 고려하지만
유용한 물리량과는 직접적인 관계가 없어 사용 빈도수는 낮은 편입니다.
그래서 일반적으로 진동에서는 Root Mean Square(RMS)을 사용하며,
이를 진동의 실효치라고 해석합니다.
보통 RMS는 Sine Wave를 기준으로 아래와 같이 계산할 수 있습니다.
이 외에 진동 크기를 수치화한 지표로는 Peak와 Peak-to-Peak이 있습니다.
진동의 진폭을 수치화하는 방법 2 - Peak
Peak
진동 Waveform에서의 0부터 최대 진폭이 발생한 수준까지를 나타낸 것이며,
, 편진폭라고도 합니다.
이는 단기 충격 등의 수준을 나타내는 데에 중요한 지표입니다.
진동의 진폭을 수치화하는 방법 3 - Peak-to-Peak
Peak-to-Peak
위에서의 peak는 양(+) 또는 음(-)의 “한 방향”에서의 최대 진폭까지라면,
진동 Waveform에서의 “양방향”의 최대값 사이의 크기를 의미합니다.
해당 지표는 진동 파형의 최대 변화를 나타내는 방식이며,
전진폭, 양진폭, 라고도 합니다.
기계 부속이 받는 최대 응력 또는 기계 공차 측면에서 진동 변위가 중요할 때 사용됩니다.
지금까지 진동 크기의 표현 방법에 대해 알아봤습니다.
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