진동 신호의 시간 및 주파수 영역 해석

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본문내용

여기서 각항의 계수 즉 이 이 실험의 amplitude가 된다.
또한 frequency는 입력 주파수가 이므로
첫번째 주기,
두번째 주기
세번째 주기
네번재 주기
100 Hz일때의 amplitude = = 6.3662
300 Hz일때의 amplitude = = 2.1220
500 Hz일때의 amplitude = = 1.2732
700 Hz일때의 amplitude = = 0.9095
이것으로 표 <3-1>과 <3-2>를 채우면 다음과 같다.
■DATA SHEET
Sine wave
Frequency [Hz]
Amplitude [V]
시 간 영 역
주 파 수 영 역
시 간 영 역
주 파 수 영 역
오 차 (%)
오 차 (%)
1 st
100
100
4.976
4.974
0 %
0.04 %

Sqare wave
Frequency [Hz]
Amplitude [V]
시 간 영 역
주 파 수 영 역
시 간 영 역
주 파 수 영 역
오 차
오 차
1 st
100
100
6.3662
6.347
0 %
0.3 %
2 st
300
300
2.1220
2.093
0 %
1.3 %
3 st
500
500
1.2732
1.246
0 %
2.13 %
4 st
700
700
0.9095
0.894
0 %
1.7 %
5.고 찰
처음에 Fourier Series, Fourier Transform, Fourier Integral등에 관한 강의를 듣고 실험을 시작했다. 하지만, 그 강의 내용과 실험을 하는데 있어서 필요한 사전지식과 잘 매치가 되지 않아서 처음엔 많이 해맸다. 물론 공업수학에서 그것들에 관한 내용을 이미 배웠던 상태였지만, 그것을 이끌어 내는 과정까지는 외울려고 하지도 않았었고, 기억조차 잘 나지 않았다. 강의가 끝나고 직접 Funtion generator로 파형을 입력시켜주고 그것의 주파수 영역에서의 출력을 보고나서야 Fourier Transform이 이런거구나 하는 것을 알 수 있었다. 솔직히 Data Sheet를 어떻게 채워야 하는지 실험이 끝나고서도 잘 몰랐었는데, 조교에게 질문을 한 것과 실험책을 뒤져가며 또 먼저 실험했던 조원들의 조언을 얻고 나서야 결과에서 원하는 것이 무엇이다라는 걸 깨달을 수 있었다. 예습의 중요성을 다시한번 깨달았던 기회였다.
Square wave와 Sine Wave의 실험치와 이론치와의 오차가 1~2%정도 났는데 이것은 function generator에서 정확한 파형을 내보내지 못한 것에서 비롯된 것 같다. 하지만 측정값의 오차가 이 정도면 상당한 정밀도를 필요로 하는 실험이 아니라면 매우 근사한 값이라 생각한다.
6. 결 론
각 시간대에서 파형의 주파수를 판단할 수 있는 길은 time domain이 아닌 frequency domain에서 판단하는 것이 훨씬 빠르다는 것을 알았다. 같은 그래프더라도 각 축을 어떤 것을 기준으로 잡느냐에 따라 원하는 data를 빨리 얻을 수도 있고, 아님 늦에 얻을 수도 있다는 것을 알 수 있었다. 진동에서는 주파수가 굉장히 중요하다는 것을 강의 시간에 들었다. 그렇다면 각 파형의 주파수를 판독할 수 있는 주파수 분석기는 진동 분석과 해석에 없어서는 않될 필수 장비이며 우리가 손으로 일일히 Fourier Series를 계산해서 알아냈던 각 시간대의 주파수와 진폭의 크기를 이 판독기로는 한눈에 알아 볼 수 있다는 것을 알았다. 기계를 이용한 계산이 무척 효율적이라는 얘기....
7. 참 고 문 헌
기계계측공학 -이론과 설계- Figliola, Beasley
Advanced Engineering Mathematics (7th Edition) Kreyszig
‘

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진동, 기계실험, 비틀림, 고유진동수, 모멘트, 보고서

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