Abstract
This paper presents a signal processing algorithm to control the dynamic bandwidth of a single-degree-of-freedom (SDF) dynamic sensor system. An accelerometer is a representative SDF sensor system. In this paper, a moire-fringe-based fiber optic accelerometer is newly used for the test of the algorithm. The accelerometer is composed of one mass, one damper and one spring as a SDF dynamic system. In order to increase the dynamic bandwidth of the accelerometer, it is needed to increase the spring constant or decrease the mass. However, there are mechanical difficulties of this adjustment. Therefore, the presented signal processing algorithm is very effective to overcome the difficulties because it is just adjustment in the signal processing software. In this paper, the novel fiber optic accelerometer is introduced shortly, and the algorithm is applied to the fiber optic accelerometer to control its natural frequency and damping ratio. Several simulations and experiments are carried out to prove the performance of the algorithm. As a result, it is shown that the presented signal processing algorithm is a good way to broaden the dynamic bandwidth of the fiber optic accelerometer.
본 논문은 단자유도 동적 센서 시스템의 동적 구간을 조절할 수 있는 새로운 신호 처리법을 소개한다. 또한 본 논문에서는 무아래 현상을 응용한 신개념의 광섬유 가속도계를 사용하여 신호 처리법을 검증하였다. 신개념의 광섬유 가속도계는 단일 질량, 단일 탄성자 그리고 단일 감쇠자로 이루어진 단자유도 동적 시스템으로서 동적 구간이 작아 이출 증가시키기 위해서는 질량이나 탄성자 상수를 조절하는 등의 기계적 조절이 필요하다. 그러나 본 논문에서 제안한 신호처리 방법을 적용한다면 센서를 다시 제작하지 않고도 동적 구간을 쉽게 조절할 수 있게 된다. 본 논문에서는 여러 모의실험과 실제 실험을 통해 본 신호 처리 알고리즘의 성능을 검증하였으며 결과적으로 이러한 신호처리 알고리즘이 광섬유 가속도계의 동적 구간을 손쉽게 조절할 수 있는 효과적인 방법임을 보여주었다.
