• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.63-70
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• 2011

본 논문은 비고정식 가속도계를 이용하여 운동 중 에너지 소비를 추정하였다. 가속도계 기반의 에너지 소비를 추정하는 대부분의 연구는 가속도계를 체중심에 부착한 고정방식이지만 본 연구에서는 가속도계를 고정시키지 않은 상태로 하의 주머니에 넣고 운동 중 에너지 소비를 추정 하였다. 에너지 소비 추정을 검증하기 위해 피험자는 가스 교환 방식의 간접칼로리미터와 고정식과 비고정식의 가속도계를 동시에 착용한 후 모터 구동 방식의 트레드밀에서 실험을 수행하였다. 28명의 피험자중 20명은 실험군으로, 8명은 대조군으로 분류하였다. 실험군의 데이터를 이용하여 간접칼로리미터의 에너지 소비량을 종속 변수로, 가속도 신호의 신호크기 면적을 독립변수로 설정하여 선형 회귀식을 유도하였다(결정계수: 0.98, 유의성: p<0.000). 대조군의 데이터를 이용하여 에너지 소비를 추정한 결과 간접칼로리미터와 비교시 고정식인 경우 15.0%, 비고정식인 경우 17.0%의 평균오차를 보였다. 비고정식과 고정식의 가속도계를 이용한 에너지추정 오차는 2%로 이 결과를 바탕으로 본 연구에서 제안한 비고 정식 가속도계 방식을 이용하여 운동 중 에너지 소비를 추정할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.277-283
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• 2016

본 논문에서는 풍산 FNS에서 개발한 force-feedback형 고정밀 국산 3축 가속도계의 성능을 실험적으로 평가하고, 건설구조물 전산구조해석 및 유지관리용 건전성 모니터링에의 적용성을 논한다. 레이트 테이블 및 가진기를 통해 다양한 형태로 가진실험을 수행함으로써 국산 가속도계의 비선형성, 대역폭, 저주파 신호계측 성능, 바이어스 특성을 검증하고, 국내 가속도계 시장의 대부분을 차지하고 있는 해외 업체들의 대표적 가속도계와 성능을 비교 평가하여 국산 가속도계의 적용성과 시장진입 가능성을 평가하였다. 실험분석 결과 국산 가속도계는 실험으로 평가한 모든 항목에서 실험에 사용된 수입 가속도계보다 좋은 성능을 보였다. 특히 건설 구조물 계측에 필수적인 저주파 대역 계측성능은 수입 가속도계의 성능을 능가하였으며, 바이어스도 상수 특성을 가장 잘 유지하는 것으로 나타나 향후 실험기반 구조해석 및 구조물 장기 건전도 모니터링에 좋은 대안이 될 것으로 평가된다.

• 한국음향학회지
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• 제24권7호
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• pp.371-378
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• 2005

본 연구에서는 면내 진동하는 감쇠 단을 갖는 보에서 진동파워의 크기와 방향을 나타내는 면내 진동인텐시티를 측정하였다. 보의 면내 진동인텐시티 측정 방법으로서 3가지 다양한 방법을 적용하였다. 이러한 방법들은 2개의 가속도계 선형 배열을 이용하는 가속도계배열법과 하나의 가속도계를 갖고 주파수응답함수를 이용하는 주파수응답함수법 그리고 기준 가속도를 고정시키고 다른 하나의 가속도계를 이용하는 기준가속도계법 들이다. 본 연구에서는 이러한 방법들을 적용하여 보의 진동인텐시티 공간 분포를 측정하여 비교하였으며, 또한 가진 점에서 주어지는 입력 파워와 비교를 통하여 적용 가능성을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 보의 면내 진동인텐시티를 측정하기 위하여 가속도계배열법뿐만이 아니라 주파수응답함수법과 기준가속도계법 또한 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.350-355
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• 2007

Accelerometer mounting fixtures were prepared with the different materials(Ti and SUS). The dynamic characteristics of the mounting fixture were analyzed by finite element method(FEM), and the mode shape of each order and the displacement response for modelling the mounting fixture were analyzed by ANSYS, then resonant frequencies of the mounting fixtures with Ti and SUS were 22.700 and 23.390 kHz, respectively. The dynamic characteristics of the mounting fixture with the different positions were obtained by using laser interferometer. The response of the accelerometer was nearly a constant from 40 Hz to 500 Hz, but the change of the acceleration was increased with an increase of the frequency above 500 Hz.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.53-58
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• 2001

This paper presents a high resolution capacitive microaccelerometer for applications to personal information systems. We reduce the mechanical noise level of the microaccelerometer by increasing the proof-mass based on deep RIE process. We reduce the electrical noise level by increasing the amplitude of an AC sense voltage. The high sense voltage is obtained by DC-to-DC voltage multiplier. In order to solve the nonlinearity problem caused by the high sense voltage, we modify the conventional comb electrode of straight finger type into that of branched finger type, resulting in self force-balancing effects for enhanced detection linearity. The proposed branched finger capacitive microaccelerometer was fabricated by the deep RIE process of an SOI wafer. The fabricated microaccelerometer reduces the electrical noise at the level of $2.4{\mu}g/\sqrt{Hz}$ for the sense voltage of l6.5V, which is 10.1 times smaller than the electrical noise level of $24.3{\mu}g/\sqrt{Hz}$ at 0.9V. For the sense voltage higher than 2V, the electrical noise level of the microaccelerometer became smaller than the constant mechanical noise level of $11{\mu}g/\sqrt{Hz}$. Total noise level, including the electrical noise and the mechanical noise, has been measured as $9{\mu}g/\sqrt{Hz}$ for the sense voltage of 16.5V, which is 3.2 times smaller than the total noise of $28.6{\mu}g/\sqrt{Hz}$ for the sense voltage of 0.9V. The self force-balancing effect results in the increased stiffness of 1.98 N/m at the sense voltage of 17.8V, compared to the stiffness of 1.35 N/m at 0V, thereby generating the additional stiffness at the rate of $0.002N/m/V^{2}$.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.249-254
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• 2017

본 논문에서는 가속도계와 속도계를 활용한 단기 동적변위 산정기법을 소개한다. 본 기법에서 변위는 측정된 가속도와 속도 데이터를 칼만필터 기반 실시간 융합 알고리즘에 적용하여 추정된다. 기존 변위센서(LVDT, LDV, Vision 등)는 고정된 지지점과 설치를 위해 별도의 가설물을 필요로 했기 때문에 지진 발생 시나 해상교량 적용에 한계가 있었다. 또한 Laser/Vision 기반 센서의 경우 시야확보가 어려운 경우 활용이 제한된다. 본 기법에서는 부착식 센서인 가속도계와 속도계를 활용하기 때문에, 고정된 지지점이 필요 없을뿐더러 부착만 되면 시야확보 여부로부터 자유롭다. 따라서, 지진, 해상교량뿐만 아니라 화재 시에도 적용 가능하다. 변위추정을 위해 누적되는 가속도의 이중적분 오차는 속도 계측치로 보정되며, 실험실 규모 테스트를 통해 해당 기법을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1861-1863
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• 2001

본 연구에서는 국내에서도 아직 초기단계 기술이라고 할 수 있는 간섭계를 이용한 주요 시설물(변전소등) 안전 감시 혹은 항만 감시 및 방어용 광섬유 격자 그물망 구현을 위한 광섬유 시스템 적용성을 연구한 것이다. 연구에서는 마흐젠더 간섭계의 구성에 비해 구성이 용이한 Sagnac간섭계를 구성 실험하였다. 이 간섭계의 성능 검증을 위하여 1550nm의 중심파장을 방사하는 레이저, 싱글모드 광섬유, 3${\times}$3 커플러 등의 광소자를 사용하였고, 광섬유의 길이의 변화를 주기 위하여 PZT 위상 변조기에 교류 전원을 인가하여 PZT 위상 변조기의 진동을 유도하였다. 또한, 전체 길이 약 180cm, 17${\times}$7, 철봉의 직경 6m의 철망 구조물을 제작후, 센서 부분의 역할을 담당한 광섬유 케이블을 일정한 간격으로 철망 구조물에 케이블 타이로 고정하였다. 철망 구조물에서 발생할 수 있는 각종 외부 가진에 대해, 철망 구조물에 가속도계를 설치하여, Sagnac 간섭계에서의 광 간섭 신호와 가속도계의 신호를 비교 검증 하였다. 본 실험결과를 통하여 광섬유 펜스는 주요 시설물(변전소등) 안전 감시 혹은 항만 감시 및 방어용 경보 시스템에 적합하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권1호
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• pp.1-10
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• 2004

This paper presents a navigation garde capacitive microaccelerometer, whose low-noise high-resolution detection capability is achieved by a new electrode design based on a high-amplitude anti-phase sense voltage. We reduce the mechanical noise of the microaccelerometer to the level of 5.5$\mu\textrm{g}$/(equation omitted) by increasing the proof-mass based on deep RIE process of an SOI wafer. We reduce the electrical noise as low as 0.6$\mu\textrm{g}$/(equation omitted) by using an anti-phase high-amplitude square-wave sense voltage of 19V. The nonlinearity problem caused by the high-amplitude sense voltage is solved by a new electrode design of branched finger type. Combined use of the branched finger electrode and high-amplitude sense voltage generates self force-balancing effects, resulting in an 140％ increase of the bandwidth from 726㎐ to 1,734㎐. For a fixed sense voltage of 10V, the total noise is measured as 2.6$\mu\textrm{g}$/(equation omitted) at the air pressure of 3.9torr, which is the 51％ of the total noise of 5.1$\mu\textrm{g}$/(equation omitted) at the atmospheric pressure. From the excitation test using 1g, 10㎐ sinusoidal acceleration, the signal-to-noise ratio of the fabricated microaccelerometer is measured as 105㏈, which is equivalent to the noise level of 5.7$\mu\textrm{g}$/(equation omitted). The sensitivity and linearity of the branched finger capacitive microaccelerometer are measured as 0.638V/g and 0.044％, respectively.

• 구강회복응용과학지
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• 제38권2호
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• pp.81-89
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• 2022

목적: 여러 근관치료용 무선 핸드피스에서 발생되는 진동의 크기와 양상을 비교해 보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 클램프로 고정시킨 5개의 근관치료용 무선 핸드피스(X Smart IQ, E Connect S, Endo A Class, ENDOIT, TRAUS ENDO)의 헤드부분에 가속도계를 이용하여 회전운동과 왕복운동방식으로 동작할 때 핸드피스 자체에서 발생하는 진동가속도를 측정하였다. 결과: 모든 근관치료용 무선 핸드피스에서 회전운동보다 왕복운동에서의 평균진동가속도가 유의하게 높게 나타났다(P < 0.001). 회전운동에서는 급격한 진동의 크기 변화 없이 일정한 진폭의 반복적인 진동그래프가 얻어졌으며, 평균진동 가속도 값은 X Smart IQ, Endo A Class, ENDOIT, E Connect S, TRAUS ENDO 순이었고(P < 0.001), X Smart IQ와 Endo A Class 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 왕복운동에서는 한 주기 안에 특정 지점에서 큰 진폭의 피크가 나타나는 양상의 진동그래프가 얻어졌으며, 평균진동가속도 값은 X Smart IQ, E Connect S, Endo A class, ENDOIT, TRAUS ENDO 순이었다(P < 0.001). 결론: 무선 근관치료용 핸드피스 종류에 관계없이 회전운동보다 왕복운동에서 더 큰 진동이 발생하였다. 왕복운동에서는 모든 핸드피스에서 진동의 차이가 있었다(P < 0.001).

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.143-155
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• 2022

본 연구에서는 지진 모사실험을 진행하는 1 g 진동대 실험에 올라가는 연성토조(Laminar Shear Box, LSB)라고 하는 토조의 경계조건(Boundary effect)을 달리하여 다른 조건에 따른 응답가속도 증폭에 대한 분석하였다. LSB의 양 옆을 고정하여 경계조건을 달리하여 실험을 진행하였고, 가속도계를 각 동일한 위치에 설치하여 2가지 시료에 대하여 실험을 진행하였다. 또한, DEEPSOIL v7 프로그램을 이용하여 1차원 지반응답해석을 통하여 자유장 조건에서와 비교 분석하였다. 그 결과 가속도가 하층부에서 상층부로 올라갈수록 증폭하는 모습을 확인할 수 있었고, 지반응답해석과 비교한 결과, 자유장 조건에서 해석과 비슷하게 나오는 것을 확인할 수 있었다. SA분석결과, 지반응답해석과 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 고정한 경우는 PSA가 더욱 증폭하는 결과를 확인할 수 있었다.