• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.101-109
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• 2009

FBG센서로 변형율을 계측하고 추정 가능한 일부 저차모드를 중첩하여 교량의 동적변위를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모드별 진동형상은 단순보의 이론식에서 유도하였고, 일반화좌표는 FBG센서에서 계측한 변형율에서 유도하였다. 일반 교량의 저차모드에서 발생하는 휨 및 비틀림모드는 각 거더별 혹은 구간별로 분리하여 단순보의 이론적 휨모드로 고려함으로써 다양한 형식의 교량에 적용할 수 있도록 하였다. 알고리즘의 적용에 고려해야 할 진동모드의 개수 및 변형율 센서의 개수를 결정하는 기준은 이론적으로 제시되었다. 제안된 방법의 효용성을 다양한 형식의 교량에 대한 수치예제, 모형교량에 대한 실내실험 및 자기부상열차용 PC Box 거더교에 대한 현장실험을 통해 검증하였다. 수치예제에서는 교량 진동형상의 오차 및 변형률 측정 오차가 동적변위 추정 결과에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.11-21
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• 2016

최근 건축물과 교량 등 사회기반시설물들의 노후화로 인해 변위센서, 가속도센서 등 첨단 기술을 이용한 구조물 안전관리 기법이 중요한 이슈로 부각되고 있다. 일반적으로 구조물의 안전관리를 위한 구조 건전성 모니터링 기술은 IT와 계측센서 기반으로 이러한 시스템을 구축하기 위해서는 많은 비용이 소요된다. 본 논문에서는 기존 계측센서 기반의 구조 건전성 모니터링 시스템에 비해 보다 경제적이고 효과적인 방법으로 구조물의 변위와 고유진동수를 추정하여 손상도를 평가하는 영상 기반의 구조물 동특성 분석 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 시스템은 디지털 카메라와 같은 영상장치를 이용하여 구조물의 영상을 촬영하고, 영상처리를 위해 주로 사용되고 있는 정규상호상관기법인 NCC연산을 통해 변위와 고유 진동수를 분석하고, 구조물의 손상전후의 주파수응답비를 비교분석하여 손상도를 판별하여 문제가 발생 시 관리자에게 경보하는 기능을 지원한다. 본 시스템은 기존의 구조물에 부착하거나 고정해서 사용하는 계측 센서에 비해 설치 및 이동이 간편하고, 시스템이 단순하여 경제적이며 활용성이 높은 장점이 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2024

본 연구는 대기외란 조건에서 비전센서를 활용하여 구조물의 동적 변위 측정을 위하여 멀티스케일 템플릿 매칭 기법 (TMI: Template Matching with Image pyramids)을 제안하고 제안기법의 변위 측정 성능을 조사하기 위해 진행되었다. 촬영거리에 따른 변위 측정 성능을 평가하기 위해 3층 전단 구조물을 설계하였으며, FHD(1920×1080)급 카메라를 준비하여 변위 계측에 사용하였다. 최초 촬영거리를 10m로 설정하였고, 10m씩 멀어지면서 최대 40m까지 변위 측정 실험을 진행하였다. 실내 조도 조건(450lux)에서 발열 기구를 활용하여 대기외란을 발생시켰으며, 대기외란으로 이미지를 왜곡시켰다. 사전실험을 통해 대기외란시 특징점 기반 변위 측정 방법과 제안기법의 변위 측정 타당성을 비교 검증하였으며, 검증 결과 제안기법의 낮은 측정 에러율을 나타냈다. 대기외란 환경에서 변위 측정 성능평가 결과, 인공 타겟을 활용한 TMI는 대기외란 유무에 따라 변위 측정 성능에 큰 차이가 없었다. 하지만 자연 타겟을 활용하였을 때, 20m 이상의 촬영거리에서 RMSE가 크게 상승하여 제안기법의 운용 한계를 보여줬다. 이는 촬영거리 증가에 따라 자연 타겟의 해상도가 저하되며, 대기외란으로 인한 이미지 왜곡이 템플릿 이미지 추정에 오류가 발생 되어 변위 측정 오차가 높게 발생하는 경향을 나타냈다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.141-145
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• 2018

본 논문에서는 이단계 칼만필터를 활용한 구조물의 3 자유도 동적변위 계측 시스템을 소개한다. 개발 시스템은 센서 모듈, 베이스 모듈, 컴퓨테이션 모듈로 구성되어 있다. 센서 모듈은 100Hz 샘플주파수의 고정밀 가속도를 계측하는 포스피드백 가속도계와 10Hz의 샘플주파수의 저정밀도의 속도, 변위를 계측하는 저가의 RTK-GNSS로 구성되어 있다. 계측된 데이터는 LAN 케이블을 통하여 컴퓨테이션 모듈로 전송되고, 컴퓨테이션 모듈에서 이단계 칼만필터를 활용하여 100Hz 샘플주파수의 고정밀 변위를 실시간으로 산정한다. 개발 시스템의 변위 계측 정밀도를 검증하기 위해 미국, 캘리포니아에 위치한 San Francisco-Oaklmand Bay bridge 에서 현장 실험을 수행하였으며, 실험 결과 1.68mm RMS 오차를 보임을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.71-86
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• 2023

본 연구에서는 암반 발파 시 발생하는 사면 재해를 방지하기위해 지중 관입형 변위센서를 이용한 암반 발파 시험을 수행하고 3차원 유한요소 수치해석을 통해 지중 관입형 변위센서의 적용성 검증 및 암반 발파 시 진동속도에 영향을 미치는 매개변수에 대해 고찰하였다. 암반 발파 시험 결과 지중 관입형 변위센서는 암반사면 거동 계측에 적용 가능한 시스템임을 확인하였으며, 수치해석 결과 암반 발파 시 진동속도에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수는 단위중량인 것으로 분석되었다. 또한, 발파원과 멀어질수록 진동속도는 급격하게 줄어들고 발파원과 가까울수록 동탄성계수와 단위중량의 차이에 따라 최대 진동속도 차이는 크게 발생하며 내부마찰각과 점착력 변화에 따른 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1450-1454
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• 2007

A Contact-type Linear Encoder-like Capacitive Displacement Sensor (CLECDiS) has been developed to measure displacements at high accuracy within a long measurement range. In this paper, we have worked on improving the performance and reliability of the sensor. The performance increase can be done by introducing the smaller electrode patterns of $4{\mu}m$ width. In order to improve the reliability of the sensor we have changed the electrode layers from chrome-gold to chrome-gold-chrome and re-design its supporting structure. The newly-designed sensor is fabricated and tested to show that its sensitivity is $35pF/{\mu}m$, which implies that its resolution may be 0.36nm if SNR (Signal-to-Noise-Ratio) is 80.1dB. It is about ten times of that $(3.14pF/{\mu}m)$ of its previous version with 10${\mu}m$ electrodes. The total measurement range remains the same as the previous one; 15mm. The calibration experiments show its improved performance and reliability.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-154
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• 2002

In a high speed spindle system, it is very important to monitor the state of rotating rotor. Particularly in active control spindle system, the position sensor must provide feedback to the control system on the exact position of the rotor. In order to monitor the state of a high speed spindle exactly, high accuracy and wide frequency bandwidth of sensors are important. This paper observes the factors which has an effect on dynamic performances of inductive position sensor.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.144-148
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• 2007

레이저 변위 센서를 이용한 비접촉식 표면거칠기 측정 방법에 관하여 접촉식과 비교 평가함으로 신뢰성을 확인하였으며, 비교측정하기 위하여 시편을 제작하고 접촉식 방법과 비접촉식 방법으로 측정하고 비교 분석하였다. 분석 결과 접촉식에 비해 비접촉식의 측정에서의 값은 신뢰할 수준으로 판단되었다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.131-136
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• 2003

Five expensive sensors are necessary to control a magnetic bearing system. The sensor price rate of magnetic bearing system is high. So it is necessary that cheap and good sensor is developed. The optical fiber displacement sensor is adaptive to satisfy this condition. We can design magnetically suspended spindle based on static characteristic of optical fiber displacement sensor developed. The controller can be designed by decoupled feedback PD. Therefore, it is simpler than any other controller comparatively.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.51-55
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• 1996

본 연구에서는 숫돌면의 직접관찰에 의해 적정한 드레싱 시기를 결정하는 것에 관한 연구를 수행했다. 이를 위해, 와전류센서를 숫돌주위에 설치하여 숫돌면의 눈막힘량을 비접촉식으로 직접 측정하므로서 숫돌의 상태를 검출했다. 숫돌의 재생작용에 의한 정상연삭과 눈막힘에 의한 이상연삭의 구분은 검출된 눈막힘량과 가공면 표면거칠기의 상관괘적(Relational Locus)을 통해 드레싱 시기를 결정했다. 또한 이때의 숫돌면의 상태를 레이져 변위센서를 이용해 측정하고 3차원 Topography로 표현했다. 본 논문에서는 이러한 내용들에 대한 실험적 결과들을 소개한다.