• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.17 no.2
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• pp.27-33
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• 2003

본 논문에서는 측정된 가속도신호만을 사용하여 변위응답을 추정하는 시간영역과 주파수영역에서의 동적 응답변환 알고리즘을 제시하였다. 본 알고리즘에서 사용되는 변환변위응답은 속도와 변위성분의 초기조건에 대한 정보 없이 측정된 가속도신호의 적분에 의하여 계산되며 실제 변위응답과 상관관계를 갖는다. 이에 측정된 구조물의 동적응답이 무재하부분과 자유진동부분을 포함하고 있을 때 변환응답을 보정하여 초기치 문제를 해결할 수 방법을 제시함으로써 가속도신호만을 사용하여 실제 변위응답을 추정할 수 있도록 하였다. 제시된 응답변환 알고리즘의 타당성을 평가하기위해 실교량에 대한 현장시험자료를 적용하여 변위응답을 추정하고 실측된 동적 변위와 비교하였다. 또한, 주파수영역에서의 응답변환에서 적분구간을 상이하게 사용함으로써 동적성분과 정적성분으로 분리된 추정응답을 평가할 수 있었으며 이에 따른 충격계수의 계산은 신뢰성 있는 평가방법임을 확인하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.3A
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• pp.257-264
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• 2010

Generally, estimations on the displacement as an important factor in evaluating the safety of large structures could be a barometer assessing whether the condition of the structure is deteriorating. Practically, it is not easy how to measure the displacement response to large structures like suspension bridges. In this study, as a method for estimation displacement response from strain signals, mode decomposition technique is proposed. Total displacement response is estimated by superposing quasistatic displacement response and modal displacement responses in dominant modes with larger contributions after estimating the modal displacement responses. If foiled strain gauges are used to measure strain signals, there would likely to generate electric noise, what's more, the more measuring points there are the more economic burden it could be. In order to solve such problems, fiber optic bragg-grating(FBG) sensors were used, which have multi-point measurements with no effect on electric noises. Therefore, the experiment was performed through dynamic load test of suspension bridge and plate-girder bridge to review the possibility for using mode decomposition technique.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.140-143
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• 2011

본 연구에서는 준능동형 제진장치로 복합형 제진장치(HMD, Hybrid Mass Damper)의 운용에 요구되는 제어알고리즘 개발에 대한 연구를 진행하였다. 제어력을 산정하기 위한 알고리즘 내장화 과정에서 구조물의 상태를 피드백하기 위해서는 구조물의 가속도를 계측하고 이로부터 변위, 속도를 추정하게 되는데 여기서 발생하는 오차의 문제점을 개선하기 위하여 GPS의 실시간 변위측정기술을 활용하여 변위를 직접 입력하면서 구조물의 응답을 제어할 수 있는 알고리즘을 구성하려 한다. 이 때 측정된 데이터의 값에는 잡음이 발생하고 미분기의 동적특성을 가지고 있는 HMD에 입력신호로 사용하는 경우 상당한 오차가 생기는 변위 되먹임(Feedback)의 문제점을 확인하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 제진장치 입력신호의 시간간격(Time-interval)을 조정하여 오차를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석결과, 입력신호에는 최적의 시간간격(Time-Interval)이 존재하였으며 이를 적용할 경우 건물의 변위와 가속도 응답을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.4A
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• pp.507-515
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• 2008

In this study, a method predicting the displacement response of structures from the measured dynamic strain signal is proposed by using mode decomposition technique. Evaluation of bridge stability is normally focused on the bridge completed. However, dynamic loadings including wind and seismic loadings could be exerted to the bridge under construction. In order to examine the bridge stability against these dynamic loadings, the prediction of displacement response is very important to evaluate bridge stability. Because it may be not easy for the displacement response to be acquired directly on site, an indirect method to predict the displacement response is needed. Thus, as an alternative for predicting the displacement response indirectly, the conversion of the measured strain signal into the displacement response is suggested, while the measured strain signal can be obtained using fiber optic Bragg-grating (FBG) sensors. As previous studies on the prediction of displacement response by using the FBG sensors, the static displacement has been mainly predicted. For predicting the dynamic displacement, it has been known that the measured strain signal includes higher modes and then the predicted dynamic displacement can be inherently contaminated by broad-band noises. To overcome such problem, a mode decomposition technique was used. Mode decomposition technique estimates the displacement response of each mode with mode shape estimated to use POD from strain signal and with the measured strain signal decomposed into mode by EMD. This is a method estimating the total displacement response combined with the each displacement response about the major mode of the structure. In order to examine the mode decomposition technique suggested in this study model experiment was performed.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.135-146
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• 1998

대형 시스템의 건전성 평가를 위한 동적 재하시험에 있어서 변위를 측정하는 것보다 가속도를 측정하는 것이 수월하나 대부분의 공학적 기준은 응력과 비례관계를 지니는 변화를 기준으로 하고 있다. 본 연구에서는 시스템의 재하시험시 측정된 가속도신호를 이용하여 변위응답을 산정하는데 그 목적을 두고 적분을 위한 신호처리시 발생되는 문제점을 정상상태 및 천이영역에 대하여 규명하였다. 기존의 연구에서 고려하지 못하였던 초기조건의 항을 도입함으로써 시간영역의 적분과 주파수영역의 적분결과가 일치함을 해석적으로 입증하였으며 이동하중을 받는 보의 동적거동에 대하여 제시된 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11b
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• pp.1384-1387
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• 2001

Presented is a method to predict strain responses from displacement measurements on a mechanical structure. The method consists of forming a transformation matrix, which is calculated from displacement and strain modal matrices. The modal matrices can be obtained by either finite element analysis or modal testing. One disadvantage of the method is that it requires displacements on all measuring points be measured simultaneously. The strain prediction method is applied to a simple simulated system.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.18 no.3 s.93
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• pp.347-354
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• 2006

In this paper we have attempted to bring the wavelet transform theory to the dynamic response conversion algorithm. This algorithm is proposed for the problem of estimating the displacement data by defining the transformed responses. In this algerian, the displacement response can be obtained from the measured acceleration records by integration without requiring the knowledge of the initial velocity and displacement information. The advantage of the wavelet transform over either a pure spectral or temporal decomposition of the signal is that the pertinent signals features can be characterized in the time-frequency plane. In the response conversion procedure using the wavelet decomposition signals, not only the static component can be extracted, but also the dynamic displacement component can be separated by the structural mode from the identified displacement response. The applicability of the technique is tested by an example problem using the real bridge's superstructure under several cases of moving load. If the reliability of the identified responses is ensured, it is expected that the proposed method for estimating the impact factor can be useful in the bridge's dynamic test. This method can be useful in those practical cases when the direct measurement of the displacement is difficult as in the dynamic studies of huge structure.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.17 no.6
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• pp.500-506
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• 2006

An optical fiber displacement sensor has the advantages of relatively simplicity, cheap, small probe size and immunity against environmental perturbation. The working principle of the sensor is based on the intensity modulation that is detection light intensity reflecting from the surface being measured. This paper presents the mathematical model of displacement measurement mechanism of this sensor type. The theoretical and experimental data are compared to verify the model in describing the realistic approach to sensor design. Finally, the analysis results show that displacement response characteristics such as sensitivity, measuring range are easily modified by principal design parameters such as magnitude of optical Power, diameter of optical fiber core and distance between transmitting fiber and receiving fiber.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.3
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• pp.317-325
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• 1989

광학시 비접촉 미소 변위 계측 장치의 응용예는 앞서 소개한 응용 외에도 여러 분야에서 많이 활용되고 있다. 즉, 주행 중인 차량 바퀴의 얼라이먼트(alignment) 계측에 이용되기도 하며, 파괴 역학 분야에서 크랙 개구단부(COD)의 변위량 측정에도 이용되며, 충격 역학 분야에서는 변위의 출력 응답 특성이 경시적으로 대단히 복잡하게 변하는 동적 파괴 현상의 원인 규명의 목적으 로도 많이 활용되고 있다. 더욱이 눈부신 발전을 거듭하고 있는 재료 요소 기술 및 센서 기술의 도움으로 앞으로는 이러한 비접촉식 미소 변위 측정 시스템이 보다 더욱 다양하게 사용되어질 것으로 기대되며, 또한 점차 성능 및 가격적 측면에서도 고성능의 계측 시스템을 손쉽게 큰 부 담이 없이 구입 가능할 수 있으리라 믿는다. 그러나 한편으로는 고정도의 물리량의 계측은 꼭 최신의 고가의 장비로만 되는 것이 아니라는 점과, 이러한 계측 시스템의 활용 시에는 기본 검출 원리 및 특성의 이해와 더불어 각 시험 경우에 따른 측정치에 대한 검증 작업을 게을리 하지 말아야 된다는 점도 아울러 당부하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.01a
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• pp.403-405
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• 2022

본 논문에서는 4차 산업에서 필요로 하는 스마트 기기의 소형 및 저전력 부품에 사용되는 센싱 플랫폼을 제안하였다. 특히 스마트팩토리의 공장 자동화와 정밀 측정의 핵심 부품인 리니어 모션 가이드(LM Guide)를 고정밀, 고정도로 제어할 수 있는 센싱 시스템을 개발하였다. 이를 위하여 기존의 변위 센서 기법의 한계를 극복할 수 있도록 와전류(Eddy Current) 기법을 이용함으로써 LC 공진기와 전도체를 LM 가이드에 장착할 수 있도록 구현하였다. 또한 미세 인덕턴스 값을 측정할 수 있도록 디지털 신호처리 기술과 컴퓨터/산술 기술을 FPGA를 이용한 HW 시스템을 제작하여 구현함으로써 실험을 진행했다. 본 논문에서 구현한 HW 센싱 시스템을 이용하여 LM 가이드를 동작시킴으로 실시간으로 변위 값을 디스플레이 부로 출력되어 측정이 가능하고, 변위 값의 분해능과 응답속도 면에서 우수함을 확인할 수 있다.