Stress waves monitored on the surface of structures under various loading conditions can provide useful information on the structural health status. In this paper, stress waves are measured by several sensors when a steel beam is impacted by a ball drop. The sensors used include the piezo-electric film Sensor, the electrical strain gage, and the ultrasonic transducer, and special attention is given to the pieza film sensor. The wavelet transform is used for the time-frequency analysis of dispersive waves propagating in the beam. The velocities of the wave produced in the team due to the lateral impact is found to be frequency-dependent and identified as the flexural wave velocity based on the comparisons with the Timoshenko beam theory. A linear impact site identification method is developed using the flexural wave, and the impact sites of the beam can be accurately estimated by the piezo film sensors. It is found that the piezo film sensor is appropriate for sensing stress waves due to impact and for locating impact sites in the beam.
In this paper, we reviewed the spindle system's motor and bearing and its mode safety for optimal design of a high speed spindle system that exceeds DmN value of 1,500,000. We could verify that it has a separation margin during critical speed by performing critical speed analysis. Also, we have selected an optimal sensoring installation location and actually manufactured & installed the sensor by identifying the stress concentration position in the axial load through finite element analysis to install the built-in piezo electric type load sensor to the spindle housing that can measure and monitor the machining load during high speed rotation of the spindle. Reproducibility is also verified by calibrating the error through the sensor's sensitivity adjustment after comparing the output between the plate dynamoneters and the load sensor to confirm the reproducibility of the load sensor.
Pulse diagnosis is one of the representative diagnostic methods in Oriental medicine. In this study, a pulse pressure sensor array coated with silicone, which includes 6 piezo-resistive sensors and 1 thermistor, is fabricated for pulse measurement. It is necessary to coat the pulse sensor array with silicone to avoid the fracture or damage of pressure sensors when the sensor is in contact with the skin and a constant pressure is applied. However, the silicone coating on the pulse sensor array can cause signal interference among the sensors in the pulse sensor array. The interference number (IN), a calculation for expressing the degree of interference among channels, is changed according to the silicone thickness on the pulse sensor array. The IN is increased by a thick silicone coating, but the fabrication error, an important index for the mass production of the sensor array, is reduced by the thickness of the silicone coating. We propose that the thickness of the silicone on the pulse sensor array is an important consideration for the performance of the fabricated sensor and manufacturing repeatability.
본 논문에서는 주거지 내의 재실자의 행동을 분류하기 위한 LSTM 모델을 개발하는 연구에 대해 다룬다. 다중센서의 구성은 실내 공기질을 측정하는 IAQ(Indoor air quality) 센서, 재실감지 및 위치를 추적하는 UWB 레이더, 재실자의 생체정보를 측정하기 위한 Piezo 센서로 구성되며 실제 주거환경과 유사한 실험환경을 구축하여 외출, 재실, 요리, 청소, 운동, 수면 등의 재실자 행동 데이터를 수집한다. 수집한 데이터를 이상치와 결측치를 전처리 후 LSTM 모델을 사용하여 재실자 행동 분류 모델의 정확도, 민감도, 특이도, 그리고 T1스코어를 계산 후 평가한다.
본 논문은 Piezo Resistive Type(PRT) 압력 센서용 신호 처리 아날로그 전단부 IC 설계를 주제로 한다. 센서의 출력 전압을 개선을 하기 위해 센서의 전류를 보상하는 Gauge Factor Calibration 회로, 같은 센서와의 오차가 있더라도 적용이 가능하도록 설계한 Programmable Gain Amplifier (PGA), 클록 생성기에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 확산 스펙트럼 클록 생성기, 압력 센서의 분해능을 향상시키기 위한 10Bit ADC와 14Bit DAC 그리고 기존 아날로그 방식으로 처리하던 방식과는 달리 디지털 신호처리 방식을 이용한 Calibration Microcontroller (CMC)를 설계하였다. $0.35{\mu}m$ CMOS Process를 이용하여 설계 하였으며, 설계된 IC의 공급 전압은 5V와 3.3V의 전원 분리를 통하여 아날로그 회로는 5V를 사용하고 디지털 회로는 LDO로부터 3.3V를 공급 받도록 구성하였다. Gauge Factor Calibration 회로는 3.75uA부터 120uA까지 보상이 가능하며 PGA는 30dB부터 45dB까지 제어가 가능하고 확산 스펙트럼 클록 생성기는 2.13dB에서 -5.94dB로의 EMI를 감소시킬 수 있다. 공급전압에 대한 ASIC 보호 회로는 800mV부터 6.4V를 제외한 나머지 전압은 차단이 가능하고 14Bit DAC는 0.305mV의 해상도를 가지고 있다. 총 전류 5.32mA를 소모하고 있으며, Die 크기는 $1.94mm{\times}1.94mm$의 면적을 갖는다.
차종별 교통량 자료는 건축·도시·교통 등의 다양한 분야에서 기초 자료로 활용되는 중요한 자료이다. 교통량 자료는 상시조사와 수시조사를 통해 수집되어 도로교통량 통계연보에 매년 연평균일교통량(AATD)으로 제공된다. 상시조사는 매설형 교통량 수집 장비 (AVC)를 통해 수집되며, AVC는 교통량을 검지하는 루프센서와 축수를 검지하는 피에조 센서로 구성되어 있다. 교통량 수집 장비는 매설형의 특성상 검지 장비 고장 등으로 인한 결측자료가 발생된다. 기존방법에서는 과거 데이터와 지점 주변의 교통량 추세를 통해 보정한다. 그러나 이러한 방법은 시간적·공간적 특성을 반영하지 못하고 보정에 활용되는 기데이터 또한 보정값일 수도 있다는 단점이 있다. 본 연구에서는 차량의 축을 검지할수 있는 피에조센서를 활용하여 획득되는 누적 축수를 통해 축보정계수를 산출하여 결측된 교통량을 보정하는 방안을 제안하였다. 이는 기존 방법의 한계점인 시간적·공간적 특성을 반영할 수 있다는 장점이 있으며, 비교 평가 결과 기존의 방법보다 오차율이 더 낮게 도출되었다. 축 카운트를 활용한 교통량보정시스템은 간단한 알고리즘으로 바로 현장 시스템에 적용 가능한 보정방법으로 판단된다.
This paper is concerned with the experiments on the active vibration control of a plate with piezoceramic sensors and actuators. The natural frequencies of the composite plate featured by a piezo-film sensor and piezo-ceramic actuator are calculated by using the modal analysis method. Modal coordinates are introduced to obtain the state equations of the structural system. Six natural frequencies were considered in the modelling, because robust control theory which has inherent robustness to structured uncertainty is adopted to suppress the transients vibrations of a glass fiber reinforced(GFR) composite beam. A robust controller satisfying the nominal performance and robust performance is designed using robust theory based on the structured singular value. Simulations were carried out with the designed controller and effectiveness of the robust control strategy was verified by results.
수면 중 생체 신호를 측정하는 것은 수면 장애 진단 및 치료의 중요한 부분을 차지하며, 전반적인 수면의 질을 판단하는 방법으로 사용되고 있다. 현재 수면다원검사와 같이 수면중 생체 신호를 측정하는 방법은 몸에 전극을 부착하는 접촉식 방법이 사용되고 있다. 이는 수면 중 움직임에 제약을 받고, 매 측정 시 마다 탈부착을 해야 하는 번거러움과 고통을 유발하게 된다. 이러한 필요성으로 인해 무구속적 방식으로 생체 정보를 획득하려는 연구가 활발히 진행되고 있는 상태이다. 따라서 본 논문에서는 필름 타입의 압력센서인 피에조 (Piezo)를 침대에 설치하여 직접적인 접촉과 구속감이 없이 분당 심박 수를 산출하고, 호흡의 유무를 판단하는 방법에 대해 제안하였다.
In multi-stage cold forging process, to enhance the productivity and product quality, in-site process monitoring technique by implanting sensors such as piezo-sensor and acoustic emission sensor has been continuously studied. For accurate analysis of the process, the selection of appropriate sensors and implantation positions are very important. Until now, in a multi-state forging machine, wedge parts located at the end of punch-set are used but it is difficult to analyze minute changes in die block-set. In this study, we also implanted sensors to the die part (die spacer) and compared signals from both sensors and found that sensing signals from die part showed enhanced process monitoring results.
현재 AVC 장비의 운영방법은 하나의 센서가 고장 나면 해당 차로의 교통량 속도 차량 종류에 대한 모든 정보의 생성을 중단하고 있다. 현재의 운영방법은 정상 센서에서 수집한 자료들을 활용하지 않는다는 비효율이 존재한다. 본 연구는 이런 비효율을 개선하기 위하여 일부 센서가 고장 난 AVC (Automatic Vehicle Classification)장비에서 교통량과 속도의 산출 방법에 대하여 연구를 진행하였다. 센서의 고장유형을 총 4가지로 분류하였으며, 각 고장유형별로 교통량과 속도를 산출하고 이에 대한 정확도분석을 수행하였다. 그 결과 교통량은 정확도가 매우 높은 값(정확도: 100%, 98%, 97%)으로 산출이 가능하였으며, 속도의 경우 충분히 받아들일 만한 수준의 속도 값(RMSE 값 16.9 이하)이 산출되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법론들을 사용하면 AVC 장비의 운영 효율을 증가 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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