KR101314151B1 - 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치 - Google Patents

주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 회전 가진기로 발생시킨 주기적 회전 운동에 의하여 발생하는 선형 가속도 성분 및 중력 가속도 성분을 동시에 6축 진동 센서에 인가하여, 선형 3축 뿐 아니라 회전 진동 센서의 3축 교정을 가능하게 하는 교정 방법과, 선형 및 회전 진동센서의 동시 교정을 수행할 수 있는 구현 장치를 제공함에 있다.

Description

주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치 {Calibration Method for 6-Axis Vibration Sensors using Periodic Angular Vibration and Its Realization System}
본 발명은 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 회전 가진기를 이용하여 발생시킨 주기적 회전 진동에 의하여 발생하는 선형 가속도 성분 및 중력 가속도 성분을 동시에 6축 진동 센서에 인가함으로써 선형 3축 및 회전 3축에 대한 교정을 가능하게 하는, 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치에 관한 것이다.
6축 센서란 선형 3축, 회전 3축 방향을 측정할 수 있는 센서로, 일반적으로 자이로 센서와 가속도 센서를 결합한 형태로 이루어지나, 그 사용 범위가 확대됨에 따라 보다 정확한 측정을 위하여 다양하게 발전된 형태가 꾸준히 개발되어 오고 있다. 한 예로, 한국특허공개 제2011-0077582호 (2011.07.07, "일체형 모션 캡처용 6축 센서 및 그 제조 방법")에는 이와 같이 개선된 6축 센서의 구조에 관한 기술이 개시되어 있다. 이렇게 선형 3축 및 회전 3축으로 구성되는 6축 진동 센서는, 항공기 및 국방 무기 체계에 사용되고 있는 관성 항법 장치(IMS, inertia measurement system), 스마트 폰 및 태블릿 PC와 같은 정보 기기, 그리고 2010년부터 법제화된 차세대 자동차 자세 제어 장치(ESC, electric stability control) 등에 널리 사용되고 있다.
그러나 진동 센서의 사용 주파수 대역에서 6축 선형 축과 회전축의 동시 교정 뿐 아니라 이들의 동적 성능 평가(주파수 응답 특성, 횡 감도, 고조파 비 등)에 필요한 기술은 아직 제품화 단계에 이르지 못하고 있다. 6축 진동 센서의 교정을 위하여 한국특허등록 제0846053호 (2008.07.07, "6축 힘/모멘트센서 교정기")와 같은 기술이 개시되었으나, 상기 기술은 보행 로봇에서의 6축 측정 정확성을 높이기 위한 것으로 힘/모멘트 전달장치를 포함하고 있어, 일반적인 소형의 6축 센서의 교정에 적용하기에는 적절하지 못하다.
한편, 회전 진동을 발생하는 가진기를 일반적으로 회전 가진기라고 칭하며, 본 출원인에 의하여 등록 또는 출원된 한국특허등록 제0780915호 (2007.11.23, "다층 피씨비 제작 공법을 이용한 회전 가진기용 회전 코일 제조 방법"), 한국특허공개 제2011-0023266호 (2011.03.08, "회전 진동 가진기") 등을 통해 이러한 회전 가진기의 제작 기술이 개시되어 있다. 본 출원인은 이러한 회전 진동 가진기를 이용하여 6축 진동 센서를 교정하는 새로운 방법 및 장치를 본 발명을 통해 제시한다.
1. 한국특허공개 제2011-0077582호 (2011.07.07, "일체형 모션 캡처용 6축 센서 및 그 제조 방법") 2. 한국특허등록 제0846053호 (2008.07.07, "6축 힘/모멘트센서 교정기") 3. 한국특허등록 제0780915호 (2007.11.23, "다층 피씨비 제작 공법을 이용한 회전 가진기용 회전 코일 제조 방법") 4. 한국특허공개 제2011-0023266호 (2011.03.08, "회전 진동 가진기")
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전 가진기로 발생시킨 주기적 회전 운동에 의하여 발생하는 선형 가속도 성분 및 중력 가속도 성분을 동시에 6축 진동 센서에 인가하여, 선형 3축 뿐 아니라 회전 진동 센서의 3축 교정을 가능하게 하는 교정 방법과, 선형 및 회전 진동센서의 동시 교정을 수행할 수 있는 구현 장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 장치는, 선형 3축 및 회전 3축 방향의 측정을 수행하는 6축 진동 센서(500)를 교정하는 교정 장치(100)로서, 조화 함수(sine function) 신호를 발생시키는 조화 함수 발생기(111) 및 상기 조화 함수 발생기(111)에서 발생된 조화 함수 신호를 증폭하여 출력하는 출력 증폭기(112)를 포함하여 이루어져 진동 신호를 인가하는 인가부(110); 상기 6축 진동 센서(500)가 구비되며, 상기 인가부(110)로부터 인가된 진동 신호에 따라 회전 진동을 발생시켜 상기 6축 진동 센서(500)로 전달하는 회전 가진기(120); 상기 회전 가진기(120)에 구비되며, 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동을 측정하는 정밀 회전 엔코더(131) 및 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 각도를 측정하는 위치 카운터(132)를 포함하여 이루어지는 측정부(130); 상기 6축 진동 센서(500)와 연결되어, 상기 회전 가진기(120)에 의하여 발생된 진동 신호가 상기 6축 진동 센서(500)에서 측정 및 출력되는 값을 전달받아 증폭하는 신호 증폭기(141) 및 상기 신호 증폭기(141)에서 전달받은 아날로그 신호를 디지털 분석 가능하도록 디지털 신호 형태로 변환하는 AD 컨버터(142)를 포함하여 이루어지는 변환부(140); 상기 인가부(110)에서 발생시키고자 하는 진동의 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성을 상기 인가부(110)로 입력하고, 상기 측정부(130)에서 측정된 값 및 상기 변환부(140)에서 출력된 값을 전달받아 비교 분석하여 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 제어부(150); 를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부(150)는 상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호를 비교하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 3축 및 회전 3축에 대한 감도를 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법은, 상술한 바와 같은 6축 진동 센서의 교정 장치(100)를 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법에 있어서, 상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호가 상기 제어부(150)에 의하여 비교되는 단계를 각 축 측정 단계라 할 때, A) 상기 회전 가진기(120)의 회전축이 x축, y축, z축 각각에 정렬되고 상기 각 축 측정 단계가 수행되는 단계; B) 상기 A) 단계에서 축을 달리하며 상기 각 축 측정 단계가 총 3번 수행된 후 얻어진 결과 값이 상기 제어부(150)에 의하여 취합 및 분석되어 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 각 축 측정 단계는 a) 상기 제어부(150)에 의하여 미리 결정된 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성이 상기 인가부(110)로 입력되는 단계; b) 상기 인가부(110)에 의하여 상기 제어부(150)로부터 입력된 진동 신호가 상기 회전 가진기(120)로 인가되는 단계; c) 상기 회전 가진기(120)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)로 진동이 전달되는 단계; d) 상기 측정부(130)에 의하여 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동 및 회전 각도가 측정되어 상기 제어부(150)로 전달되며, 상기 변환부(140)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)가 측정한 진동 신호의 출력값이 변환되어 상기 제어부(150)로 전달되는 단계; e) 상기 제어부(150)에 의하여, 상기 d) 단계에서 상기 측정부(130)에 의하여 측정된 값 및 상기 변환부(140)에 의하여 출력된 값이 비교 분석되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(150)는 하기의 식 1을 사용하여 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 것을 특징으로 한다.
(식 1)
Figure 112011072309119-pat00001
(이 때, '함수(k)' 형태로 기재된 식은 시간 기반 데이터를 주파수 기반 데이터로 변환하는 푸리에 변환(Fourier transformation) 함수로서 정수 'k'는 푸리에 sin 및 cos 계수의 차수(harmonic order)이며, 상기 '함수(k)'는 'k' 차수에 대응되는 '함수' 값을 나타낸다. 또한,
V1(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 x축 출력 전압,
V2(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 y축 출력 전압,
V3(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 z축 출력 전압,
V4(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 x축 출력 전압,
V5(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 y축 출력 전압,
V6(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 z축 출력 전압,
Ax(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 x축 가속도,
Ay(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 y축 가속도,
Az(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 z축 가속도,
ωx(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 x축 각속도,
ωy(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 y축 각속도,
ωz(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 z축 각속도,
Sij(i, j = 1, 2, 3): 선형 가속도 입력에 대한 출력 전압 감도,
Sij(i, j = 4, 5, 6): 회전 각속도 입력에 대한 출력 전압 감도이다.)
또한, 상기 제어부(150)는 상기 e) 단계에서, 산출된 출력 전압 감도(Sij) 값 중 Sii(i = 1, 2, 3) 값을 각 축의 선형 가속도의 공칭 감도(nominal sensitivity) 값으로, Sij(i ≠ j, i, j = 1, 2, 3) 값을 축간 선형 가속도의 횡 감도(transverse sensitivity) 값으로, Sii(i = 4, 5, 6) 값을 각 축의 회전 각속도의 공칭 감도 값으로, Sij(i ≠ j, i, j = 4, 5, 6) 값을 축간 회전 각속도의 횡 감도 값으로 분류하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(150)는 상기 교정 장치(100)에서 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0일 경우, 상기 회전 가진기(120)의 회전축의 주기적 회전 운동에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계에 인가되는 법선 가속도(AN(k)) 및 접선 가속도(AT(k)) 값을 사용하여, 상기 식 1을 하기의 식 2로 풀어 계산함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
(식 2)
Figure 112011072309119-pat00002
또한, 상기 제어부(150)는 상기 교정 장치(100)에서 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0이 아닐 경우, 상기 회전 가진기(120)의 회전축의 주기적 회전 운동에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계에 인가되는 법선 가속도(AN(k)) 및 접선 가속도(AT(k)) 값을 사용하여, 상기 식 1을 하기의 식 2로 풀어 계산하되,
(식 2)
Figure 112011072309119-pat00003
이격 거리에 따라 상기 식 2에 하기의 식 3과 같은 추가되는 법선 및 접선 가속도 성분을 더하여 계산함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
(식 3)
Figure 112011072309119-pat00004
본 발명에 의하면, 회전 가진기를 사용하여 주기적 회전 운동에 의해 발생되는 선형 가속도 성분 및 중력 가속도 성분을 동시에 6축 진동 센서에 인가하고 그 출력값을 측정함으로써, 선형 3축 뿐만 아니라 회전 3축의 교정을 가능하게 하는 큰 효과가 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 의하면 6축 진동 센서의 동시 교정 뿐만 아니라 주파수 응답 특성, 횡 감도, 고조파 비 등과 같은 동적 성능 평가 또한 가능하다는 장점이 있다. 따라서 본 발명에 의하여 교정되고 성능 평가가 이루어진 6축 진동 센서를 사용할 경우 보다 정확한 측정이 가능하게 되는 효과 또한 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 6축 진동 센서 교정 장치.
도 2는 회전축이 z축에 정렬된 상태의 회전 모델.
도 3은 다축 진동 센서의 교정에 적용하는 3가지 모델.
도 4는 회전축 및 6축 진동 센서 간 이격 거리가 있는 경우의 모델.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 6축 진동 센서 교정 장치의 한 실시예를 도시한 것이다. 본 발명의 6축 진동 센서 교정 장치(100)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 인가부(110), 회전 가진기(120), 측정부(130), 변환부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 이루어져, 선형 3축 및 회전 3축 방향의 측정을 수행하는 6축 진동 센서(500)를 교정하게 된다. 본 발명의 교정 장치 및 방법은, 상기 회전 가진기(120)에 상기 6축 진동 센서(500)를 구비시켜 상기 6축 진동 센서(500)에 주기적인 회전 운동을 가하여 줌으로써, 상기 6축 진동 센서(500)에서 선형 가속도를 측정하는 선형 가속도계에 주기적 회전 운동에 의한 법선 및 접선 방향의 서로 직교하는 두 가속도 성분과 중력 가속도가 동시 인가되도록 하여 선형 가속도계의 감도를 측정하여 교정하고, 또한 회전 운동을 상기 6축 진동 센서(500)에서 회전 각속도를 측정하는 회전 각속도계의 교정에 직접 사용하는 원리를 사용한다. 이 원리에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명하겠으며, 먼저 본 발명의 교정 장치(100)의 구성에 대하여 설명한다.
상기 인가부(110)는 상기 회전 가진기(120)로 진동 신호를 인가하는 역할을 하는 것으로, 조화 함수(sine function) 신호를 발생시키는 조화 함수 발생기(111) 및 상기 조화 함수 발생기(111)에서 발생된 조화 함수 신호를 증폭하여 출력하는 출력 증폭기(112)를 포함하여 이루어진다. 여기에서 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 인가부(110)가 상기 제어부(150)와 연결되어 상기 제어부(150)로부터 받는 입력에 따라 진동 신호를 발생시키도록 되어 있는데, 이로써 사용자가 자신이 원하는 진동 특성(주파수, 진폭 등)을 가지는 진동을 상기 제어부(150)로 용이하게 바꾸어 가며 입력 가능함을 알 수 있다. 즉 상기 인가부(110)에서 상기 회전 가진기(120)로 인가하는 진동 신호는 사용자가 미리 설계 및 결정하여 상기 제어부(150)를 통해 입력한 진동 특성을 재현하는 진동 신호가 된다.
상기 회전 가진기(120)에는 도시된 바와 같이 그 회전축 상에 상기 6축 진동 센서(500)가 구비되게 된다. 따라서 상기 회전 가진기(120)는 상기 인가부(110)로부터 인가된 진동 신호에 따라 회전 진동을 발생시켜 상기 6축 진동 센서(500)로 전달하는 역할을 하게 된다. 상기 회전 가진기(120)의 상세한 구성은, 앞서 설명한 바와 같이 본 출원인에 의하여 등록 또는 출원된 한국특허등록 제0780915호 (2007.11.23, "다층 피씨비 제작 공법을 이용한 회전 가진기용 회전 코일 제조 방법"), 한국특허공개 제2011-0023266호 (2011.03.08, "회전 진동 가진기") 등에 잘 기재되어 있으므로 여기에서는 설명을 생략한다.
상기 측정부(130)는 도시된 바와 같이 상기 회전 가진기(120)에 구비되어, 상기 회전 가진기(120)에서 발생되는 진동을 측정하는 역할을 한다. 보다 구체적으로는, 상기 측정부(130)는 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동을 측정하는 정밀 회전 엔코더(131) 및 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 각도를 측정하는 위치 카운터(132)를 포함하여 이루어져, 상기 회전 가진기(120)의 회전축의 회전 운동을 정밀하게 측정한다.
상기 변환부(140)는 상기 6축 진동 센서(500)와 연결되어, 상기 회전 가진기(120)에 의하여 발생된 진동 신호가 상기 6축 진동 센서(500)에서 측정 및 출력되는 값을 전달받아 증폭하는 신호 증폭기(141) 및 상기 신호 증폭기(141)에서 전달받은 아날로그 신호를 디지털 분석 가능하도록 디지털 신호 형태로 변환하는 AD 컨버터(142)를 포함하여 이루어진다.
상기 제어부(150)는 상기 인가부(110)에서 발생시키고자 하는 진동의 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성을 상기 인가부(110)로 입력하고, 상기 측정부(130)에서 측정된 값 및 상기 변환부(140)에서 출력된 값을 전달받아 비교 분석하여 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 역할을 한다. 보다 구체적으로는, 상기 제어부(150)는 상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호를 비교하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 3축 및 회전 3축에 대한 감도를 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하게 된다. 여기에서 감도란, 인가되는 가속도에 대한 출력 전압의 비로 정의되는 값이다.
간단히 말하자면, 본 발명의 교정 장치는 상기 회전 가진기(120)에 상기 6축 진동 센서(500)를 구비시키고, 미리 알고 있는 즉 사용자가 미리 결정하여 상기 제어부(150)를 통해 상기 인가부(110)로 입력하여 상기 회전 가진기(120)에서 발생되는 진동 신호와, 이 진동을 가했을 때 상기 6축 진동 센서(500)에서 어떻게 측정값 즉 출력 전압이 나오는지를 비교해서, 상기 6축 진동 센서(500)의 각 축 방향에 대한 선형 가속도 및 회전 각속도의 감도를 산출하는 것이다. 이와 같이 상기 6축 진동 센서(500)의 각 감도를 알게 되면, 감도를 알게 된 상기 6축 진동 센서(500)를 사용하여 실제 감지를 수행할 때 모든 방향에 대해서 어느 정도로 정확하게 감지가 가능한지를 명확하게 미리 알 수 있어 교정이 이루어질 수 있게 된다.
즉 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도의 교정이란, 이러한 각 축 방향에 대한 각각의 감도를 정확히 산출해 내는 것이라고 할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 교정 장치 및 방법을 사용하여 어떻게 감도를 산출하는지 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2와 같은 회전축이 z축에 정렬된 상태의 간단한 진동 모델을 통해 본 발명의 기본적인 원리로서 주기적 회전 진동에 의하여 진동 센서에 전달되는 가속도 성분을 살펴본다. 도 2와 같은 진동 모델에서, 가진 주파수 f, 회전 진동의 진폭 Aθ의 주기적 회전 진동이 될 때, 변위 θ(t), 각속도 ω(t), 각가속도 α(t)는 하기의 수학식 1과 같이 표시된다.
[수학식 1]
Figure 112011072309119-pat00005
이러한 축의 주기적 회전 진동은 선형 진동을 감지하는 질량 m에 법선(normal) 방향의 가속도 an(t) 및 접선(tangent) 방향의 가속도 at(t)을 각각 발생시키게 된다. 그리고 중력 가속도 g 또한 선형 진동을 감지하는 질량 m에 작용을 하게 된다. 따라서 선형 진동 감지용 질량에 작용하는 법선 및 접선 방향 가속도 an(t)와 at(t)는 하기의 수학식 2와 같이 표시된다.
[수학식 2]
Figure 112011072309119-pat00006
즉, 회전 가진기를 사용하여 주기적 회전 진동을 가함으로써 선형 가속도 센서에 법선 및 접선 방향의 두 종류의 직교성(orthogonality)을 갖는 가속도를 인가할 수 있음을 알 수 있다. 이 두 가속도 성분과 더불어 중력 가속도를 동시에 이용하여 선형 가속도계(linear accelerometer)의 감도(인가되는 가속도에 대한 출력전압의 비로 정의되는 값) 측정에 응용하자는 점이 본 발명의 기본 개념이다. 그리고 회전축과 일치되는 z축 방향의 주기적 회전 진동 또한 각속도 센서(gyroscope) 즉 회전 각속도계(또는 회전 각 가속도계(angular accelerometer))의 교정에 직접 사용할 수 있다. 따라서 주기적 회전 진동을 통해 선형 가속도계 뿐 아니라 회전 각속도계(혹은 회전 각 가속도계)의 동시 교정이 가능함을 알 수 있다.
일반적으로 선형 및 회전 진동 센서들의 감도 교정은 진동 센서가 응답하는 응답 주파수 범위 내에서 반드시 수행하여야 한다. 따라서 선형 가속도계에 작용하는 법선과 접선 방향의 가속도 성분 그리고 중력 가속도 성분들을 이용하여 주파수 대역별 감도 교정을 수행하기 위해서는, 이들 선형 가속도 성분들이 갖는 주파수 성분들의 이해가 필요하게 된다. 일반적으로 이들 가속도 성분들의 주파수 분석은 푸리에 변환(Fourier transformation)을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112011072309119-pat00007
위 식에서 두 함수 CN(ㆍ)와 SN(ㆍ) 는 법선(normal) 방향 가속도의 푸리에 cos 및 sin 계수를 나타내며 그리고 CT(ㆍ)와 ST(ㆍ) 는 접선(tangent) 방향 가속도의 푸리에 cos 및 sin 계수를 각각 나타낸다. 그리고 정수 k는 푸리에 cos 및 sin 계수의 차수를 나타낸다. 위 식에서 주파수 f = 1/T (T = 가진 주파수의 주기)이다. 그리고 두 함수 δ(k-1)과 δ(k-2)는 디락-델타(Dirac delta) 함수를 나타낸다. 즉 δ(k-1)은 k=1인 경우에만 1이며 나머지는 모두 0의 값을 가지며, δ(k-2)는 k=2인 경우에만 1이며 나머지는 모두 0의 값을 갖는다. 위 식에서 적분식으로 나타나 있는 항들은 다음과 같이 정의되는 첫 번째 종류의 베셀 함수(Bessel functions of the first kind)를 나타내며 이들은 다음과 같이 정의되는 양이다.
[수학식 4]
Figure 112011072309119-pat00008
정수 차수 k를 갖는 첫 번째 종류의 베셀 함수는 수치 적분법을 이용하여 계산하는 방법들이 잘 알려져 있으며 아래의 순환식을 이용하여 고차 항들을 계산한다.
[수학식 5]
Figure 112011072309119-pat00009
위 식은 잘 알려져 있는 바와 같이 J0(Aθ)와 J1(Aθ)만을 수치적으로 계산하면 이를 이용하여 모든 정수 치수 k에 대하여 연산을 쉽게 할 수 있다는 점을 의미한다. 상기 수학식 4에서 주어진 첫 번째 종류의 베셀 함수의 관계를 이용하면 선형 가속도 센서에 인가되는 법선 및 접선 방향의 가속도 성분에 대한 주파수 성분은 다음과 같이 표시된다.
[수학식 6]
Figure 112011072309119-pat00010
법선 방향의 선형 가속도 주파수 성분을 AN(k)라고 하고 접선 방향의 선형 가속도 주파수 성분을 AT(k)라고 하면, 이들 두 가속도 성분에 대한 주파수 성분들은 다음 표 1과 같이 정리할 수 있다.
[표 1]
Figure 112011072309119-pat00011
상기 표 1에 표시된 바와 같이 주기적 회전 진동은 거리 r에 비례하는 법선 방향 0차(DC)와 2차 주파수 가속도(즉 센서의 주 감응 방향(sensing direction)) 성분을, 그리고 거리 r에 비례하는 접선 방향의 1차 주파수 가속도(즉 센서의 횡 감도 방향(transverse direction)) 성분을 각각 생성함을 알 수 있다. 그리고 중력 가속도는 모든 정수 차수의 고조파 성분(harmonics)의 생성에 기여함을 보이고 있으며, 회전 진동과 연성화(coupling)된 중력 가속도에 의한 주파수 성분은 회전축과 거리 r에 독립된 주파수 성분들임을 알 수 있다. 이러한 법선 방향의 선형 가속도 주파수 성분 AN(k)와 접선 방향의 선형 가속도 주파수 성분 AT(k)을 각각 이용하여 선형 가속도계의 주파수 감도 교정에 응용하게 된다. 위의 표 1은 5차 항(k=5)까지 만을 보이고 있으며 실제 6차 이상의 고주파수에 대응되는 첫 번째 종류의 베셀 함수는 0차 및 1차 항에 비해 무시할 수 있는 적은 값들이다.
지금까지의 결과는 회전 한 축과 선형 가속도 한 축이 서로 직교 상태로 구성된 2축 진동 센서의 교정에 필요한 선형 가속도와 주기적 회전 진동을 동시에 인가하는 원리를 제시하고 있다. 본 원리를 이용하여 6축 진동 센서를 교정하게 된다.
도 3은 선형 3축 가속도를 포함한 일반적인 다축 진동 센서의 교정에 적용하는 3 가지 모델을 보이고 있다. 주기적 회전 진동이 한 축에 제한된 즉 한 대의 회전 가진기를 사용할지라도, 도 3을 참조하면 회전축을 차례로 3번 변경하여 병진 3축과 회전 3축의 진동 센서를 모두 교정할 수 있음을 알 수 있다. 즉 본 발명에서는, (도 2 및 그 관련 내용으로 설명한 바와 같은) 기본 원리를, 3축 각각에 대하여 한 번씩 총 3번 수행함으로써 모든 방향에 대한 교정(즉 감도 산출)이 가능하게 하다.
보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 본 발명의 6축 진동 센서의 교정 방법은 상술한 바와 같은 6축 진동 센서의 교정 장치(100)를 이용하여 수행되는데, 이 때 일단 상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호가 상기 제어부(150)에 의하여 비교되는 단계를 각 축 측정 단계라 한다. 이 때 본 발명의 6축 진동 센서의 교정 방법은, A) 상기 회전 가진기(120)의 회전축이 x축, y축, z축 각각에 정렬되고 상기 각 축 측정 단계가 수행되는 단계; B) 상기 A) 단계에서 축을 달리하며 상기 각 축 측정 단계가 총 3번 수행된 후 얻어진 결과 값이 상기 제어부(150)에 의하여 취합 및 분석되어 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 단계; 를 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 회전 가진기(120)의 회전축을 x축에 정렬하고 각 축 측정 단계를 수행하고, 상기 회전 가진기(120)의 회전축을 y축에 정렬하고 각 축 측정 단계를 수행하고, 상기 회전 가진기(120)의 회전축을 z축에 정렬하고 각 축 측정 단계를 수행하여(물론 여기에서 x, y, z 순서는 바뀌어도 무방하다), 각각의 각 축 측정 단계들에서 얻어진 결과를 취합하여 상기 6축 진동 센서(500)의 모든 방향에 대한 감도를 산출할 수 있는 것이다.
여기에서 상기 각 축 측정 단계를 보다 구체적이고 상세하게 설명하자면, 상기 각 축 측정 단계는, a) 상기 제어부(150)에 의하여 미리 결정된 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성이 상기 인가부(110)로 입력되는 단계; b) 상기 인가부(110)에 의하여 상기 제어부(150)로부터 입력된 진동 신호가 상기 회전 가진기(120)로 인가되는 단계; c) 상기 회전 가진기(120)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)로 진동이 전달되는 단계; d) 상기 측정부(130)에 의하여 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동 및 회전 각도가 측정되어 상기 제어부(150)로 전달되며, 상기 변환부(140)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)가 측정한 진동 신호의 출력값이 변환되어 상기 제어부(150)로 전달되는 단계; e) 상기 제어부(150)에 의하여, 상기 d) 단계에서 상기 측정부(130)에 의하여 측정된 값 및 상기 변환부(140)에 의하여 출력된 값이 비교 분석되는 단계; 를 포함하여 이루어진다.
이하에서 상기 제어부(150)에서 어떻게 감도를 산출하는지 구체적이고 상세하게 설명한다.
유한 질량을 갖는 3축의 선형 가속도계는 이상적으로 한 점으로 제작이 사실 불가능하다. 따라서 선형 가속도계의 중심(혹은 체결부)에서 각각 선형 가속도계의 감응 질량들까지의 이격거리(offset distance)를 (ex, ey, ez)라 하자. 도 3에 보인 회전 각속도계(gyroscopes)(또는 회전 각가속도계(angular accelerometers))는 물론 위의 선형 가속도계의 3축 감응 방향(sensing direction)과 일치하게 제작된 일반적 진동 센서 모델이다.
이러한 선형 3축 가속도계 및 회전 3축 각속도계로 구성된 상기 6축 진동 센서(500)의 전압 출력 성분들을 측정하여 주파수 대역의 감도를 측정할 때, 인가되는 진동 성분과 출력 전압과의 관계를 일반적으로 다음과 같은 선형식으로 표시할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112011072309119-pat00012
수학식 7에서, V1(k), V2(k), V3(k)는 선형 3축 가속도계의 k 차수에 대응되는 x, y, z축의 출력 전압을, 그리고 V4(k), V5(k), V6(k)는 회전 3축 각속도계의 k 차수에 대응되는 x, y, z축의 출력 전압을 각각 표시한다. 또한, Ax(k), Ay(k), Az(k)는 x, y, z축의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 가속도를, 그리고 ωx(k), ωy(k), ωz(k)는 x, y, z축의 회전 각속도계에 인가되는 각속도를 표시한다.
또한 수학식 7에서, Sij(i, j = 1, 2, 3)는 선형 가속도 입력에 대한 출력 전압감도를, Sij(i, j = 4, 5, 6)는 회전 각속도 입력에 대한 출력 전압 감도를 각각 나타낸다. 상기 제어부(150)는 바로 이 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하게 되는 것이다. 여기에서, Sii(i = 1, 2, 3) 값을 각 축의 선형 가속도의 공칭 감도(nominal sensitivity)라 하고, Sij(i ≠ j, i, j = 1, 2, 3) 값을 축간 선형 가속도의 횡 감도(transverse sensitivity)라 한다. 또한, Sii(i = 4, 5, 6) 값을 각 축의 회전 각속도의 공칭 감도(nominal sensitivity)라 하고, Sij(i ≠ j, i, j = 4, 5, 6) 값을 축간 회전 각속도의 횡 감도(transverse sensitivity)라 한다. (즉 상기 제어부(150)는 출력 전압 감도 행렬의 각 성분 값을 산출하고, 이를 상술한 바와 같은 기준으로 분류하게 된다.)
상술한 바와 같이, 상기 6축 진동 센서(500)의 전압 감도의 교정이란 선형 가속도 감도 행렬을 구성하는 9종의 계수(Sij(i, j = 1, 2, 3))와 회전 각속도 감도 행렬을 구성하는 9종의 계수(Sij(i, j = 4, 5, 6))를 각각 결정하는 것이다. 이 때, 출력 전압(즉 V1(k), …)은 상기 변환부(140)를 통해 측정 및 산출될 수 있고, 가속도(Ax(k), …) 및 각속도(ωx(k), …)는 상기 측정부(130)를 통해 측정 및 산출될 수 있다. 다시 말해, 수학식 7에서 전압 감도 행렬을 제외한 나머지 값들은 모두 알고 있는 값이므로, 상기 제어부(150)에서는 상기 측정부(130) 및 상기 변환부(140)를 통해 전달받은 값들을 사용하여 상기 행렬식(즉 수학식 7)을 풀어 계산함으로써 전압 감도 행렬의 각 성분 값들을 산출할 수 있는 것이다.
이 때, 도 2의 설명에서 소개한 바와 같이 한 축의 주기적 회전 진동에 의하여 단축 선형 가속도계에 인가되는 2종의 가속도 성분 즉 법선 및 접선 가속도(AN(k), AT(k); k = 0, 1, 2, 3, …)성분들을 이용하여 하기 표 2와 같이 각각의 선형 및 회전 진동 축에 대한 전압 출력 관계를 얻을 수 있다. (하기 표 2에서, 실제 계산에 사용되는 식은 [Linear Acceleration] 항목의 9개의 식들, 그리고 [Angular Velocity] 항목의 9개의 식들이 된다.)
[표 2]
Figure 112011072309119-pat00013
상기 표 2에서 보인 바와 같이, 3번의 회전축 변경에 따라 얻어지는 선형 가속도 출력 전압 9종과 회전 각속도 출력 전압 9종으로부터, 선형 가속도 및 회전 각속도 감도 행렬의 모든 계수들을 구할 수 있다. 즉 선형 가속도 감도 행렬 성분의 경우 [Linear Acceleration] 항목의 9개의 식들을 사용하여 9개의 연립 방정식을 풀고, [Angular Velocity] 항목의 9개의 식들을 그대로 풀어 줌으로써 각 계수를 모두 구할 수 있다. 또한 이와 같이 구해진 계수 값들을 상기 수학식 7의 두 번째 식에 다시 적용함으로써 회전 각속도 감도 행렬의 계수들을 구할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 교정 방법을 사용하면, 예를 들어 가진 주파수의 차수 k = 0부터 5까지의 정수를 선택할 경우 가진 주파수 별 총 6 종의 감도 계수를 얻을 수 있다. 즉 예를 들어 가진 주파수가 1Hz인 경우, k = 0인 DC 감도 뿐 아니라 1Hz, 2Hz, 3Hz, 4Hz, 5Hz에 대한 전압 감도 또한 동시에 결정할 수 있는 것이다. 다시 말해 본 발명의 교정 방법을 사용하고 적절한 가진 주파수를 선택할 경우, 다양한 가진 주파수에 대한 전압 감도를 (굳이 실험해 보지 않아도) 결정할 수 있게 되어, 교정 과정에 걸리는 시간을 크게 절약해 줄 수 있다.
상술한 바와 같은 전압 감도의 산출 방법은, 도 3에서 보인 바와 같이 상기 회전 가진기(120)의 회전축 및 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 중심축이 일치한 경우, 즉 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0일 경우에 한한 것이다. 현재 상품화된 3축 MEMS형 선형 가속도계는 가속도 감응 질량들까지의 이격 거리(offset distance) (ex, ey, ez)는 일반적으로 수 mm 이하로서 매우 적은 값이다. 따라서 감응 질량의 이격 거리에 비례하는 법선 및 접선 가속도 성분(표 1의 "r-dependent" 항목 참조)이 매우 적을 경우가 있을 수 있다. 이러한 점을 개선하고자 도 4와 같이 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0이 아닐 경우, 즉 적절한 이격 거리를 두고 상기 6축 진동 센서(500)가 구비 조립되도록 하는 경우를 상정한다.
도 4는 이러한 한 예로 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리 (Rx, Ry)를 두었을 경우의 모델을 도시하고 있다. 도 4에서와 같은 z축 방향의 주기적 회전 진동은, 회전 중심축과 센서 중심축 간의 이격 거리 (Rx, Ry)에 따라 아래 식과 같은 추가적인 법선 방향의 가속도 ax 및 접선 방향의 가속도 ay를 각각 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 중심점에 인가하게 된다.
[수학식 8]
Figure 112011072309119-pat00014
수학식 8로부터 구해진 추가적인 법선 방향의 가속도 ax 및 접선 방향의 가속도 ay의 주파수 성분은, DC 성분(k = 0), 그리고 가진 주파수의 1차 및 2차 주파수 성분들로 구성되며. 이들이 선형 3축 가속도계의 감응 질량 모두에게 전달된다. 표 3은 회전축 방향에 따라 선형 가속도계에 추가로 인가되는 법선 및 접선 방향의 가속도 성분을 정리하고 있다. 이격 거리의 선택에 따른 선형 가속도계에 추가적으로 인가되는 가속도 성분은 실제 3축 선형 가속도계의 전압 감도 교정에 매우 유용하게 사용할 수 있다.
[표 3]
Figure 112011072309119-pat00015
즉, 이격 거리가 있는 경우에는, 도 3의 설명에서와 같은 수학식 7 및 표 2의 각 식들을 사용하되, 여기에 이격 거리에 따라 상기 표 3에 정리된 각 성분들을 더해준 뒤 계산을 수행하는 것이다. 이와 같이 함으로써 이격 거리가 있는 경우에도 전압 감도를 정확하게 산출할 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: (본 발명의) 교정 장치 110: 인가부
111: 조화함수 발생기 112: 출력 증폭기
120: 회전 가진기 130: 측정부
131: 정밀 회전 엔코더 132: 위치 카운터
140: 변환부 141: 신호 증폭기
142: AD 컨버터 150: 제어분석부
500: 6축 진동 센서

Claims (7)

  1. 선형 3축 및 회전 3축 방향의 측정을 수행하는 6축 진동 센서(500)를 교정하는 교정 장치(100)로서,
    조화 함수(sine function) 신호를 발생시키는 조화 함수 발생기(111) 및 상기 조화 함수 발생기(111)에서 발생된 조화 함수 신호를 증폭하여 출력하는 출력 증폭기(112)를 포함하여 이루어져 진동 신호를 인가하는 인가부(110);
    상기 6축 진동 센서(500)가 구비되며, 상기 인가부(110)로부터 인가된 진동 신호에 따라 회전 진동을 발생시켜 상기 6축 진동 센서(500)로 전달하는 회전 가진기(120);
    상기 회전 가진기(120)에 구비되며, 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동을 측정하는 정밀 회전 엔코더(131) 및 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 각도를 측정하는 위치 카운터(132)를 포함하여 이루어지는 측정부(130);
    상기 6축 진동 센서(500)와 연결되어, 상기 회전 가진기(120)에 의하여 발생된 진동 신호가 상기 6축 진동 센서(500)에서 측정 및 출력되는 값을 전달받아 증폭하는 신호 증폭기(141) 및 상기 신호 증폭기(141)에서 전달받은 아날로그 신호를 디지털 분석 가능하도록 디지털 신호 형태로 변환하는 AD 컨버터(142)를 포함하여 이루어지는 변환부(140);
    상기 인가부(110)에서 발생시키고자 하는 진동의 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성을 상기 인가부(110)로 입력하고, 상기 측정부(130)에서 측정된 값 및 상기 변환부(140)에서 출력된 값을 전달받아 비교 분석하여 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 제어부(150);
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 제어부(150)는
    상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호를 비교하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 3축 및 회전 3축에 대한 감도를 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 장치.
  2. 제 1항에 의한 6축 진동 센서의 교정 장치(100)를 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법에 있어서,
    상기 회전 가진기(120)로 인가된 진동 신호와 상기 6축 진동 센서(500)에서 출력된 측정 신호가 상기 제어부(150)에 의하여 비교되는 단계를 각 축 측정 단계라 할 때,
    A) 상기 회전 가진기(120)의 회전축이 x축, y축, z축 각각에 정렬되고 상기 각 축 측정 단계가 수행되는 단계;
    B) 상기 A) 단계에서 축을 달리하며 상기 각 축 측정 단계가 총 3번 수행된 후 얻어진 결과 값이 상기 제어부(150)에 의하여 취합 및 분석되어 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 각 축 측정 단계는
    a) 상기 제어부(150)에 의하여 미리 결정된 주파수 및 진폭을 포함하는 진동 특성이 상기 인가부(110)로 입력되는 단계;
    b) 상기 인가부(110)에 의하여 상기 제어부(150)로부터 입력된 진동 신호가 상기 회전 가진기(120)로 인가되는 단계;
    c) 상기 회전 가진기(120)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)로 진동이 전달되는 단계;
    d) 상기 측정부(130)에 의하여 상기 회전 가진기(120)의 축 회전 운동 및 회전 각도가 측정되어 상기 제어부(150)로 전달되며,
    상기 변환부(140)에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)가 측정한 진동 신호의 출력값이 변환되어 상기 제어부(150)로 전달되는 단계;
    e) 상기 제어부(150)에 의하여, 상기 d) 단계에서 상기 측정부(130)에 의하여 측정된 값 및 상기 변환부(140)에 의하여 출력된 값이 비교 분석되는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부(150)는
    하기의 식 1을 사용하여 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 동적 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
    (식 1)
    Figure 112013007367865-pat00016

    (이 때, '함수(k)' 형태로 기재된 식은 시간 기반 데이터를 주파수 기반 데이터로 변환하는 푸리에 변환(Fourier transformation) 함수로서 정수 'k'는 푸리에 sin 및 cos 계수의 차수(harmonic order)이며, 상기 '함수(k)'는 'k' 차수에 대응되는 '함수' 값을 나타낸다. 또한,
    V1(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 x축 출력 전압,
    V2(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 y축 출력 전압,
    V3(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 z축 출력 전압,
    V4(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 x축 출력 전압,
    V5(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 y축 출력 전압,
    V6(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계의 z축 출력 전압,
    Ax(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 x축 가속도,
    Ay(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 y축 가속도,
    Az(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계의 감응 질량에 인가되는 z축 가속도,
    ωx(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 x축 각속도,
    ωy(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 y축 각속도,
    ωz(k): 상기 6축 진동 센서(500)의 회전 각속도계에 인가되는 z축 각속도,
    Sij(i, j = 1, 2, 3): 선형 가속도 입력에 대한 출력 전압 감도,
    Sij(i, j = 4, 5, 6): 회전 각속도 입력에 대한 출력 전압 감도이다.)
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부(150)는
    상기 e) 단계에서, 산출된 출력 전압 감도(Sij) 값 중
    Sii(i = 1, 2, 3) 값을 각 축의 선형 가속도의 공칭 감도(nominal sensitivity) 값으로,
    Sij(i ≠ j, i, j = 1, 2, 3) 값을 축간 선형 가속도의 횡 감도(transverse sensitivity) 값으로,
    Sii(i = 4, 5, 6) 값을 각 축의 회전 각속도의 공칭 감도 값으로,
    Sij(i ≠ j, i, j = 4, 5, 6) 값을 축간 회전 각속도의 횡 감도 값으로
    분류하는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제어부(150)는
    상기 교정 장치(100)에서 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0일 경우,
    상기 회전 가진기(120)의 회전축의 주기적 회전 운동에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계에 인가되는 법선 가속도(AN(k)) 및 접선 가속도(AT(k)) 값을 사용하여, 상기 식 1을 하기의 식 2로 풀어 계산함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
    (식 2)
    Figure 112011072309119-pat00017

  7. 제 4항에 있어서, 상기 제어부(150)는
    상기 교정 장치(100)에서 상기 회전 가진기(120)의 회전축과 상기 6축 진동 센서(500)의 중심축 간의 이격 거리가 0이 아닐 경우,
    상기 회전 가진기(120)의 회전축의 주기적 회전 운동에 의하여 상기 6축 진동 센서(500)의 선형 가속도계에 인가되는 법선 가속도(AN(k)) 및 접선 가속도(AT(k)) 값을 사용하여, 상기 식 1을 하기의 식 2로 풀어 계산하되,
    (식 2)
    Figure 112011072309119-pat00018

    이격 거리에 따라 상기 식 2에 하기의 식 3과 같은 추가되는 법선 및 접선 가속도 성분을 더하여 계산함으로써 상기 6축 진동 센서(500)의 출력 전압 감도(Sij) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 주기적 회전 진동을 이용한 6축 진동 센서의 교정 방법.
    (식 3)
    Figure 112011072309119-pat00019
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