KR200206988Y1 - Portable Device for Measuring Dynamic Displacement Using Acceleration-meter - Google Patents
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Abstract
본 고안은 가속도 센서를 내장하고 있어, 비전문가라고 하더라도 간단하게 휴대하여 구조물의 동적 변위를 측정할 수 있는 특징을 가진 휴대용 동적 변위 측정 장치에 관한 것이다.The present invention has a built-in acceleration sensor, even if the non-expert portable portable displacement measuring device having a feature that can measure the dynamic displacement of the structure by simply carrying.
본 고안에서는, 측정 대상 구조물의 진동 가속도를 측정하는 가속도 센서와; 상기 가속도 센서를 통하여 측정된 진동 가속도의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와; 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 디지털 가속도 신호를 받아들여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 상기 가속도 신호로부터 변위를 계산하는 마이크로 프로세서와; 가속도 측정을 위한 기초 정보를 입력하고 장치의 기본기능을 선택하도록 하는 입력수단과; 장치 전체에 전력을 공급하는 전력 공급 수단을 포함하고 있으며, 상기 가속도 센서, A/D 변환기, 마이크로 프로세서 및 전력 공급 수단이 장치에 모두 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 동적 변위 측정 장치가 제공된다.In the present invention, an acceleration sensor for measuring the vibration acceleration of the structure to be measured; An A / D converter for converting an analog signal of vibration acceleration measured by the acceleration sensor into a digital signal; A microprocessor which receives the digital acceleration signal converted by the A / D converter and calculates a displacement from the acceleration signal by a programmed algorithm; Input means for inputting basic information for measuring acceleration and selecting basic functions of the apparatus; A portable dynamic displacement measuring apparatus is provided, comprising a power supply means for supplying power to the entire apparatus, wherein the acceleration sensor, the A / D converter, the microprocessor, and the power supply means are all embedded in the apparatus.
본 고안에 의한 장치는, 휴대가 가능하고 보다 손쉽게 변위 측정이 가능하며, 비전문가라 하더라도 간단히 구조물의 변위를 측정할 수 있다.The device according to the present invention is portable and enables displacement measurement more easily, and even a non-expert can easily measure the displacement of a structure.
Description
본 고안은 가속도 센서를 이용한 휴대용 동적 변위 측정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 가속도 센서를 내장하고 있어, 비전문가라고 하더라도 간단하게 휴대하여 구조물의 동적 변위를 측정할 수 있는 특징을 가진 휴대용 동적 변위 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable dynamic displacement measuring device using an acceleration sensor, specifically, a built-in acceleration sensor, even for non-experts, portable dynamic displacement measurement, which is characterized by the simple portable to measure the dynamic displacement of the structure Relates to a device.
교량과 같은 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 기준으로서 구조물의 변위가 매우 적절한 기준으로 인정되고 있으며, 현재 구조물의 안전진단을 위한 재하 시험에서도 구조물의 변위가 가장 신뢰성 있는 기준값으로 활용되고 있다. 이러한 변위의 측정은 대부분의 경우 직접적으로 변위를 측정하는 변위 측정기에 의존하고 있으며, 가속도를 측정하여 이로부터 변위를 도출해내는 방법이 제한적으로 사용되고 있다.As a criterion for evaluating the performance change of a structure such as a bridge, the displacement of the structure is recognized as a very appropriate criterion. Currently, the displacement of the structure is used as the most reliable reference value in the load test for the safety diagnosis of the structure. In most cases, the displacement measurement depends on a displacement measuring device that directly measures the displacement, and a method of measuring the acceleration and deriving the displacement from the displacement is limited.
기존의 변위 측정 방법을 살펴보면 다음과 같다.The conventional displacement measuring method is as follows.
첫 번째는 비접촉식 변위 측정 방법으로서 레이저 변위 측정기나 광학식 변위 측정기를 이용하는 방법이다. 레이저 변위 측정기의 경우에는 측정대상에 레이저 발사원을 설치하고, 이 발사원으로부터의 레이저를 별도의 고정점에 설치한 수신기가 수신하여 처리하므로써 변위를 구하는 방식을 취한다. 그러나, 이러한 레이저 변위 측정방식에 사용되는 레이저 측정기는 가격이 매우 높으며 그 무게도 20Kg 이상으로 무겁기 때문에 많은 구조물의 간단한 점검을 위해서 사용하기에는 무리가 있다. 광학식 변위 측정기의 경우에는 타겟을 측정대상에 붙이고, 망원렌즈로 타겟을 포착하여 카메라로 받아들인 후 변위를 구하는 방식을 취한다. 그러나, 광학식 변위 측정기 역시 무겁고 비싸다는 단점이 있다.The first is a non-contact displacement measuring method using a laser displacement meter or an optical displacement meter. In the case of a laser displacement measuring device, a laser source is installed on a measurement target, and a receiver which receives the laser from this source at a separate fixed point receives and processes the displacement. However, the laser measuring device used in such a laser displacement measuring method is very expensive and its weight is also over 20Kg, which makes it difficult to use for simple inspection of many structures. In the case of an optical displacement meter, a target is attached to a measurement object, a target is captured by a telephoto lens, received by a camera, and a displacement is obtained. However, optical displacement meters also have the disadvantage of being heavy and expensive.
두 번째는 접촉식 변위 측정 방법으로서 현재 가장 많이 사용하는 방법이다. 진동하는 측정 대상과 분리되어 있는 고정점을 설치하고, 그 고정점과 측정점 사이에 LVDT와 같은 변위센서를 설치하여 구조물의 변위를 직접 측정한다. 이 경우 고정점은 측정 대상과 수십 센티미터 이내로 설치해야 하는데, 교량과 같이 측정하고자 하는 대상 구조물이 지상에서 높은 곳에 위치한 경우에는 해당 구조물까지 움직이지 않는 고정점을 설치해야 하므로 상당한 비용과 시간이 필요하다. 또한 구조물의 하부에 강이나 도로가 있는 경우에는 고정점을 설치하기가 매우 어렵게 된다. 그에 대한 대안으로 구조물의 하부에 센서를 설치하고, 측정하려는 지점과 센서를 강선으로 연결한 다음에 장력을 도입하여 강선을 팽팽하게 만들어서, 구조물의 진동이 강선을 타고 전달되도록 하여 하부 센서에서 변위를 측정하도록 하는 방법이 일부 사용된다. 그러나, 이러한 방법에서는 약간의 바람만 불어도 강선이 흔들리므로 측정값을 신뢰하기가 어렵다는 문제점이 있다.The second is the contact displacement measurement method, which is currently the most used method. A fixed point separate from the vibrating measuring object is installed, and a displacement sensor such as LVDT is installed between the fixed point and the measuring point to directly measure the displacement of the structure. In this case, the fixed point should be installed within a few tens of centimeters with the object to be measured. If the structure to be measured, such as a bridge, is located high above the ground, a fixed point that does not move to the structure is required, which requires considerable cost and time. . In addition, if there are rivers or roads in the lower part of the structure it is very difficult to install a fixed point. As an alternative, install a sensor in the lower part of the structure, connect the point to be measured with the sensor with a steel wire, and then introduce tension to make the steel wire taut so that the vibration of the structure is transmitted on the steel wire so that the displacement in the lower sensor can be reduced. Some methods of making measurements are used. However, this method has a problem that it is difficult to trust the measured value because the steel wire is shaken even with a slight wind.
상기한 문제점으로 인해 근래에는 변위를 직접 측정하는 대신에, 측정이 용이한 가속도를 측정하고, 측정된 가속도로부터 변위를 간접적으로 도출하여 변위를 측정하는 방법이 일부 사용되고 있다. 그러나 위와 같은 방법을 쓰더라도 가속도의 측정만으로 즉시 변위가 도출되는 것이 아니라, 측정된 가속도 신호를 2번 적분을 하여야 변위가 도출이 된다. 따라서, 실질적으로 이와 같은 가속도 센서를 이용하여 변위를 구하기 위해서는, 측정된 가속도 신호를 컴퓨터를 이용하여 디지털화 및 적분하는 과정을 거쳐야 되어야 하는데, 이러한 과정은 전체적인 프로세스를 잘 알고 있는 전문가가 아니라면 해낼 수 없는 일이다.Due to the above problems, instead of directly measuring displacement, a method of measuring displacement by measuring acceleration that is easy to measure and indirectly deriving displacement from the measured acceleration has been used. However, even if the above method is used, the displacement is not derived immediately by measuring the acceleration, but the displacement is derived only by integrating the measured acceleration signal twice. Therefore, in order to obtain a displacement using such an acceleration sensor, it is necessary to digitize and integrate the measured acceleration signal using a computer, which cannot be accomplished by an expert who is familiar with the whole process. It's work.
또한 가속도 신호의 적분과 같은 복잡한 작업은 작업 현장에서 즉시 이루어지기가 용이하지 않으므로, 작업 현장에서 곧바로 변위를 구할 수 없는 단점이 있다.In addition, complex tasks such as the integration of acceleration signals are not easy to be performed immediately at the work site, and thus, there is a disadvantage in that displacement cannot be obtained immediately at the work site.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 간편하게 휴대할 수 있으며 비전문가라고 하더라도 용이하게 작업 현장에서 즉시 구조물의 변위를 구할 수 있는 휴대 가능한 동적 변위 측정 장치를 제안하는 것을 고안의 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, to propose a portable dynamic displacement measuring device that can be easily portable and can easily obtain the displacement of the structure immediately on the job site even for non-experts It is for the purpose of design.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에서는, 배터리로 작동하고, 가속도 센서를 내장하고 있으며, 내장된 가속도 센서를 이용하여 측정한 가속도 값을 적분하여 변위를 구할 수 있는 소프트웨어와 하드웨어를 하나의 장치 안에 구비하고 있는 휴대용 동적 변위 측정 장치가 제안된다.In order to achieve this purpose, in the present invention, software and hardware that can be operated by a battery, have a built-in acceleration sensor, and calculate the displacement by integrating the measured acceleration value using the built-in acceleration sensor in one device A portable dynamic displacement measuring device is provided.
구체적으로, 본 고안에서는, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 측정 대상 구조물의 진동 가속도를 측정하는 가속도 센서와; 상기 가속도 센서를 통하여 측정된 진동 가속도의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와; 상기 A/D 변환기에 의해 변환된 디지털 가속도 신호를 받아들여 프로그래밍된 알고리즘에 의해 상기 가속도 신호로부터 변위를 계산하는 마이크로 프로세서와; 가속도 측정을 위한 기초 정보를 입력하고 장치의 기본기능을 선택하도록 하는 입력수단과; 장치 전체에 전력을 공급하는 전력 공급 수단을 포함하고 있으며, 상기 가속도 센서, A/D 변환기, 마이크로 프로세서 및 전력 공급 수단이 장치에 모두 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 동적 변위 측정 장치가 제공된다.Specifically, in the present invention, in order to achieve the above object, an acceleration sensor for measuring the vibration acceleration of the structure to be measured; An A / D converter for converting an analog signal of vibration acceleration measured by the acceleration sensor into a digital signal; A microprocessor which receives the digital acceleration signal converted by the A / D converter and calculates a displacement from the acceleration signal by a programmed algorithm; Input means for inputting basic information for measuring acceleration and selecting basic functions of the apparatus; A portable dynamic displacement measuring apparatus is provided, comprising a power supply means for supplying power to the entire apparatus, wherein the acceleration sensor, the A / D converter, the microprocessor, and the power supply means are all embedded in the apparatus.
본 고안에 따른 휴대용 동적 변위 측정 장치는, 상기 가속도 센서를 통하여 측정된 진동 가속도의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 산출된 변위를 출력하는 출력수단이 더 구비될 수 있으며, 이러한 A/D 변환기와 출력수단 역시 측정장치에 모두 내장되어 있어 일체화된 장치를 구성하게 된다.The portable dynamic displacement measuring apparatus according to the present invention may further include an A / D converter for converting an analog signal of vibration acceleration measured through the acceleration sensor into a digital signal, and an output means for outputting the calculated displacement. These A / D converters and output means are also integrated in the measuring device to form an integrated device.
본 고안에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는, 측정된 진동 가속도로부터 변위를 계산하는 수치해석 모듈과, 수치해석을 위하여 적분하는 과정에서 발생하게 되는 적분상수의 영향을 제거하기 위한 트렌드 제거 모듈과, 가속도 신호에서 불필요한 잡음 성분을 제거하는 필터링 모듈과, 측정장치를 초기화시키는 조정 모듈을 포함한다.In the present invention, the microprocessor, a numerical analysis module for calculating the displacement from the measured vibration acceleration, a trend removal module for removing the influence of the integral constant generated during the integration process for the numerical analysis, acceleration signal And a filtering module for removing unnecessary noise components and an adjusting module for initializing the measuring device.
도 1은 본 고안에 따른 휴대용 동적 변위 측정장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a portable dynamic displacement measuring apparatus according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
11 가속도 센서 12 A/D 변환기11 Accelerometer 12 A / D Converter
13 마이크로 프로세서 14 입력수단13 Microprocessor 14 Input Means
15 출력수단 16 전원15 Output means 16 Power
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 휴대용 동적 변위 측정 장치의 일시예에 대하여 살펴보므로써, 본 고안에 따른 휴대용 동적 변위 측정 장치의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a temporary dynamic displacement measuring device according to the present invention, the configuration of the portable dynamic displacement measuring device according to the present invention in detail.
도 1은 본 고안에 의한 측정 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the structure of a measuring device according to the present invention.
구조물의 진동 가속도는 가속도 센서(11)에 의하여 측정된다. 본 고안에서는 상기 가속도 센서(11)가 장치의 내부에 내장되므로, 장치의 휴대가 가능하게 된다. 본 고안에 사용되는 가속도 센서는, 소형화를 위해 마이크로머시닝 기술로 제작된 가속도 센서를 사용하는 것이 바람직하며, 중력방향과 수직방향의 가속도를 모두 측정할 수 있는 것이 바람직하다.The vibration acceleration of the structure is measured by the acceleration sensor 11. In the present invention, since the acceleration sensor 11 is built in the inside of the device, the device can be carried. As the acceleration sensor used in the present invention, it is preferable to use an acceleration sensor manufactured by micromachining technology for miniaturization, and it is preferable that both the acceleration in the gravity direction and the vertical direction can be measured.
마이크로 프로세서에서의 신호처리를 위해서는, 가속도 센서(11)가 감지한 구조물의 가속도 신호가 디지털 값으로 변환되어야 하므로, 가속도 센서(11)에 의하여 측정된 가속도 신호를 디지털 값으로 변환시키기 위한 A/D 변환기(12)가 구비된다. 상기 A/D 변환기(12)는 가속도 센서(11)가 감지된 가속도 신호를 아날로그 신호로 출력하는 경우에 필요한 것이며, 만일 가속도 센서(11)가 감지된 가속도 신호를 자체적으로 디지털 신호로 바꾸어 출력한다면, 별도의 A/D 변환기(12)는 필요하지 않다.For signal processing in the microprocessor, since the acceleration signal of the structure detected by the acceleration sensor 11 should be converted into a digital value, A / D for converting the acceleration signal measured by the acceleration sensor 11 into a digital value. The transducer 12 is provided. The A / D converter 12 is necessary when the acceleration sensor 11 outputs the sensed acceleration signal as an analog signal, and if the acceleration sensor 11 converts the detected acceleration signal into a digital signal itself and outputs the digital signal. No separate A / D converter 12 is needed.
상기 A/D 변환기(12)에 의해 또는 가속도 센서(11) 자체에 의하여 디지털 신호로 바뀐 가속도 신호로부터 변위를 구하는 작업은 마이크로 프로세서(13)에서 이루어진다. 상기 마이크로 프로세서(13)는, 주변기기의 초기화 및 조정하는 작업을 하는 조정 모듈, 가속도 신호에 포함되어 있는 잡음과 같은 불필요한 성분을 제거하기 위한 필터링 모듈, 가속도 신호로부터 변위를 계산해내는 수치해석 모듈, 수치적분을 행할 때 발생하게되는 적분상수의 영향을 제거하기 위한 트렌드(trend) 제거 모듈을 포함한다.The microprocessor 13 calculates the displacement from the acceleration signal converted into a digital signal by the A / D converter 12 or by the acceleration sensor 11 itself. The microprocessor 13 may include an adjustment module for initializing and adjusting peripheral devices, a filtering module for removing unnecessary components such as noise included in the acceleration signal, a numerical analysis module for calculating displacement from the acceleration signal, and a numerical value. And a trend elimination module for eliminating the influence of the integral constants generated when integrating.
신호처리 과정을 순차적으로 설명하므로써, 본 고안에 구비된 각각의 구성요소에 대하여 살펴본다. A/D 컨버터(12)에 의해 디지털화된 가속도 신호를 a(t)라고 할 때 a(t)는 장치 내분의 문제나 측정 당시의 상황에 따라 잡음 신호를 함께 가지고 있을 수 있기 때문에, 측정된 신호에서 순수한 가속도 신호만을 추출할 필요가 있다. 특히 본 고안에서는 가속도 신호를 2번 적분해야 최종 변위가 얻어지므로, 프로세싱될 가속도 신호에 잡음이 끼어있게 되면 적분을 할수록 오차가 누적되므로 잡음 성분의 제거는 대단히 중요한 작업이다. 순수한 가속도 신호를 추출하는 작업은 마이크로 프로세서(13)내의 필터링 모듈에서 수행된다. 일반적으로 가속도 신호는 예측된 주파수 범위 내에 존재하고 잡음 신호는 이보다 고주파인 경우가 많고 저주파 대역에도 존재한다. 따라서, 필터링 모듈에서는, 특정 부분 주파수 대역만의 신호를 통과시키고 저주파 신호와 고주파 신호를 제거하는 밴드 패스 필터를 사용하는 것이 바람직하다.By sequentially describing the signal processing process, each component of the present invention will be described. When the acceleration signal digitized by the A / D converter 12 is called a (t), the measured signal is because a (t) may have a noise signal depending on the problem of the internal device or the situation at the time of measurement. Only pure acceleration signals need to be extracted from. In particular, the final displacement is obtained only by integrating the acceleration signal twice. Therefore, if the acceleration signal to be processed becomes noisy, the error accumulates as the integration is performed. The extraction of the pure acceleration signal is performed in the filtering module in the microprocessor 13. In general, acceleration signals are within the predicted frequency range, and noise signals are often higher frequencies and are also present in the low frequency bands. Therefore, in the filtering module, it is preferable to use a band pass filter that passes a signal of only a specific partial frequency band and removes low and high frequency signals.
상기 필터링 모듈을 통과한 가속도 신호를 a2(t)라 할 때, 가속도 신호 a2(t)에 상수 성분이 끼여있게 되면 적분한 속도 성분에는 1차 직선 형태의 이동(linear shift)이 나타나고, 변위에서는 2차 곡선 형태의 이동(parabolic shift)이 나타나게 된다. 따라서 이러한 트렌드를 제거하기 위해서는 가속도 신호의 평균값을 0으로 하는 트렌드 제거 작업을 할 필요가 있다. 이 작업은 상기 트렌드 제거 모듈에서 이루어진다.When the acceleration signal having passed through the filter module, a 2 la (t), an acceleration signal when a 2 (t) is a constant component so wedged by integrating a velocity component there appears a primary movement of the straight line (linear shift), The displacement results in a parabolic shift. Therefore, in order to remove such a trend, it is necessary to perform a trend elimination operation in which the average value of the acceleration signal is zero. This is done in the trend removal module.
필터링을 통해 잡음을 제거한 후에는 변위를 도출하기 위해 적분 작업이 이루어진다. 적분을 하기 위한 알고리즘으로는 사다리꼴 공식 등과 같은 일반적인 수치해석 알고리즘을 사용할 수 있다. 트렌드 제거 모듈에 의하여 트렌드 제거 작업을 거친 가속도 신호를 a3(t)라 하면, 가속도 신호 a3(t)의 1차 적분을 통하여 속도에 관한 신호 v(t)가 산출된다. 이를 수식으로 표현하면 수학식 1과 같다.After filtering removes the noise, an integration is performed to derive the displacement. As an algorithm for integrating, a general numerical algorithm such as a trapezoidal formula can be used. If the acceleration signal that has undergone the trend removal operation by the trend removal module is a 3 (t), the signal v (t) relating to the velocity is calculated through the first integral of the acceleration signal a 3 (t). If this is expressed as an equation, Equation 1 is obtained.
여기서, a는 가속도 신호, v는 속도 신호, t는 시간이다.Where a is an acceleration signal, v is a speed signal, and t is time.
상기 수학식 1과 같은 과정을 통해 얻어진 속도신호 v(t)는 적분전의 가속도 신호와 마찬가지로 상수를 가지고 있게 된다. 이와 같은 적분 상수는 향후 v(t) 성분을 다시 한번 적분해서 변위를 구할 때 오차를 일으키게 만든다. 따라서 상기 가속도 신호에서와 마찬가지로, 트렌드 제거 모듈을 이용하여, 속도신호의 평균을 0으로 만들어주는 트렌드 제거 작업을 다시 한번 수행하는 것이 바람직하다.The velocity signal v (t) obtained through the process as in Equation 1 has a constant like the acceleration signal before integration. Integral constants like this will cause errors when the displacement is calculated by integrating the v (t) component once again. Therefore, as in the acceleration signal, it is preferable to use the trend removal module to once again perform a trend removal operation that makes the average of the speed signal zero.
트렌드 제거 작업을 거친 후의 속도 신호는 v1(t)라고 하면, 상기 속도 신호 v1(t)을 수치적분 모듈에 의하여 다시 한번 적분함으로써 최종적으로 변위를 구하게 된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.If the velocity signal after the trend removal operation is v 1 (t), the displacement signal is finally calculated by integrating the velocity signal v 1 (t) once again by the numerical integration module. If this is expressed as an expression, it is as follows.
여기서, s는 변위, v는 속도 신호, t는 시간이다.Where s is displacement, v is velocity signal and t is time.
산출된 변위는 시간의 함수 즉, s(t)로 표현되는데, 구조물의 성능 평가에 있어서는, 변위의 함수뿐만 아니라, 최대 변위값도 중요하므로, 마이크로 프로세서(13)는 필요에 따라서, 위의 수학식 2에 의하여 구해진 변위 함수로부터 최대 변위값을 구하게 된다.The calculated displacement is expressed as a function of time, i.e., s (t). In evaluating the performance of the structure, not only the function of displacement but also the maximum displacement value is important, so that the microprocessor 13 can calculate The maximum displacement value is obtained from the displacement function obtained by Equation 2.
절대 변위를 산정하기 위해서는, A/D 변환기(12), 후술하는 입출력수단(14, 15) 등의 주변기기를 초기화하여야 하는데, 측정 대상 구조물의 변위, 속도, 가속도가 0인 순간에 주변기기를 초기화시킨다. 이러한 주변기기의 초기화 조정 작업은, 마이크로 프로세서(13)에 포함되어 있는 조정모듈에 의하여 행해진다. 절대 변위를 산정하는 경우, 마이크로 프로세서(13)는 주변기기들을 모두 초기화시킨 후, 그 뒤에 입력된 신호를 처리하여 변위를 구하게 된다.In order to calculate the absolute displacement, peripheral devices such as the A / D converter 12 and input / output means 14 and 15 to be described later should be initialized, and the peripheral devices are initialized at the moment when the displacement, velocity, and acceleration of the structure to be measured are zero. . The initialization adjustment work of such a peripheral device is performed by the adjustment module included in the microprocessor 13. In the case of calculating the absolute displacement, the microprocessor 13 initializes all peripheral devices, and then processes the input signal thereafter to obtain the displacement.
상대 변위를 산정하기 위해서는, 현재 가속도 신호를 초기값으로 사용하여, 시작할 때의 초기 변위와의 상대적인 변위를 구하게 된다.In order to calculate the relative displacement, the current acceleration signal is used as an initial value, and the relative displacement from the initial displacement at the start is obtained.
본 고안의 장치에는, 변위 측정 작업에 필요한 기초적인 정보를 입력하고, 사용자가 원하는 기능을 선택할 수 있도록 하는 입력수단(14)이 구비된다. 입력수단(14)으로는 통상적인 키보드를 사용할 수 있다.The device of the present invention is provided with input means 14 for inputting basic information necessary for the displacement measurement operation and allowing a user to select a desired function. As the input means 14, a conventional keyboard can be used.
또한, 본 고안의 장치에는, 측정된 변위를 사용자에게 출력하는 출력수단(15)이 구비되는데, 측정된 변위의 파형이나 최대값, 또는 기초적인 정보를 입력하기 위한 각종 메뉴들이 출력수단(15)을 통하여 디스플레이된다. 휴대할 수 있도록 한다는 본 고안의 목적을 달성하기 위해서는 출력수단(15)으로서 부피가 작고 가벼운 디스플레이 수단인 LCD 디스플레이를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the apparatus of the present invention is provided with an output means 15 for outputting the measured displacement to the user, the various means for inputting the waveform or maximum value of the measured displacement, or basic information output means 15 Is displayed through. In order to achieve the object of the present invention to be portable, it is preferable to use an LCD display, which is a small and light display means, as the output means 15.
전체 장치의 구동에 필요한 전원(16)이 구비되는데, 휴대할 수 있도록 하기 위하여, 상기 전원(16)으로서, 장치에 내장되거나 또는 장치와 함께 휴대할 수 있는 배터리를 사용하는 것이 바람직하다.A power source 16 necessary for driving the entire apparatus is provided, and in order to be portable, it is preferable to use a battery that is built in the apparatus or can be carried with the apparatus.
이상에서 설명한 구성을 가진 본 고안의 휴대용 동적 변위 측정장치는, 장치에 내장된 가속도 센서에 의하여 측정된 가속도 신호로부터 구조물의 변위를 측정할 수 있게 된다.Portable dynamic displacement measuring apparatus of the present invention having the configuration described above, it is possible to measure the displacement of the structure from the acceleration signal measured by the acceleration sensor built in the device.
특히, 본 고안에 의한 휴대용 동적 변위 측정장치는, 가속도 센서가 장치 내부에 내장될 수 있으며, 측정된 가속도 신호로부터 변위를 구하는 일련의 프로세스가 장치 내부에 구비된 마이크로 프로세서의 각 모듈에 의하여 이루어지므로, 전체적인 구성요소가 하나의 장치 내에 구비되어 단일의 장치로 구성되어 있다.In particular, in the portable dynamic displacement measuring apparatus according to the present invention, an acceleration sensor may be embedded in the apparatus, and a series of processes for obtaining displacement from the measured acceleration signal are performed by each module of the microprocessor provided in the apparatus. The whole component is provided in one device and constitutes a single device.
따라서, 본 고안에 의한 휴대용 동적 변위 측정장치는, 기존의 변위 측정장치와는 달리 휴대가 가능하며, 고정점을 잡아야 하는 것과 같은 수고스러움 없이 간단하게 변위를 측정할 수 있으므로, 구조물의 간단한 점검을 할 때 특히 유용하다.Therefore, the portable dynamic displacement measuring apparatus according to the present invention is portable, unlike the conventional displacement measuring apparatus, and can easily measure the displacement without the trouble of having to set a fixed point, so that a simple inspection of the structure can be performed. This is especially useful when
또한, 가속도의 측정부터 변위의 계산까지 모두 일체화된 장치에 의해 이루어지므로 가속도로부터 변위를 구하는 전문적인 프로세스를 모르는 비전문가라 하더라도 변위를 용이하게 측정할 수 있다.In addition, since the acceleration measurement to the calculation of the displacement is all made by an integrated device, even a non-expert who does not know the professional process of calculating the displacement from the acceleration can easily measure the displacement.
그 뿐만 아니라, 입출력 수단도 장치에 모두 구비하게 되므로, 측정된 변위를 현장에서 즉시 확인할 수 있어 매우 편리하다. 본 고안에 의한 장치는, 변위 측정장치 뿐만 아니라, 간단한 신호 수집기로도 활용될 수 있다.In addition, since both the input and output means are provided in the apparatus, the measured displacement can be immediately confirmed in the field, which is very convenient. The device according to the present invention can be utilized not only as a displacement measuring device but also as a simple signal collector.
이상에서는, 본 고안의 구성을 일 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되지 아니하며, 본 고안의 기술적 사상과 실용신안등록청구범위 내에서 자유로운 변형과 개선이 가능하다는 점을 분명하게 밝혀둔다.In the above, the configuration of the present invention has been described with reference to one embodiment, but the present invention is not limited to this, it is clearly found that free modification and improvement within the technical idea and utility model registration claims of the present invention. Put it.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020000014782U KR200206988Y1 (en) | 2000-05-19 | 2000-05-25 | Portable Device for Measuring Dynamic Displacement Using Acceleration-meter |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Related Parent Applications (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116227159A (en) * | 2023-01-13 | 2023-06-06 | 江苏恒赛海洋科技有限公司 | Displacement acquisition and verification device based on acceleration secondary integration |
-
2000
- 2000-05-25 KR KR2020000014782U patent/KR200206988Y1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116227159A (en) * | 2023-01-13 | 2023-06-06 | 江苏恒赛海洋科技有限公司 | Displacement acquisition and verification device based on acceleration secondary integration |
| CN116227159B (en) * | 2023-01-13 | 2024-05-03 | 江苏恒赛海洋科技有限公司 | Displacement acquisition and verification device based on acceleration secondary integration |
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