The Dynamics Decoder 4 : How does color mixing accelerate vibration testing?

진동, 소음 계측기 전문 업체 싸이러스㈜입니다.
이번에는 독일 m+p international에서 근무를 했던 Dr. Thomas Hahn이 Linkedin에 올린 “The Dynamics Decoder 4 : How does color mixing accelerate vibration testing? “을 한글로 번역을 하였습니다.

Spectrum 합성 (Linkedin 사진), 그림 1

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"The Dynamics Decoder" 시리즈와 함께 지식을 넓혀보세요!

오늘의 주제: 색상 혼합이 어떻게 진동 시험을 가속화할까요?

언제나처럼, 저명한 인물인 아이작 뉴턴으로 시작하겠습니다. 18세기 초, 프리즘과 렌즈를 사용한 그의 실험은 빛을 스펙트럼으로 이해하는 데 중추적인 역할을 했습니다. 괴테는 그의 물리적 접근 방식에 대해 열정이 없고 욕망이 없다며 비방했지만, 뉴턴은 획기적인 발견을 했습니다. 그는 빛이 무지개의 색인 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 보라 등 다양한 색상으로 구성되어 있다는 것을 발견했습니다. 오늘날 우리는 빛이 전자기 스펙트럼의 일부이며, 가시광선 범위는 780nm(빨간색)에서 380nm(파란색) 사이의 파장에 걸쳐 있다는 것을 알고 있습니다.

무지개에서 빛의 기본 구성 요소로 나타나지 않는 색상들도 있습니다. 부드러운 연분홍부터 생생한 진분홍에 이르는 다양한 분홍색 음영을 생각해 보세요. 이러한 색상들은 무지개의 기본 색상인 빨간색과 파란색을 다른 비율로 조합하여 만들 수 있습니다.

이것이 전체 개념의 핵심입니다. 우리는 빛 스펙트럼의 기본 요소들을 조합하여 어떤 색상이든 "만들어 낼" 수 있습니다. 이와 유사하게, 주파수가 다른 기본 진동 신호들을 결합하여 약간 더 복잡한 신호를 생성하는 것이 가능합니다.

이제 몇 가지 서로 연결된 점들을 살펴보겠습니다.

빛과 진동은 모두 파동 특성을 나타내므로, 푸리에 분석을 통해 스펙트럼 성분을 분석할 수 있습니다. (양자 물리학자분들, 이 부분에 대해 너무 심하게 저를 공격하지는 말아주세요.)

신호가 동일한 진폭을 가진 성분을 더 많이 가질수록 더 많은 에너지를 전달합니다.

스펙트럼 모양이 각 색상의 스펙트럼과 유사한 유색 잡음(colored noise)—백색, 브라운, 적색, 청색, 자색 잡음—이 있습니다.

핵심 통찰: 진동 시험의 속도를 높이려면, 파란색과 빨간색을 섞어 분홍색을 만드는 것처럼 다양한 시험 신호를 결합하는 것을 고려해 보세요. 이 방법은 예를 들어, 주파수 범위가 다른 두 개의 사인 톤(sine tone)을 동시에 사용하여 사인 시험의 시험 시간을 절반으로 줄이는 등 진동 시험을 가속화할 수 있게 합니다. 결합된 신호는 주파수 분석(푸리에)을 통해 쉽게 분해할 수 있습니다. 비정상(instationary) 주파수와 위상을 가진 무한한 수의 사인 신호를 중첩하면, 효과적으로 랜덤 노이즈 신호를 생성하게 됩니다. 하지만 이 접근 방식에는 **절충점(tradeoff)**이 따릅니다. 더 많은 성분을 가진 신호는 더 높은 에너지를 전달하므로 시험 장비의 출력 성능을 초과할 수 있습니다. 이러한 옵션들을 포함하는 진동 시험 도구를 활용하면 어떤 시험 사례에 대해서도 최대의 유연성을 제공할 수 있습니다. 언제든지 연락 주시면, 여러분에게 적합한 솔루션을 추천해 드리겠습니다!

토마스(Thomas)

혼합 모드(Mixed mode) 시험은 사인 톤(sine tones)에만 국한되지 않으며, MIL-STD 810 또는 IEC 60068-2-80과 같은 모든 관련 규격에 대한 시험을 위해 서로 다른 노이즈 신호를 중첩시킬 수도 있습니다. 이 방법은 실제 환경에 대한 측정 데이터가 있을 경우, 혼합 모드 환경을 맞춤화하는 데 특히 유용합니다.

자세한 내용을 원하시면 sales@cylos.co.kr, 031-251-1905로 문의를 주시거나, 싸이러스 홈페이지를 참고하시기 바랍니다.

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참고자료 (reference) : 
1. 싸이러스 홈페이지 (http://www.cylos.co.kr)
2. mp 홈페이지 (http://www.mpihome.com)
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4. 싸이러스 네이버 블로그 (https://blog.naver.com/cylos_co)