프로세스에서 너무 많은 데이터를 수집하지 않고 정확한 시간에 완전하고 정확한 데이터를 수집하는 것은 고속 테스트의 과제입니다. 테스트의 흥미로운 부분은 몇 센티미터의 변위와 몇 밀리초의 시간 내에 발생하며 데이터 수집을 최적화하는 세 가지 방법이 있습니다.
1. 데이터 수집 우선 트리거
먼저 고속 액추에이터의 동작 전에 데이터 수집을 시작하여 적절한 데이터를 수집합니다. 몇 밀리초 동안만 지속되는 테스트의 경우 일반적으로 액추에이터 동작 10밀리초 또는 100밀리초 전에 데이터 수집을 트리거하는 것으로 충분합니다.
대부분의 고속 시스템에서 데이터 수집 시스템과 유압 모션 시스템은 트리거 입력 후 지연이 다릅니다. 일반적으로 유압 시스템은 데이터 수집 시스템보다 더 긴 지연을 갖도록 구성할 수 있습니다. 이 설정은 단일 트리거가 여러 시스템(데이터 및 모션 제어)을 시작하는 데 사용되는 경우 데이터 수집 시스템이 실행되고 액추에이터가 움직이기 시작하기 전에 유의미한 데이터를 수집할 준비가 되도록 합니다.
테스트 운영자가 스트레인 게이지, 압전 로드 와셔 또는 가속도계와 같은 트랜스듀서의 전자 데이터와 고속 카메라의 시각적 데이터를 모두 수집하려는 경우 상황이 더 복잡해집니다. 이 경우 다양한 하위 시스템의 시간 지연이 동일하지 않을 수 있습니다. 이러한 불일치로 인해 분석이 더 어려워지지만 모든 데이터 수집은 액추에이터 동작 전에 시작되는 것이 중요합니다. 모든 데이터 수집이 동시에 시작되는 것은 중요하지 않습니다.
2. 하위 시스템 데이터 수집 동기화
대부분의 고속 시스템은 동시에 트리거되더라도 다양한 지연이 있는 여러 데이터 수집 하위 시스템을 사용합니다. 많은 시스템에는 지연을 도입하는 복잡한 데이터 신호 컨디셔닝 및 트랜스듀서가 있으므로 모든 신호가 동일한 순간에 트리거되더라도 한 트랜스듀서의 신호가 다른 트랜스듀서의 신호에 비해 지연됩니다.
모든 항목을 정확히 같은 순간에 시작하는 것은 중요하지 않지만 다양한 신호의 값이 같은 시간에 생성되도록 신호를 이동할 수 있어야 합니다. 일부 연구원들은 시스템의 초기 동작을 기반으로 신호를 동기화하려고 합니다. 변위가 변경되기 시작하거나 하중이 변경되기 시작하면 다른 모든 신호가 이 클럭 시간에 동기화됩니다. 안타깝지만, 대부분의 시스템은 시편에 단단히 결합되어 있지 않습니다. 이 느슨한 연결(또는 느슨한 어댑터)을 통해 액추에이터는 시편에 힘을 가하기 전에 원하는 속도 또는 최대 테스트 속도에 도달할 수 있습니다. 이 경우 액추에이터는 시편에 상당한 하중이 가해지기 훨씬 전에 움직입니다.
더 높은 변형률에서는 액추에이터의 움직임이 의사 부하를 유발하는 부하 트랜스듀서를 가속하기 때문에 동기화를 위해 시스템 부하 트랜스듀서를 사용하기가 어렵습니다. 이러한 관성 하중의 발생을 최소화하기 위해 일부 연구원들은 시편 강성과 적절하게 배치된 스트레인 게이지에서 하중을 추정한 후에 해당 데이터를 동기화에 사용합니다.
다른 연구원들은 오류와 같은 명백한 이벤트를 기반으로 신호를 동기화하려고 시도하지만 동일한 문제가 많이 존재합니다. 그리고 하위 시스템이 다른 속도로 데이터를 가져오면 상황이 더 복잡해집니다. 한 가지 일반적인 상황은 1kHz에서 사진을 촬영하는 고속 카메라가 20kHz에서 데이터를 촬영하는 데이터 수집 시스템과 함께 사용될 때 발생합니다. 그러면 단일 사진이 20개 이상의 개별 데이터 지점과 효과적으로 연결됩니다. 값이 크게 달라지면 사진의 시간 해상도가 1밀리초라도 정확히 어느 시점에서 사진을 획득했는지 판별하기 어렵습니다.
일부 모범 사례는 실제 테스트를 수행하기 전에 시스템을 특성화하고 단일 신호를 여러 데이터 수집 장치와 공유하여 동기화를 단순화하는 것과 관련됩니다. 일부 신호는 동기화를 쉽게 수행하기 위해 카메라와 포토 셀 모두에서 볼 수 있는 조명(LED)을 사용합니다. 테스트 프로토콜이 여러 데이터 수집 시스템으로 단일 이벤트를 모니터링해야 하는 경우 이 단일 신호는 여러 시스템의 동기화를 훨씬 쉽게 만듭니다.
3. 관련 데이터 분리
고속 테스트 중에 수집된 모든 데이터가 중요한 것은 아닙니다. 액추에이터 모션 전에 수집된 변위 데이터는 기준선 계산에 유용할 수 있지만 이 데이터는 일반적으로 쓸모가 없습니다. 시편과 접촉하기 전에 생성된 하중 트랜스듀서 데이터는 종종 오인되기도 하지만 결과 측정은 트랜스듀서 가속에 대해 수정되어야 함을 나타냅니다. 외부 데이터의 또 다른 소스는 시편 파손 후, 특히 인장 시험에서 시스템의 변형 에너지가 방출되고 압력파가 하중 트랜스듀서에 영향을 미칠 때 로드 셀이 "링"하면 발생합니다. 트랜스듀서 가속의 인공물인 이 가짜 하중 데이터는 데이터를 이해하기 어렵게 만들고 새로운 연구원인 경우 혼동할 수도 있습니다.
앞서 설명한 것처럼 때때로 여러 트랜스듀서 신호 또는 각 개별 데이터 수집 하위 시스템의 신호를 동기화하기 위해 일부 신호를 제 시간에 이동해야 합니다. 종종 단일 신호를 사용하여 여러 시스템에 "타임스탬프"를 제공할 수 있습니다. 최고의 고속 시스템 제공업체는 필요한 경우 서로 독립적으로 신호를 이동하는 도구를 제공합니다.
몇 밀리초 동안 지속되는 테스트에는 종종 수백 밀리초의 데이터가 있습니다. 이러한 모든 추가 데이터로는 관련 데이터를 찾는 것이 어려울 수 있습니다. 지식이 풍부한 고속 솔루션 제공업체는 데이터 세트를 작게 유지하고, 연구원이 충격 전과 시편 파손 후에 획득한 데이터를 제거할 수 있는 도구를 제공하여 관련 데이터를 더 쉽게 찾을 수 있도록 메커니즘을 설계합니다. 이러한 동일한 공급자는 신호 컨디셔닝의 위상 지연에 세심한 주의를 기울이고 단일 신호 타임스탬핑을 활성화하여 동기화 노력을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 도구는 고속 데이터의 분석 및 데이터 감소를 수행할 때 연구원의 생산성을 크게 향상시킵니다.
