장력 테스트

현재 개발하는 센서의 데이터 측정은 멀티미터를 이용하여 사람이 직접 수집한다. 하지만 정확한 데이터 수집을 위해서는 센서의 모든 데이터에 대한 균등한 조건이 붙어야 하며 데이터에 직접적으로 영향을 미치는 온도, Adc, Aac와 같은 주변 환경의 데이터가 필요하다.

이 프로그램은 10톤 단위로 센서의 출력 전압을 손으로 측정하던 작업을 LabVIEW 프로그램을 이용하여 자동 측정 시스템으로 전환하였다.

 1. 개발 배경
기존에 사람이 하던 작업은 데이터 측정을 멀티미터 값을 보고 적던 것이므로 여러 가지 제약이 따랐다. 그러나 이 프로그램은 정확한 기준을 적용하여 모든 데이터의 저장 조건을 균등하게 설정하여 올바른 측정을 가능하게 한다. 또한 데이터가 저장될 때 영향을 주는 온도, Adc, Aac 등의 데이터 오차를 파악하여 측정한 결과에 이상이 발생되었을 때 그 원인을 분석할 수 있도록 하였다.

 2. 장비
인장 시험기 - 최대 인장력 300톤이며, 샘플케이블을 연결할 수 있는 핀과 핀의 거리는 3,000~3,400mm이다.
가압 실린더의 이송 거리가 300mm이면 인장 방법은 가압을 통한 자동 운전이다.
장력 센서 - 장력을 측정하는 센서
데이터 수집 장비-인장 시험기를 통해 가해지는 장력을 신호로 받고 센서의 데이터 및 주변환경 데이터를 수집한다.

 3. 프로그램 설명

그림 1. 교류적 데이터 장력 측정 프로그램

프로그램의 초기화 -> 측정 -> 종료, 3단계로 구성된다.

 3-1. 초기화
초기화는 크게 2단계로 구성되어 있다.
1) 영점조정 자동화
DAQ의 영점조정을 자동으로 할 것인지 선택할 수 있다. 영점조정 데이터는 3초간의 데이터로 구현된다. 이때, 영점조정을 안 할 경우 바로 측정 단계로 넘어간다.

(영점조정 전 데이터)   (영점조정 후 데이터)

                   그림 2. 영점조정

2) 초기 값 저장(영점조정 후)
영점조정이 완료된 2초 후에 `READY` LED에 초록색 불이 들어오며 영점조정 후의 초기 값을 저장한다.
-> 외부 입력이 없을 때 DAQ에서 발생하는 드리프트(Drift)를 제거하기 위한 것으로 이때 영점조정 후에도 어느 정도 드리프트가 발생하는지 기록한다. 이때 20mV 이상 2초 동안에 데이터가 유지되면 현재 데이터는 안정되지 않은 것으로 인정되어 운전시작을 할 수 없다. 2초 후, `OK` LED에 불이 들어오면 ‘자동운전 시작’ 버튼이 활성화 된다.

 3-2. 측정
‘자동운전 시작’ 버튼을 누르면 자동 측정을 시작한다. 장력에 따라 데이터 측정 방법은 인장 시험기에서 설정된 간격으로 장력을 측정하게 되며 설정된 값이 되면 적외선 센서가 작동하여 DAQ에서 데이터 수집을 시작한다. 데이터 측정은 3단계에 걸쳐서 처리된다.
1) 신호 수집 - 적외선 센서를 통해 데이터 수집을 하라는 신호를 받으면 장력 센서의 데이터를 수집한다.
2) 데이터 안정화 - 설정된 장력이 되면 초기 데이터는 흔들림이 크기 때문에 1초 동안 대기한다.
3) 1초간의 데이터 수집 - 1초간 주변 환경의 데이터와 장력 센서의 데이터를 수집한다. 보통 초당 100개의 데이터를 받아 처리한다.

                         그림 3. 평균값

 3-3. 종료
최대 장력까지 도달하여 측정된 데이터가 저장되고 가해지던 Adc가 떨어지면 LabVIEW는 측정을 정지하고 앞의 1-2) 단계로 이동한다. 데이터 측정을 연속하여 측정하려면 1-2)부터 시작하면 되고, 데이터 측정을 완료하려면 `STOP` 버튼을 눌러 프로그램을 종료한다. 

 4. 실행도

                         그림 5. 도표화

 5. 결과화면
 
6. 측정 결과