Hi-techniques 사의 FreeStyle은 비교적 최근에 새롭게 출시된 모델 입니다.
기존 라인업과 달리 좀 더 보편적으로 쉽게 다가갈 수 있게 만들어진 제품이며 견고한 외형과 높은 ADC는 그대로 유지한 체 다양한 물리량을 계측할 수 있습니다.
오늘은 이 FreeStyle을 이용하여 가장 흔하고 범용적으로 많이 사용하는 Bridge를 어떻게 설정하는지 알아보도록 하겠습니다.
설명하기에 앞서 Bridge 라고 칭하는 것은 흔히 저항을 이용한 센서 등을 통칭합니다.
대표적은 브릿지로 스트레인 게이지가 있습니다.
스트레인 게이지는 물체에 힘이 작용했을 때 물체의 변형이 일어나는 효과를 이용하여 재료의 응력(stress), 변형률(Strain)을 측정하는 센서입니다.
종류에 따라 여러 게이지가 존재합니다.
그리고 게이지의 구성에 따라 풀 브릿지(Full-Bridge), 하프 브릿지(Half-Bridge), 쿼터 브릿지(Quarter-Bridge) 로 나뉘게 되죠.
위에서부터 풀 브릿지, 하프 브릿지, 쿼터 브릿지 입니다.
이런 브릿지들의 원리가 되는 기초 이론은 바로 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge) 입니다.
회로 내에 존재하는 4개의 저항 간의 관계에 따라 (R1R3 = R2R4) 출력이 변화함으로써 그 출력의 변화로 결과를 관찰하는 것입니다.
이러한 브릿지를 이용하여 만들 대표적인 센서는 로드셀(load cell)로 바로 전자 저울이 이런 방식을 사용하여 만들어 집니다.
그리고 웬만한 보통 압력센서들은 모두 Bridge 타입을 채택하여 만들어 지고 있습니다.
그럼 이제 freeStyle에서 Bridge를 어떻게 설정하는지 확인 해 보도록 하겠습니다.
FreeStyle 과 Aspire를 연결 시킵니다.
연결 방법은
https://ksfaq.net/tm-daq-hi/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=9744871&t=board
해당 FAQ에서 확인하실 수 있으시니 참고 하시길 바랍니다.
FreeStyle은 2 ~ 4선식에 쉴드선 까지 더해진 쿼터, 하프, 풀 브릿지 모두를 설정할 수 있습니다.
Bridge 타입의 압력, 토크, 부하, 가속도 및 진동 등 모든 물리량이 측정 가능하며 각 채널마다 지속적으로 15mA를 줄 수 있습니다.
전류의 제한은 8채널 그룹 당 125mA 입니다.
브릿지 연결을 위해서는 FS-BI-ST 품번의 커넥터가 필요합니다.
브릿지 설정은 워낙 다양한 설정들이 많아 복잡한 설정 중에 하나로 꼽힙니다.
여기서 설명할 내용은 스트레인 게이지 중 쿼터 브릿지를 설정하는 방법을 설명 드리도록 하겠습니다.
우측의 Channels 버튼을 눌러 설정 메뉴에 진입합니다.
채널 설정에서 원하는 채널을 On을 체크하고 Mode는 'DC Bridge' 를 선택하고 범위는 20.0 mV 를 선택합니다.
20.0mV 의 범위는 기존의 아날로그 신호 조절기가 가지고 있는 게인 500의 수치에 필적하기에 적합합니다.
게이지도 센서이기에 구동 전압이 필요합니다. 따라서 Excitation 탭에 가서 원하는 수치 만큼 설정 후 On을 해주시면 전압이 제공이 됩니다.
다음 열에서 우리는 쿼터 브릿지(Quarter Bridge)를 설정할 것이기 때문에 1/4 bridge를 선택해 줍니다.
한 개의 스트레인 게이지 만을 사용하는 어플리케이션은 1/4 bridge 설정을, 웬만한 상업용 로드셀이나 압력 센서 등은 Full Bridge를 일반적으로 설정하니 참고하시길 바랍니다.
그 이후에 사진 상의 주황색 원형 Auto Balance 버튼을 눌러서 밸런싱을 맞춰 줍니다.
해당 작업이 필요한 이유는 접촉물을 다시 기준점으로 잡아 주는 작업입니다. 절대적인 평평함이란 존재하기 쉽지 않습니다.
따라서 게이지를 부착할 때는 고운 사포로 문지른 후 최대한 평평하게 만드는 작업이 필요합니다.
부착한 곳에서 0에서 시작해야 올바른 측정을 할 수 있기 때문에 이러한 밸런싱 작업이 필요합니다.
밸런싱 작업이 잘 완료되면 우측 Balance Status 에서 OK 메세지가 뜹니다. 만약 Fail 메세지가 뜰 경우 해당 설정에 맞게 게이지가 연결이 되지 않은 것이니 점검하시길 바랍니다.
설정은 위에서 다 끝난게 아니고 사용자가 사용하고자 하는 게이지의 세부 설정 작업을 해주어야 합니다.
하단의 Calibration Wizard에 진입합니다.
사용하는 모든 게이지는 다 다르기 때문에 Datasheet에 맞게 작업하기 위해 'Enter Info from Datasheet' 를 선택하고 Next 버튼을 누릅니다.
센서의 Factor 값을 넣어주기 위해 Gage Factor 를 선택 후 Next 를 누릅니다.
데이터시트를 참고하여 Gage Factor를 넣습니다. 메탈 포일 게이지는 일반적으로 2.0 ~ 2.2 사이의 값을 가집니다.
Next를 누르고 나면 다음과 같이 최종적인 요약이 나옵니다. 확인 후 정정이 필요하면 Back, 취소는 Cancel, 마무리는 Finish를 클릭합니다.
다음과 같이 설정이 마무리 되었으며 이제 계측을 시작하면 됩니다.
우측의 'Timebase' 를 클릭하여 샘플링 속도를 설정하도록 하겠습니다.
Analog 에서 초당 샘플링을 설정 후 하단의 OK를 누릅니다.
채널 설정에서 Gauss Fs/8 필터를 설정하여 노이즈를 차단합니다.
설정이 이제 다 완료 되었으니 계측을 시작합니다.
Hi-techniques 사의 FreeStyle은 비교적 최근에 새롭게 출시된 모델 입니다.
기존 라인업과 달리 좀 더 보편적으로 쉽게 다가갈 수 있게 만들어진 제품이며 견고한 외형과 높은 ADC는 그대로 유지한 체 다양한 물리량을 계측할 수 있습니다.
오늘은 이 FreeStyle을 이용하여 가장 흔하고 범용적으로 많이 사용하는 Bridge를 어떻게 설정하는지 알아보도록 하겠습니다.
설명하기에 앞서 Bridge 라고 칭하는 것은 흔히 저항을 이용한 센서 등을 통칭합니다.
대표적은 브릿지로 스트레인 게이지가 있습니다.
스트레인 게이지는 물체에 힘이 작용했을 때 물체의 변형이 일어나는 효과를 이용하여 재료의 응력(stress), 변형률(Strain)을 측정하는 센서입니다.
종류에 따라 여러 게이지가 존재합니다.
그리고 게이지의 구성에 따라 풀 브릿지(Full-Bridge), 하프 브릿지(Half-Bridge), 쿼터 브릿지(Quarter-Bridge) 로 나뉘게 되죠.
위에서부터 풀 브릿지, 하프 브릿지, 쿼터 브릿지 입니다.
이런 브릿지들의 원리가 되는 기초 이론은 바로 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge) 입니다.
회로 내에 존재하는 4개의 저항 간의 관계에 따라 (R1R3 = R2R4) 출력이 변화함으로써 그 출력의 변화로 결과를 관찰하는 것입니다.
이러한 브릿지를 이용하여 만들 대표적인 센서는 로드셀(load cell)로 바로 전자 저울이 이런 방식을 사용하여 만들어 집니다.
그리고 웬만한 보통 압력센서들은 모두 Bridge 타입을 채택하여 만들어 지고 있습니다.
그럼 이제 freeStyle에서 Bridge를 어떻게 설정하는지 확인 해 보도록 하겠습니다.
FreeStyle 과 Aspire를 연결 시킵니다.
연결 방법은
https://ksfaq.net/tm-daq-hi/?q=YToxOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjt9&bmode=view&idx=9744871&t=board
해당 FAQ에서 확인하실 수 있으시니 참고 하시길 바랍니다.
FreeStyle은 2 ~ 4선식에 쉴드선 까지 더해진 쿼터, 하프, 풀 브릿지 모두를 설정할 수 있습니다.
Bridge 타입의 압력, 토크, 부하, 가속도 및 진동 등 모든 물리량이 측정 가능하며 각 채널마다 지속적으로 15mA를 줄 수 있습니다.
전류의 제한은 8채널 그룹 당 125mA 입니다.
브릿지 연결을 위해서는 FS-BI-ST 품번의 커넥터가 필요합니다.
브릿지 설정은 워낙 다양한 설정들이 많아 복잡한 설정 중에 하나로 꼽힙니다.
여기서 설명할 내용은 스트레인 게이지 중 쿼터 브릿지를 설정하는 방법을 설명 드리도록 하겠습니다.
우측의 Channels 버튼을 눌러 설정 메뉴에 진입합니다.
채널 설정에서 원하는 채널을 On을 체크하고 Mode는 'DC Bridge' 를 선택하고 범위는 20.0 mV 를 선택합니다.
20.0mV 의 범위는 기존의 아날로그 신호 조절기가 가지고 있는 게인 500의 수치에 필적하기에 적합합니다.
게이지도 센서이기에 구동 전압이 필요합니다. 따라서 Excitation 탭에 가서 원하는 수치 만큼 설정 후 On을 해주시면 전압이 제공이 됩니다.
다음 열에서 우리는 쿼터 브릿지(Quarter Bridge)를 설정할 것이기 때문에 1/4 bridge를 선택해 줍니다.
한 개의 스트레인 게이지 만을 사용하는 어플리케이션은 1/4 bridge 설정을, 웬만한 상업용 로드셀이나 압력 센서 등은 Full Bridge를 일반적으로 설정하니 참고하시길 바랍니다.
그 이후에 사진 상의 주황색 원형 Auto Balance 버튼을 눌러서 밸런싱을 맞춰 줍니다.
해당 작업이 필요한 이유는 접촉물을 다시 기준점으로 잡아 주는 작업입니다. 절대적인 평평함이란 존재하기 쉽지 않습니다.
따라서 게이지를 부착할 때는 고운 사포로 문지른 후 최대한 평평하게 만드는 작업이 필요합니다.
부착한 곳에서 0에서 시작해야 올바른 측정을 할 수 있기 때문에 이러한 밸런싱 작업이 필요합니다.
밸런싱 작업이 잘 완료되면 우측 Balance Status 에서 OK 메세지가 뜹니다. 만약 Fail 메세지가 뜰 경우 해당 설정에 맞게 게이지가 연결이 되지 않은 것이니 점검하시길 바랍니다.
설정은 위에서 다 끝난게 아니고 사용자가 사용하고자 하는 게이지의 세부 설정 작업을 해주어야 합니다.
하단의 Calibration Wizard에 진입합니다.
사용하는 모든 게이지는 다 다르기 때문에 Datasheet에 맞게 작업하기 위해 'Enter Info from Datasheet' 를 선택하고 Next 버튼을 누릅니다.
센서의 Factor 값을 넣어주기 위해 Gage Factor 를 선택 후 Next 를 누릅니다.
데이터시트를 참고하여 Gage Factor를 넣습니다. 메탈 포일 게이지는 일반적으로 2.0 ~ 2.2 사이의 값을 가집니다.
Next를 누르고 나면 다음과 같이 최종적인 요약이 나옵니다. 확인 후 정정이 필요하면 Back, 취소는 Cancel, 마무리는 Finish를 클릭합니다.
다음과 같이 설정이 마무리 되었으며 이제 계측을 시작하면 됩니다.
우측의 'Timebase' 를 클릭하여 샘플링 속도를 설정하도록 하겠습니다.
Analog 에서 초당 샘플링을 설정 후 하단의 OK를 누릅니다.
채널 설정에서 Gauss Fs/8 필터를 설정하여 노이즈를 차단합니다.
설정이 이제 다 완료 되었으니 계측을 시작합니다.