데이터 수집 및 처리(DAQ 시스템)_예비보고서

문서 내 토픽

• 1. DAQ 시스템

  DAQ(Data Acquisition)란 DAQ하드웨어를 이용해 하중, 압력, 습도, 가속도, 변위, 토크 등의 아날로그 물리량의 데이터를 수집하고 이를 디지털화하여 계측, 제어 및 분석하는 것을 말한다. DAQ 시스템은 센서, 신호 컨디셔닝, DAQ 하드웨어로 구성된다. 센서는 물리량을 전기 신호로 변환하고, 신호 컨디셔닝은 센서 신호를 DAQ 보드가 처리할 수 있는 신호로 변환한다. DAQ 하드웨어는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터에 전달한다.

• 2. 교정(Calibration)

  교정은 특정 조건에서 측정기기, 표준물질, 척도 또는 측정체계 등에 의하여 결정된 값을 표준으로 결정된 값 사이의 관계(1:1 대응)를 확정하는 일련의 작업이다. 계측기에서는 검출기 또는 검출 소자로부터 정보를 출력할 때 일반적으로 전압을 이용하는데, 검출기 간 출력 특성 차이로 인해 고도의 정밀도 계측을 위해서는 기준 계측기와 비교 측정을 통해 정확한 눈금 매기기를 한다.

• 3. 곡선 접합(Curve Fitting)

  곡선 접합은 평면 위에 흩어진 점에 대하여 가장 적합한 곡선을 계산하고 산출하는 것이다. 최소자승법은 측정값과 함숫값의 차이를 제곱한 것의 합이 최소가 되도록 하는 함수를 구하는 방법이다. 이렇게 구해진 함수는 측정값들의 관계에 가장 적합한 함수(Fitting Function)라고 할 수 있다.

• 4. 함수발생기

  함수발생기는 낮은 레벨의 다양한 교류(정현파, 삼각파, 구형파)를 만들어 제공해주는 장비로, 주파수 계측 기능도 갖고 있다. 제공되는 파형의 주파수는 아주 낮은 범위에서 높은 범위까지 가변될 수 있어 회로 시스템의 주파수 특성을 분석하는데 유용하다. 디지털 회로에서 요구되는 TTL 및 CMOS 논리 신호도 제공할 수 있다.

• 5. 오실로스코프

  오실로스코프는 시간에 따른 입력전압의 변화를 화면에 출력하는 장치로, 전자 회로 작업에서 가장 기능이 많은 테스트 장비이다. 오실로스코프는 신호의 주파수, 기간, 위상 관계, 파형 모양, 진폭 등의 정보를 제공할 수 있다. 오실로스코프의 기본 요소는 음극선관(CRT), 스위프 발생기, 수평 및 수직 편향 증폭기, 전원공급 장치 등이다.

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• 1. DAQ 시스템

  DAQ(Data Acquisition) 시스템은 실제 세계의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터에서 처리할 수 있게 해주는 중요한 기술입니다. DAQ 시스템은 센서, 신호 컨디셔닝 회로, 데이터 변환기, 데이터 저장 및 처리 장치 등으로 구성되며, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 특히 실시간 모니터링, 공정 제어, 데이터 분석 등의 응용 분야에서 DAQ 시스템은 필수적인 역할을 합니다. 최근에는 IoT 기술의 발달로 인해 DAQ 시스템이 더욱 중요해지고 있으며, 센서 기술과 데이터 처리 기술의 발전으로 DAQ 시스템의 성능과 기능이 지속적으로 향상되고 있습니다.

• 2. 교정(Calibration)

  교정(Calibration)은 측정 장비의 정확성과 신뢰성을 확보하기 위한 필수적인 과정입니다. 교정을 통해 측정 장비의 오차를 최소화하고, 측정 결과의 정확성을 높일 수 있습니다. 특히 과학, 공학, 의료 분야 등에서 정확한 측정이 중요한 경우, 정기적인 교정은 매우 중요합니다. 교정 과정에서는 표준 참조 장비를 사용하여 측정 장비의 출력 값과 실제 값을 비교하고, 필요한 경우 조정 및 보정 작업을 수행합니다. 이를 통해 측정 장비의 정확성과 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 최근에는 자동화된 교정 시스템이 개발되어 교정 과정을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 되었습니다.

• 3. 곡선 접합(Curve Fitting)

  곡선 접합(Curve Fitting)은 실험 데이터나 관측 데이터를 가장 잘 설명할 수 있는 수학적 함수를 찾는 과정입니다. 이를 통해 데이터의 특성을 이해하고, 미래 예측, 모델링, 최적화 등의 다양한 응용 분야에 활용할 수 있습니다. 곡선 접합 기법에는 선형 회귀, 다항식 회귀, 지수 함수 접합, 로그 함수 접합 등 다양한 방법이 있으며, 데이터의 특성에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다. 또한 곡선 접합 과정에서 데이터의 오차, 모델의 적합도, 예측 정확도 등을 고려해야 합니다. 최근에는 머신 러닝 기법을 활용한 곡선 접합 방법도 개발되고 있어, 더욱 복잡한 데이터 패턴을 모델링할 수 있게 되었습니다.

• 4. 함수발생기

  함수발생기는 다양한 형태의 전기 신호를 생성할 수 있는 중요한 계측 장비입니다. 함수발생기를 통해 사인파, 구형파, 삼각파, 펄스 등 다양한 파형을 생성할 수 있으며, 주파수, 진폭, 위상 등의 파라미터를 조절할 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 함수발생기는 전자 회로 설계, 센서 테스트, 통신 시스템 검증, 제어 시스템 개발 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 최근에는 디지털 기술의 발달로 인해 함수발생기의 성능과 기능이 크게 향상되었으며, 프로그래밍이 가능한 고성능 함수발생기가 개발되고 있습니다. 이를 통해 더욱 복잡한 신호 생성과 정밀한 제어가 가능해졌습니다.

• 5. 오실로스코프

  오실로스코프는 전기 신호의 파형을 시각적으로 관찰할 수 있는 중요한 계측 장비입니다. 오실로스코프를 통해 전압, 전류, 주파수, 위상 등 다양한 전기 신호의 특성을 분석할 수 있으며, 이는 전자 회로 설계, 고장 진단, 신호 무결성 검증 등 다양한 분야에서 필수적입니다. 최근에는 디지털 기술의 발달로 인해 오실로스코프의 성능과 기능이 크게 향상되었습니다. 디지털 오실로스코프는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 저장, 분석, 처리할 수 있으며, 다양한 측정 기능과 자동화 기능을 제공합니다. 또한 오실로스코프와 컴퓨터를 연결하여 신호 데이터를 실시간으로 분석하고 처리할 수 있게 되었습니다. 이를 통해 오실로스코프는 더욱 강력하고 유용한 계측 장비로 자리잡고 있습니다.