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측정 대상 구조물의 측정 지점에 가속도계(accelerometer)(2)를 설치하여 구조물(1)의 진동가속도를 측정하는 단계;
상기 가속도계(2)에 의하여 측정된 대상 구조물의 측정 진동가속도 신호를 신호증폭기(3)에 의해 증폭시키는 단계;
증폭된 측정 진동가속도 신호를 주파수 대역 필터(4)에 의해 주파수 필터링하는 단계;
측정 진동가속도의 값이 이산화된 값이 되도록 측정 진동가속도 신호를 A/D 변환기(5)를 통해 디지털 신호로 변환시키는 단계;
시간창 변환부(6)에서는 측정 진동가속도 값을 분할하기 위한 최적시간창 크기()를 결정하고, 측정 진동가속도의 측정값이 아래에 기재된 수학식 2의 벡터 형태로 변환되도록, 디지털 신호로 변환되어 있는 측정 진동가속도 신호를 시간창 변환부(6)에 의해 최적시간창 크기(N)로 분할하는 단계;
정규화계수 결정부(7)를 통하여 아래에 기재된 수학식 3에 의하여 최적정규화계수()를 결정하는 단계;
변위/속도 연산부(8)를 통하여, 아래에 기재된 수학식 5로 표현된 형상함수와 아래에 기재된 수학식 4로 표현된 상기 형상함수의 1,2 차 미분의 열벡터들을 이용하여 아래에 기재된 수학식 6에 의해 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 연산하는 단계;
변위/속도 연산부(8)를 통하여, 상기 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 하기의 수학식 7에 대입하여 하나의 시간창에 대해 측정 진동가속도로부터 동적 변위 및 속도 이력의 벡터를 구하는 단계; 및
변위/속도 연산부(8)를 통하여, 상기 구해진 동적 변위의 벡터에서 중앙값에 해당하는 동적 변위 값을 측정 동적 변위 값으로 제시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 동적 변위 측정방법
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제1항에 있어서, 시간창 변환부(6)에서 최적시간창 크기()를 결정하는 단계는,
진동가속도를 기지의 함수로 정의하여 설정하는 단계; 상기한 함수로 설정된 진동가속도를 가지는 진동을 구조물에 가하는 단계; 시간창 크기를 결정한 후에, 정규화계수 결정부(7)를 통하여 아래에 기재된 수학식 3에 의하여 최적정규화계수()를 결정하는 단계; 변위/속도 연산부(8)를 통하여, 아래에 기재된 수학식 5로 표현된 형상함수와 아래에 기재된 수학식 4로 표현된 상기 형상함수의 1,2 차 미분의 열벡터들을 이용하여 아래에 기재된 수학식 6에 의해 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 연산하는 단계; 변위/속도 연산부(8)를 통하여, 상기 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 하기의 수학식 7에 대입하여 하나의 시간창에 대해 측정 진동가속도로부터 동적 변위 및 속도 이력의 벡터를 구하는 단계를 통하여 동적 변위의 연산 결과를 구하는 단계; 및
상기 연산 결과로 구해진 동적 변위와, 상기 진동가속도의 함수를 수학적으로 적분하여 구한 동적 변위 간의 차이를 구하는 단계를 반복하여 상기 동적 변위 간의 차이가 최소화될 때의 시간창 크기를 최적시간창 크기()의 값으로 정하는 것을 특징으로 하는 구조물의 동적 변위 측정방법
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측정 대상 구조물의 측정 지점에 설치되어 구조물(1)의 진동가속도를 측정하는 가속도계(accelerometer)(2);
상기 가속도계(2)에 의하여 측정된 대상 구조물의 측정 진동가속도 신호를 증폭시키는 신호증폭기(3);
증폭된 측정 진동가속도 신호를 주파수 필터링하는 주파수 대역 필터(4);
측정 진동가속도의 값이 이산화된 값이 되도록 측정 진동가속도 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기(5);
측정 진동가속도 값을 분할하기 위한 최적시간창 크기()를 결정하고, 측정 진동가속도의 측정값이 아래에 기재된 수학식 2의 벡터 형태로 변환되도록 디지털 신호로 변환되어 있는 측정 진동가속도 신호를 시간창 변환부(6)에 의해 최적시간창 크기(N)로 분할하는 시간창 변환부(6);
아래에 기재된 수학식 3에 의하여 최적정규화계수()를 결정하는 정규화계수 결정부(7);
아래에 기재된 수학식 5로 표현된 형상함수와 아래에 기재된 수학식 4로 표현된 상기 형상함수의 1,2 차 미분의 열벡터들을 이용하여 아래에 기재된 수학식 6에 의해 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 연산하고, 상기 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 하기의 수학식 7에 대입하여 하나의 시간창에 대해 측정 진동가속도로부터 동적 변위의 벡터를 구하고, 상기 구해진 동적 변위 벡터에서 중앙값에 해당하는 동적 변위 값을 측정 동적 변위 값으로 제시하는 변위/속도 연산부(8)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물의 동적 변위 측정장치
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제3항에 있어서, 시간창 변환부(6)는,
진동가속도를 기지의 함수로 정의하여 설정하고; 상기한 함수로 설정된 진동가속도를 가지는 진동을 구조물에 가하며; 시간창 크기를 결정한 후에, 정규화계수 결정부(7)를 통하여 아래에 기재된 수학식 3에 의하여 최적정규화계수()를 결정하는 단계; 변위/속도 연산부(8)를 통하여, 아래에 기재된 수학식 5로 표현된 형상함수와 아래에 기재된 수학식 4로 표현된 상기 형상함수의 1,2 차 미분의 열벡터들을 이용하여 아래에 기재된 수학식 6에 의해 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 연산하고; 변위/속도 연산부(8)를 통하여, 상기 요소강성행렬, 요소질량행렬 및 요소하중벡터를 하기의 수학식 7에 대입하여 하나의 시간창에 대해 측정 진동가속도로부터 동적 변위 및 속도 이력의 벡터를 구하여 동적 변위의 연산 결과를 구하는 과정; 및 연산 결과로 구해진 동적 변위와, 상기 진동가속도의 함수를 수학적으로 적분하여 구한 동적 변위 간의 차이를 구하는 과정을 반복하여 상기 동적 변위 간의 차이가 최소화될 때의 시간창 크기를 최적시간창 크기()의 값으로 정하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 동적 변위 측정장치
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