독일 IMA 드레스덴의 동체 쉘 테스트

다양한 측정 작업을 위한 유연한 장비

동체 쉘 테스트를 위해 IMA 드레스던은 처음부터 개발된 테스트 벤치를 시운전하고 있습니다. IMA 드레스덴의 측정 기술 책임자인 게르트 스트리글러 (Gerd Striegler)는 서보-유압식 테스트 벤치의 설계는 자사의 노하우를 바탕으로 개발된 독자적인 개발이라고 말합니다. “수정된 설계로 인해 테스트 벤치는 다양한 테스트, 구성 요소 치수 및 테스트 표준에 대해 더 유연하게 사용할 수 있습니다.” 또한 여러 유형의 스트레스를 동시에 가하고 실질적인 방식으로 테스트할 수 있습니다.

새로운 테스트 벤치는 적절한 HBK 힘 트랜스듀서와 함께 약 30개의 유압 액추에이터를 사용하여 모션 관련 인장, 압축 및 시어(shear) 스트레스를 시뮬레이션할 수 있습니다. 이에 대한 반응은 시험 테스트에서 적용된 500개의 스트레인 게이지로 측정됩니다. 이를 달성하기 위해 IMA 드레스던은 다양한 브리지 구성에서 스트레인 게이지 신호를 기록하고 추가 처리를 위해 디지털 방식으로 조절하기 위해 HBK의 QuantumX 데이터 수집 시스템을 적극 활용했습니다.

QuantumX는 TEDS (트랜스듀서 전자 데이터 시트) 기술을 포괄적으로 지원하는 플러그 앤 측정 솔루션으로, 어떤 방식으로든 테스트 벤치를 빠르고 유연하게 조정할 수 있습니다. 각 개별 센서의 센서 특성은 센서 또는 커넥터에 설치된 TEDS 칩에서 자동으로 판독되므로 측정 작업을 재구성할 때 설정 시간이 크게 단축됩니다. 종종 오류의 원인인 수동 입력이 더 이상 필요하지 않습니다.

자유롭게 확장 가능한 측정 시스템

이러한 스케일의 테스트 벤치를 통해 QuantumX MX1615B은 단순한 측정 모듈 그 이상으로 다재다능함을 입증합니다. 컴팩트한 디자인에는 범용 채널이 있는 16개의 측정 입력이 포함됩니다. 채널 밀도가 높기 때문에 시스템을 자유롭게 확장할 수 있지만 설치 공간도 더 작습니다. 따라서 각 모듈은 유연하며 필요에 따라 개별 장치로서 대규모 시스템에서 상호 연결된 시험편의 측정 지점 가까이에 배포할 수 있습니다. 실제로 소규모 테스트의 경우 매일 각 모듈을 제거하거나 더 많은 채널이 필요한 경우 모듈을 추가할 수 있습니다.

HBK의 제품 관리 디렉터인 크리스토프 살처 (Christof Salcher)는 이 솔루션의 또 다른 이점을 다음과 같이 설명합니다. “개별 모듈은 단일 또는 고도로 분산되어 단일 케이블로 상호 연결될 수 있습니다. 측정 지점에 가까운 동기식 디지털화는 광범위한 감지 리드의 필요성을 줄이고 더 빠른 설정을 가능하게 하며 신호 품질을 향상시킵니다. Catman 소프트웨어와 함께 사용하면 많은 테스트 문제를 해결하는 정말 사용하기 쉬운 전체 솔루션입니다.”

이 모듈은 이더넷을 통해 PC에서 실행되는 HBK catman 소프트웨어로 직접 데이터를 전송하여 데이터 시각화, 온라인 및 사후 프로세스 분석, 데이터 저장 및 원격 모니터링을 수행합니다. IMA 드레스덴에서 일반적으로 사용되는 대형 테스트 벤치의 경우 소프트웨어는 여러 화면에서 시각화도 지원합니다.

최고의 정밀도로 실시간 제어

스트리글러에 따르면 IMA 드레스덴의 디지털 데이터 수집 및 처리의 가장 큰 장점은 두 번째 단계에 있습니다. “최신 세대의 테스트 벤치는 테스트 자동화를 위해 측정 데이터를 실시간으로 병렬로 사용합니다.” 대형 구성품의 구조 테스트에서 부하를 적용하기 위해 하나의 컨트롤러가 여러 유압 액추에이터를 동시에 작동시킵니다. 실시간 제어 덕분에 컨트롤러는 이 과정에서 측정 데이터를 관찰할 수 있으며, 데이터가 설정된 특성 값보다 높거나 낮을 경우 자동으로 테스트를 중지하거나 테스트 프로그램을 조정할 수 있습니다.

반대로, 기존 시스템에서 실시간 제어는 디지털 측정 데이터를 표준화된 전압의 아날로그 신호로 다시 변환한 다음 신호를 아날로그 피드백 시스템으로 다시 피드백합니다. 그런 다음 제어 시스템이 임펄스를 처리하려면 두 번째 디지털화 프로세스가 필요합니다. “실제로 이것은 광범위한 케이블 설치와 시간이 필요할 뿐만 아니라 무엇보다도 정밀도가 저하된다는 것을 의미합니다.” 라고 스트리글러는 설명합니다. “완전 디지털 측정 및 제어 체인은 신호를 전체 품질로 수신하며 간단한 이더넷 케이블을 사용하여 달성할 수 있습니다.” 마지막으로 중요한 것은 전자 장치와 케이블을 적게 사용하면 상당한 비용 이점을 얻을 수 있습니다.

투명한 구성, 간단한 유지 보수

IMA 드레스던은 또한 컨트롤러가 개별 센서에 직접 액세스할 수 있는 이점을 제공합니다. 이렇게 하면 다양한 모니터링 파라미터를 원하는대로 유연하게 조정할 수 있습니다. 동시에 완전히 디지털화된 시스템을 통해 대상 문제 해결, 더 빠른 응답 시간 및 까다로운 테스트 작업에 대한 전체 시스템의 가용성을 높일 수 있습니다. 또한 개선된 유지보수 옵션을 통해 복잡성이 감소했음을 분명히 알 수 있습니다.

테스트 벤치는 인터페이스를 통해 QuantumX 시스템과 동기식으로 통신하는 컨트롤러 시스템에 의해 관리됩니다. 인터페이스 기술은 센서, DAQ 시스템, 소프트웨어 및 유압 제어 시스템간의 전체 측정 및 제어 체인을 연결하여 모든 구성 요소가 원활하게 작동합니다.

신뢰할 수 있는 디지털화를 위한 정밀 기술

IMA 드레스던은 HBK의 신뢰할 수 있는 시스템을 사용하여 모든 테스트 벤치를 점차 디지털화하고 새로운 데이터 수집 방법으로 변환하고 있다고 스트리글러는 말합니다. “차세대 테스트 벤치를 통해 테스트 벤치 및 측정 작업이 직면한 더 까다로운 요구 사항에 따라 확장되는 업그레이드를 받고 있습니다.” IMA 드레스던의 또 다른 주요 이점은 모바일과 현장 사용을 위한 테스트 어플라이언스에서 찾을 수 있습니다. PTP (정밀 시간 프로토콜, IEEE 1588:2008)를 사용하면 이더넷을 통한 시간 동기 데이터 획득이 가능하며 분산 장치로 작업 할 때 추가 가능성을 창출합니다. 반면 실시간 이더넷을 사용하면 제한된 대역폭으로 지연 시간이 짧은 실시간 통신이 가능합니다. 

또 다른 주요 이점은 IMA 드레스던이 오랫동안 사용해 온 HBK의 측정 체인 요소 표준입니다. 스트리글러는 “이와 같이 복잡한 설정에서는 일반적으로 여러 브랜드가 구성 부품으로 들어갑니다 .” 라고 설명합니다. “HBK 제품의 인터페이스와 유연성으로 인해 측정 시스템의 모든 구성 요소를 원활하게 연결할 수 있으며, 이는 기존 테스트 벤치에서 데이터 수집을 위한 업데이트를 하나씩 받을 때 특히 유리합니다.”