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기계 공학 기초 실험 보고서 신호 처리 실험에 대해 기술한 리포트 참고자료입니다.

1장 LabVIEW의 요소를 크게 3가지로 분류하면 무엇인가? 각 요소에 대해 설명
하시오
2장 aliasing이란 무엇인가? aliasing이 발생하는 이유는? aliasing을 피하기 위해서는 어떻게 해야 하는가?

3장 스트레인 게이지의 원리에 대해 설명하시오
4장 휘스톤 브리지 회로의 quarter, half, full 브리지에 대해 조사하시오

1.labview의 요소를 크게 3가지로 분류하면 무엇인가? 각 요소에 대해 설명
하시오.
laboratory virtual instrument engineering workbench의 약자로 가상 계측을 pc에서 할 수 있게 하는 해석 소프트웨어이다.labview는 일반 text 기반 언어가 아닌 g 언어(graphical programming)이다.함수, 연산 등을 icon으로 표현하며, wire라는 line으로 연결하여 프로그램을 만든다.
① 프론트 패널
-front panel은 실행 시 주로 보이는 window이며, 스위치, 그래프 등의 terminal들이 위치하게 된다.입력 값을 설정하고 vi (labview프로그램) 블록다이어그램의 출력 값을 고전적인 계측기에 있는 노브, 스위치 등의 기능을 갖는 일반적인 오브젝트를 말한다.
-컨트롤로 사용자는 데이터를 입력(설정 값을 입력) 할 수 있고, 이 데이터는 virtual instrument의 블록 다이어그램으로 전송된다.인디케이터는 블록 다이어그램 내부의 프로그램에 의해 처리된 데이터를 출력하는 곳이다.측정한 결과 또는 계산된 값을 표시하기만 하고 사용자가 값을 변경 할 수 없다.
② 블록 다이어그램
-block diagram은 프로그램이 기술되는 부분으로 g-code가 기술된다.이것은 특정한 기능을 하는 오브젝트를 와이어로 서로 연결하면 된다.블록 다이어그램은 터미널, 노드, 와이어로 구성되어있다.
1) 터미널-컨트롤과 인디케이터를 프런트 패널에 작성하면, labview는 자동적으로 이들에 대응하는 터미널을 블록 다이어그램에 생성한다.일반적으로 컨트롤 터미널은 테두리가 굵게 표시되며, 인디케이터 터미널의 테두리는 얇게 표시된다.
2) 노드-프로그램의 실행 요소이다.노드는 일반적으로 프로그램 언어의 statements, operation, 함수, 서브루틴과 유사하다.add함수 와 subtract함수는 일종의 노드이다.
3) 와이어-terminal, node, constant를 이어주는 연결선이다.labview 자료의 흐름선이라고 할 수 있다.연결선은 일반 numeric, boolean, string에 따라, 배열 유무에 따라 선의 색깔과 두께가 달라진다.
③ 컨트롤 팔레트
-컨트롤 팔레트에는 프론트 패널을 생성
하기 위해 사용하는 컨트롤과 인디케이터가 들어 있다.
-보기 ≫ 컨트롤 팔레트를 선택하거나
프런트패널 윈도우의 빈 공간에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 컨트롤 팔레트에 접근할 수 있다.
-컨트롤 팔레트는 여러 항목으로 나누어져서 구성되어 있으며, 필요에 따라 일부 항목만 보이게 하거나 모든 항목을 보이게 할 수 있다.
-그림은 모든 항목이 보이는 상태에서
일반 항목을 펼친 컨트롤 팔레트를 보여준다.
2.aliasing이란 무엇인가? aliasing이 발생하는 이유는? aliasing을 피하기 위해서는 어떻게 해야 하는가?
aliasing이란?
아날로그 신호의 표본화 시 표본화 주파수가 신호의 최대 주파수의 2배보다 작거나 필터링이 부적절하여 인접한 스펙트럼들이 서로 겹쳐 생기는 신호 왜곡 현상이다.신호 처리 관련 원칙에서 에일리어싱(aliasing)은 표본화를 하는 가운데 각기 다른 신호를 구별해내지 못하게 하는 효과를 가리킨다.신호가 샘플로부터 다시 구성될 때 결과가 원래의 연속적인 신호와 달라지는 일그러짐을 가리킨다.
→ 실제 주파수 보다 낮은 주파수로 보인다.
→ 문자열 a의 aliasing의 예 : 왼쪽이 aliasing 영상, 오른쪽이 anti-aliasing 영상.
aliasing이 발생하는 이유
신호를 양자화 할 때, 샘플링 속도가 실제 신호 속도보다 느리면 첫 번째 그림과 같이 다른 모양의 주파수로 측정되어 보일 수 있다.예를 들어 디지털 오실로스코프가 adc을 이용하여 샘플링하고 메모리에 넣는다.오실로스코프의 샘플링 속도가 낮다면, 오실로스코프가 메모리의 데이터를 처리해서 신호를 그리면 낮은 주파수로 보일 수 있다.
aliasing을 피하는 방법
이 현상을 피하기 위해서는 표본화 주파수를 신호의 최대 주파수의 2배 이상으로 높이고, 샘플링하기 전에 저주파 통과 여파기를 사용하여 최대 주파수 이상의 신호들을 제거해야 한다.영화에서 선풍기의 날개가 천천히 회전하거나 반대로 돌아가는 것처럼 보이는 현상도 표본화 주파수가 부적절하여 느끼게 되는 것이다.
3.스트레인 게이지의 원리에 대해 설명하시오.
스트레인게이지는 저항으로 이루어진 센서로서 피 측정물에 부착되어 피 측정물의 물리적인 변형량(strain)을 전기적인 신호로 바꾸어 측정물의 변형량을 측정하는 저항 센서이다. (이하 생략)

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