부 록

 

 

 

부록 1. 계측기기의 특성에 관한 요건

 

부록 2. 계측기기의 특성 상세

부록 1. 계측기기의 특성에 관한 요건

 

<부록-표 1> 계측기기의 특성에 관한 요건

 

항 목	특성 요건
선형오차 (Linearity error)	- 데이터채널 선형오차의 절대값은 채널증폭등급(CAC1)) 값의 2.5% 이하
상지연시간 (Phase delay time)	- Fh와 0.03×Fh 사이에서 1/10Fh 초를 초과해서 변하지 않을 것
시간 기초 (Time base)	- 최소한 초의 분해도, 정밀도 1% 이하
상대시간지연 (Relative time delay)	- 2개 이상의 데이터채널 신호사이의 상대시간지연은 1ms 이하 - 신호가 결합된 2개 이상의 데이터채널은 같은 주파수 등급을 가져야 하며 상대지연시간이 1/10Fh 초 이하일 것 - 적용대상 : 아날로그 신호, 동기 펄스, 디지털 신호
변환기 횡 감응비	- 어느 방향에서도 5% 미만일 것
교 정	- 데이터채널은 표준장비로 최소한 1년에 한번은 교정할 것 - 채널 증폭등급의 오차율은 표준장비와 비교하여 1% 이하일 것
데이터 채널 등급 (CFC2))	- CFC1,000(데이터 처리시 CFC180 디지털 필터링)
변환기 설치	- 측정축 각도는 5°이하 - 한 점에서 다중축 가속도 측정시 각각의 변환기 축은 10mm 이내에 위치 - 각 가속도계의 관성질량중심은 그 점에서 30mm 이내에 위치

 

주) 1) Channel Amplitude Class, 2) Channel Frequency Class

<부록-표 1> 계측기기의 특성에 관한 요건(계속)

 

항 목	특성 요건
데이터 추출 이전 필터링	- 기록계의 동적 영역의 최소한 50%를 사용하고 높은 주파수가 기록계에 포화 또는 데이터 추출과정동안 거짓(Aliasing) 오차의 위험 감소를 위해 CFC1,000이상에서 아날로그 필터링 - 디지털 필터링은 데이터 채널당 실시 - Fh 주파수에서 거짓(Aliasing)에 의한 최대오차는 CAC의 1% 이하
견본 추출률 (Sampling frequencies)	- 최소한 8Fh (Class1,000 : 초당 8,000 데이터 추출)
해상도 (Amplitude resolution)	- 부호 포함하여 최소 10비트 - 최소 중요 비트는 CAC의 0.2% 정도
시간표시	- 시간주기 오차는 1% 미만 - 시간동시성은 ±1ms 이내
충돌속도	- 정밀도 1% 미만
충돌각도	- 정밀도 ±0.5°
충돌지점	- 측면 접근 시 변위의 정밀도 ±5cm(충격흡수시설)
차량궤적	- ±30cm
차량의 Roll, Pitch, Yaw 비율	- 전체 크기의 ±1%
시설물 동적변형	- ±5cm

 

 

부록 2. 계측기기의 특성 상세

제 1 장 - 전자 계측

1.1 개요

본 장의 목적은 충돌시험에 사용되는 측정기술을 설명 및 추천하며, 계측할 때와 시험 결과를 보고할 때 균일성을 갖추게 하기 위함이다.

 

1.2 정의

1.2.1 데이터 채널

단일 변환기 또는 출력이 어떤 방법으로든 연관되어지는 다중 변환기를 비롯하여, 데이터의 주파수나 증폭 또는 자료의 시간적 조절을 변경할 수 있는 분석과정을 포함하는 모든 계측기를 의미하며 모든 케이블과 상호연결장치도 포함한다.

 

1.2.2 변환기

데이터 채널내에 있는 1차 기구로서 물리량을 측정해서 전기적인 전압과 같은 나머지 데이터 채널의 장치로 분석될 수 있는 2차적인 량으로 변환하는데 사용된다.

 

1.2.3 측정 최대치

데이터 채널의 사용 가능한 최대 선형영역이다.

 

1.2.4 데이터 채널 측정 최대치

가장 낮은 측정 최대치 수준에서의 채널 구성품에 의해서 결정되는 데이터 채널의 값이며, 이 값은 측정되는 변수(입력)로 표현된다. (예 : 측정 최대치 = 50G, 1,000N, 100cm/s 등)

 

1.2.5 채널 증폭등급, CAC

본 계측기기의 특성에서 규정한 어떤 증폭 특성을 만족하는 데이터 채널에 대한 구분이다. 채널 증폭 등급번호는 측정영역의 상한선과 같다(즉 데이터 채널 측정 최대치와 같다).

 

1.2.6 주파수 특성, Fl, Fh, Fn

이들 주파수는 <부록-그림 1>에서 규정한다.

 

1.2.7 채널 주파수등급, CFC

채널 주파수 등급은 채널주파수 응답이 <부록-그림 1>에 규정된 범위 내에 놓여있는 것을 지시하는 숫자로 구분된다. 주파수 Fh의 Hz 값은 이 숫자와 동일하다.

 

1.2.8 교정값

데이터 채널을 교정하는 동안 측정하고 읽은 값을 의미한다(3.6항 참조).

 

1.2.9 감응계수

채널 증폭 등급 내에서 최소 자승법에 의해서 정해진 교정값을 가장 적합하게 나타낸 직선의 기울기이다.

 

1.2.10 데이터 채널의 교정인자

Fl과 Fh/2.5 사이에 로그 치수로 균등하게 배분된 초과 주파수를 평가하는 감응계수의 산술평균값이다.

 

1.2.11 선형오차

교정값과 채널 증폭등급(데이터 채널 측정 최대치)의 최대 한계에서 2.9항에 규정한 직선으로 읽은 상당값과의 최대 차이의 비율(백분률)이다.

 

1.2.12 감응성

기전력이 변환기에 가해졌을 때 출력신호(동일한 물리적 단위)와 입력신호(물리적 기진력)의 비율(예 : 스트레인 게이지 가속도계에서 10.24mV/G/V)이다.

 

1.2.13 상 지연시간

데이터 채널의 상 지연시간은 그 신호(Radian/sec)의 각도 주파수로 나눈 정현파 신호의 상 지연(Radian)과 같다.

 

1.2.14 환경

주어진 순간에서 데이터 채널에 가해지는 모든 외부 조건과 영항의 집합체이다.

 

1.2.15 횡 감응(직선 변환기에서)

감응축의 직각 방향에 대해 자극하는 감응이다. 횡 감응성은 일반적으로 선택된 축에 대한 공칭방향의 함수이다.

 

1.2.16 횡 감응도(직선 변환기에서)

감응 축에 대한 감응성과 횡 감응성의 비율이다.

 

1.3 데이터 채널 성능요건

1.3.1 선형 오차

채널 주파수 등급 안에 있는 어떤 주파수에서든 데이터 채널 선형오차의 절대값은 모든 계측 영역에서 채널 증폭 등급값의 2.5% 이하이어야 한다. 일반적으로 관심사 영역에서(즉 Fl과 Fh 사이) 선형성을 확신하기 위해서는 수많은 계측을 하여야 한다. 변환기의 경우 직류에서의 선형성이면 충분하다.

 

1.3.2 주파수에 대한 증폭

데이터 채널의 주파수 응답은 <부록-그림 1>의 빗금친 부분 내에 있어야 한다. 0(Zero) 데시벨 선은 교정인자에 의해 결정된다.

 

<부록-그림 1> 데이터 채널의 동적 정확도

1.3.3 상 지연시간

데이터 채널의 입력과 출력사이에서의 상 지연시간은 결정되어야 하며, 0.03×Fh와 Fh 사이에서 1/(10×Fh)초를 초과해서 변해서는 안된다. 이것은 변환기에도 해당된다. 즉, 입력이 변환기에 대한 기진력이다.

 

1.3.4 시간

(1) 시간 기초

시간 기초는 최소한 1/10,000초 미만의 오차로 1/100초의 분해도를 가져야 한다.

 

(2) 상대 시간지연

주파수 등급에 관계없이 2개 이상의 데이터 채널 신호사이의 상대 시간지연은 상 이동에 의해서 야기되는 상 지연을 제외하고는 1ms 이하이어야 한다. 신호가 결합된 2개 이상의 데이터 채널은 같은 주파수 등급을 가져야 하며, 상대 시간지연이 1/(10×Fh)초 이하이어야 한다. 이 요건은 아날로그 신호 뿐만 아니라 동기 펄스와 디지털 신호에도 적용된다.

 

1.3.5 변환기 횡 감응비

모든 변환기의 횡 감응비는 어느 방향에서도 5% 미만이어야 한다.

 

1.3.6 교정

데이터 채널에서 계측된, 즉 그 성능이 결정된 값을 기준장비 또는 “표준”에 비교한 값이다.

 

(1) 일반사항

데이터 채널은 표준장비로 최소한 1년에 한 번은 교정을 받아야 한다. 표준장비와 비교하는 방법은 채널 증폭등급의 오차률이 1% 이하이어야 한다. 표준 장비의 사용은 표준장비가 교정된 주파수 영역으로 제한된다. 데이터 채널의 하부계통은 개별적으로 평가할 수 있으며 그 결과는 데이터 채널 전체의 정도에 한 인자로 나타난다. 예를 들면 변환기를 제외한 데이터 채널의 게인이 설정되는 것이 점검 가능한 변환기의 출력신호를 모의한 알려진 크기의 전기신호에 의해 수행될 수 있다.

 

(2) 교정용 표준장비의 정확도

표준장비의 정확도는 공인된 도량형 기관(예 : 표준연구소)의 확증과 보증을 받아야 한다.

ㅇ 정적 교정

∙가속도 - 오차는 채널 증폭등급의 1.5% 미만이어야 한다.

∙힘 - 오차는 채널 증폭등급의 1.0% 미만이어야 한다.

∙변위 - 오차는 채널 증폭등급의 1.0% 미만이어야 한다.

 

ㅇ 동적 교정

∙채널 증폭등급의 백분률로 표시되는 표준가속도의 오차는 400Hz 이하에서 1.5% 미만, 400Hz에서 900Hz 사이는 2%, 900Hz와 표준가속도가 유용한 최대주파수 사이에는 2.5% 이하이어야 한다(3.6.4 참조).

∙힘과 변위 - (힘이나 변위가 포함된 데이터 채널의 교정을 하는 동안 동적 응답의 값을 구하는 방법은 현재까지 만족할만한 방법이 없다.)

∙시간 - 표준 시간의 오차는 0.00001초 미만이어야 한다.

 

(3) 감응계수와 선형오차

감응계수와 선형오차는 이 신호의 다양한 값에 대해 알고있는 입력신호에 대한 데이터 채널의 출력신호를 측정함으로써 결정되어야 한다(입력신호는 물리적인 값, 즉 전압이 아닌 하중이나 가속도 등과 같이 잘 알려져 있는 값을 참고한다). 데이터 채널의 교정은 증폭 등급의 모든 영역에서 실시하여야 한다(이것은 Fl과 Fh/2.5 사이에 있다). 양방향 채널에 대해서는 즉 ‘+’ 값과 ‘-’ 값 모두를 평가해야 한다.

만일 교정장비가 측정되는 양이 과도하게 높은 값으로 인해서 필요한 입력을 산출할 수 없을 경우에는 교정은 이러한 교정 표준의 한계내에서 수행하며 이러한 한계점을 보고서에 기록한다. Fl과 Fh/2.5 사이에 포함된 중요한 값을 갖는 어떤 주파수나 주파수들에 대한 스펙트럼에서 모든 데이터 채널을 교정해야 한다.

 

(4) 주파수 응답의 교정

데이터 채널의 주파수 응답에 대한 상과 증폭의 반응곡선은 Fl과 채널 주파수 등급의 10배 또는 3,000Hz중 작은 값 사이에서 변화하는 이 신호의 다양한 값에 대해서 알고 있는 입력신호에 대해서 상이나 증폭의 데이터 채널의 출력 신호를 측정함으로써 결정한다.

 

1.3.7 환경 영향

어떤 환경 영향이 있는지 확인한다(즉, 전자속 또는 자속, 전선 속도 등). 이것은 예를 들어 인체모형 변환기에 장착된 여분의 채널의 출력을 기록함으로써 확인할 수 있다. 만일 출력신호가 예상되는 최고 값보다 2%를 초과해서 클 경우, 예들 들어 전선의 재할당이나 교환을 함으로써 수정한다.

 

1.3.8 데이터 채널의 선택과 구분

채널 증폭 등급과 채널 주파수 등급은 데이터 채널을 규정한다. <부록-표 1>의 계측기기의 특성 기준에 따라 구성된 데이터 채널은 다음의 약호로 구분한다.

CAC ... - (채널 증폭 등급)

CFC ... - (채널 주파수 등급)

만일 증폭 응답이나 주파수 응답의 교정이 교정장비의 특성으로 제한을 받아 CAC나 CFC를 완전히 포함하지 못한다면 CAC나 CFC는 별표로 표시한다.

예 : CAC 200m/s2

CFC 1,000Hz

이 의미는

- 채널 증폭 등급은 200m/s2 이다.

- 채널 주파수 등급은 1,000Hz 이다.

- 증폭 응답의 교정은 모든 CAC 영역을 포함하지 않는다.

 

시험 보고서에 교정한계를 나타내야 한다.

 

1.4 데이터 채널의 선택

주파수 응답등급의 선택은 충분히 고려해야 한다. 어떤 경우에는 특정 시험에 유일한 것도 있다. 데이터의 궁극적인 사용과 훌륭한 공학적인 판단으로 어떤 주파수 스펙트럼이 중요하고 유용한지 결정해야 한다. <부록-그림 1>의 다양한 주파수 응답등급은 다른 공학적 요구의 적절한 선택을 할 수 있게 해준다.

서로 다른 주파수 응답등급을 사용해서 믿을만한 비교를 한다는 것이 어렵다는 사실에 주목해야 한다. 서로 다른 근거로부터 시험결과를 비교할 때 일정한 주파수 응답 계층을 확립해 두는 것은 유용하다. <부록-표 2>에 있는 주파수 응답 등급은 그 목적으로 권장하고 있다. 이러한 권장은 현재의 실행과 장비를 반영하고 있다. 예를 들어, 생체공학과 같은 다른 고려사항이 특정한 계측요건을 필요로 할 수 있다는 것을 인식해야 한다.

특별한 적용을 위한 채널 등급의 권장은 그 채널을 통과하는 모든 주파수가 적용을 위해서 중요하다는 의미는 아니다. 탑승자 머리 가속도, 머리 모형 가속도, 대퇴부 하중과 같은 여러 경우에 있어서 권장사항은 필요 이상으로 높을 수 있으나 현재의 생체공학적 지식은 이 정도 밖에 안되기 때문이다. 모든 데이터는 어떤 목적에서든지 Class 1,000 또는 그 이상으로 집약된다.

 

1.5 변환기 설치

변환기 설치와 관련된 기계적인 응답은 읽어내는 데이터를 왜곡시켜서는 안된다. 인체모형에 장착되는 변환기는 이 목적으로 특별히 준비된 지지대를 사용한다. 비 기계적인 시험특성에 단단한 변환기 설치를 배제하는 경우에는 데이터에 설치효과로 인한 분석적이고 시험적인 평가를 제공해야 한다.

특히 가속도 변환기는 수집된 데이터에 대해서 장착효과에 대한 분석적이고 시험적인 평가를 하는 경우가 아닌한 표준 축 시스템의 상당 축에 대해서 실제 측정 축의 초기 각도가 5˚이하가 되도록 장착해야 한다. 한 점에서 다중 축 가속도를 측정할 때에는 각각의 변환기 축은 그 축을 10mm 이내로 통과해야 하며, 각각의 가속도계 관성 질량중심은 그 점에서 30mm 이내에 위치하여야 한다.

 

1.6 부호 협정

시험용 차량, 대차뿐만 아니라 인체모형이나 다른 시험대용물의 주된 몸체부분에 대한 표준좌표계와 축에 대한 결정이 충돌시험기관 상호간에 필요하다. 서로 다른 좌표 사용과 부호약정으로 인해 컴퓨터 모델링과 생체공학적 연구시험 결과를 비교하기가 어렵기 때문이다.

또한, 인체모형과 다른 시험대용물에 대한 부호약정은 적용계측에 대해 일치해야 한다.

<부록-표 2> 주파수 응답 등급

 

전형적인 시험측정	채널 등급
(다음에 사용되는 차량 구조 가속도) 총 차량 비교 충돌 모의 입력 구성품 분석 속도 적분 또는 변위	60 60 600 180

 

주) 1. 필터링을 함으로써 상당한 시간지연이 있을 수 있다(예를 들면, Class 60 채널에서 대략 2.5ms의 시간지연). 필름과 전기적인 데이터와 비교할 때나 적분할 때 이러한 효과를 고려해야 한다.

2. 주어진 방향에서 프레임이나 차체의 모든 가속도가 요구될 때에는 높은 주파수 응답 등급이 요구되며, 데이터의 출력을 기록하기 앞서 다른 위치에서 2 개 이상의 변환기로부터 얻어진 출력의 평균을 냄으로써 데이터를 읽는 능력을 개선할 수 있다.

 

차량과 대차는 차량과 대차가 전방으로 움직이는 방향이 ‘양방향’ X-축이다. ‘양방향’ Z-축은 연직방향(+G)이고, 즉 수직방향이고 오른손 법칙에 따라서 ‘양방향’ Y-축은 오른쪽 방향이다.

내부 좌표계는 양방향 Z-축이 연직방향(+G)이고, 선택된 X-축으로부터 오른쪽 방향이 ‘양방향’ Y-축이다. X-축의 방향(기준)을 보고서에 기록해야 한다.

 

1.7 기록

1.7.1 선형 자기기록계

테이프 속도는 사용 테이프 속도의 0.5%이내로 안정되어야 한다. 기록계의 신호대 잡음비는 최고 테이프 속도에서 42dB 미만이어야 한다.

총 고조파(Harmonic Distortion)는 3% 미만이어야 하며, 선형오차는 계측영역의 1%미만이어야 한다.

사용 기준 테이프 속도는 다음과 같다:초당 각각 23.8mm, 47.6mm, 95.3mm, 190.5mm, 381mm, 1,524mm, 3,048mm 상호영역 계측 그룹(IRIG)의 규격을 준수하는 것이 바람직하다.

 

1.7.2 디지털 자기기록계

테이프 속도는 사용 테이프 속도의 10% 이내로 안정되어야 한다. 사용 기준 테이프 속도는 다음과 같다 : 초당 1,905mm, 2,540mm 테이프는 폭이 12.7mm이고, 7 또는 9 트랙 포멧에 기준 800, 1,600, 6,250bpi로 기록되어야 한다.

 

1.7.3 종이 테이프 기록계

직접 데이터를 기록하는 경우에는 초당 mm 속도로 표시되는 종이 속도는 Hz단위로 표시된 Fh 숫자의 최소한 1.5배가 되어야 한다. 다른 경우에는, 종이 속도로부터 균일한 분석을 할 수 있어야 한다.

 

1.8 디지털 데이터 처리

1.8.1 데이터 추출이전 필터링

데이터 채널등급의 주파수에 관련된 필터링은 데이터의 처리과정에 수행되어야 한다.

그러나 기록하기 전에, 기록계의 동적영역의 최소한 50%를 사용하고 높은 주파수가 기록계에 포화되는 위험을 감소시키기 위해서는 CFC1,000보다 높은 수준에서 아날로그 필터링이 되어야 한다. 충돌시험 데이터는 채널 등급 Fh보다 높은 고주파 성분이 있으므로 데이터 추출이전 필터링은 데이터 추출 과정 동안에 거짓(Aliasing) 오차를 야기하는 성분으로부터 실시하여야 한다. 사용자는 신호 과부하에 대한 필터링 되지 않은 데이터를 검토해 보아야 한다. 왜냐하면, 필터링 과정에 어떤 과부하 조건이 사라질 수도 있기 때문이다. Class 1,000 데이터는 일반적으로 충돌시험시 필요한 최고 주파수이기 때문에 많은 시험실에서 Class 1,000에서 데이터 추출이전 필터링하고, 낮은 Class에 대해서는 디지털 필터링을 사용하고 있다. 디지털 필터링은 데이터 채널당 실시해야 한다. 즉, 디지털로 필터링 되는 신호에 디지털 필터를 사용하지 않는다. Fh 주파수에서 거짓에 의해서 야기되는 최대오차는 CAC의 1%를 초과해서는 안된다.

 

1.8.2 견본 추출률

최소 허용 가능한 견본 추출률은 많은 변수가 있으며 특히 데이터 처리 소프트웨어에 사용되는 재결합 방법에 고도의 지식이 요구된다. 단지 단순한 재결합 소프트웨어를 이용하는 그러한 설치는 데이터 추출률이 최소 Fh의 8배는 되어야 한다. Class 1,000 추출 데이터 이전 필터를 설치하는 경우에 이것은 대략 각 체널당 초당 8,000 데이터 추출의 최소 데이터 추출률과 일치한다. 아날로그 기록의 경우에는 기록과 되감겨지는 속도가 다를 때 데이터 추출 주파수는 속도비로 나누어질 수 있다.

 

1.8.3 해상도

디지털 단어 길이는 부호를 포함하여 처리과정동안 합리적으로 정확도를 확실히 하기 위하여 최소한 10Bit가 사용되어야 한다. 데이터의 동적영역이 A/D 변환기 측정 최대치의 50% 이하인 그러한 시스템에서는 더 높은 해상도가 요구된다. 최소 중요 Bit는 대략 CAC의 0.2% 정도이다.

 

1.8.4 데이터 처리

처리 소프트웨어는 전형적으로 데이터를 비교하고 필터링하고, 제로 레벨을 결정하고, 수학적인 연산과 데이터 그리기 형식을 준비하는데 사용된다.

 

(1) 디지털 필터링

필터링은 상-이동 또는 무상이 될 수 있다. 상-이동 필터는 시간 치우침의 원인이 되고 무상 필터는 시간 불확실성의 원인이 되기도 한다. 둘다 만일 필터등급이 다르다면 필름에서 데이터를 비교하거나 데이터와 데이터를 비교하는데 문제가 야기될 수도 있다. 필터링은 벡터 합이나 상해지수의 계산과 같은 모든 비선형적 작업보다 선행되어야 한다. 어떤 필터링 알고리즘은 결과가 데이터 채널 성능요건에 부합되는 한 사용할 수 있다. 사용된 디지털 필터의 형식을 보고서에 기록해야 한다.

 

(2) 척도와 영점 맞추기

소프트웨어는 이득값을 설정하거나 영점 이동이 없기를 기대하기보다는 제로 레벨과 교정인자를 결정하는데 사용되어야 한다. 직각성분에서 제로의 치우침 오차는 종종 발견하기 어려운 합계산의 상당한 오차의 원인이 된다.

 

(3) 상해지수 계산

상해지수 계산은 모든 추출된 데이터 포인트를 사용해야 한다. 머리 상해치 계산은 적분시 모든 데이터 포인트를 사용해야 한다. 그러나 최대 시간 간격은 1ms 이상 정밀할 필요는 없다.

 

1.9 시간 표시

시간 표시는 다른 데이터 채널간에 데이터 분석과 고속 필름의 상호관계에 필수적이다. 시간주기 오차는 선택한 주기 또는 설계주기의 1% 미만이어야 한다. 시간 동시성은 ±1ms 이내이어야 한다.

 

1.10 접촉시간

초기 접촉시간(실제 또는 모의시험)은 ±1ms 이내로 규명되어야 하고 충돌에 의해서 또는 시험 가속도가 미리 결정된 값(예:0.5g)을 넘는 순간에 작동되는 스위치를 사용함으로써 얻을 수 있다. 접촉시간은 또한 섬광 빛이나 타이밍 마크 채널을 통해서 필름상에 기록해야 한다.

 

1.11 특정계측

1.11.1 충돌속도

충돌속도는 충돌시험 이전에 알고있는 일정 거리를 통과하는데 소요되는 시간을 측정함으로써 얻을 수 있다. 충돌 속도의 결정은 실제 속도에 대한 오차율이 1% 미만이어야 한다.

 

1.11.2 시험 시편 압착

(1) 잔여 압착

잔여 압착은 선정된 참고점에 따라 하나 또는 그 이상의 단일 값 데이터 포인트로 규정한다. 잔여 압착결정은 실제 압착에 대한 오차율이 5% 미만이어야 한다.

 

(2) 동적 압착

최대 동적 압착은 충돌시 시편에 최대 변형이 측정되는 상태이다. 이것 또한 하나 또는 그 이상의 선정된 참고점에 따라서 측정한다. 시편 크기에 대한 부수적인 것과 예상 동적 압력의 크기에 대해서 측정 가능한 방법은 다음과 같다.

① 고속촬영 사진

② 가속도 데이터의 이중적분

③ 특정변위 변환기의 사용

 

오차는 실제 값에 대해서 5% 미만이어야 한다.

 

1.12 결과 제시

시험 결과를 보고할 때, 데이터 표와 시간 이력 궤적 등과 함께 다음의 정보를 포함해야 한다.

① 데이터 채널 명칭

② 지정된 참고점(기준점)의 언급 및 차량 가속도계의 위치

③ 만일 필요한 경우, 변환기 설치 분석

④ 사용한 디지털 필터의 형식

⑤ 교정을 위해 하부계통을 결합한 방법

⑥ 관성 좌표계 정의

결과는 A4 용지(210×297mm) 또는 216×279mm 용지에 기록한다. 그림으로 표시되는 결과는 좌표축에 한 계측단위의 크기(예 : 1, 2, 5, 10, 20mm와 같이 선택한 단위의 적합한 곱에 해당하는)로 기록해야 한다. SI 단위를 사용하되, 차량 속도를 km/시로 사용하는 곳과, 충돌로 인한 가속도를 g(9.801m/s2)로 사용하는 곳은 예외로 한다.

제 2 장 - 사진 계측

2.1 개요

본 장의 목적은 충돌시험 결과를 분석하기 위해 숫적인 시간과 공간 데이터를 영상으로부터 얻을 때 광학 데이터 채널에 대한 성능기준을 정하기 위함이다.

 

2.2 정의

2.2.1 광학 데이터 채널

영상을 취할 수 있는 기구(예:카메라와 랜즈), 이러한 영상을 기록하는 매개물(예:필름, 디스크, 자기 테이프 등), 광학로(예:광섬유)와 데이터의 내용물을 변경하는 어떤 분석 과정을 포함한 영상의 분석을 위한 장치로 구성된 시스템이다.

 

2.2.2 왜곡지수

왜곡지수는 광학 데이터 채널의 질 변수이다.

 

2.2.3 분석 시스템

분석 시스템은 영상 포인터를 시간의 함수로 좌표를 측정하고 선택하는 시스템으로 구성되어 있다.

 

2.2.4 시간 근원 시스템

어떤 두 개의 기록된 시간 사이에 경과된 시간 간격을 결정할 수 있는 장치이다.

 

2.2.5 시작시간 규명장치

시작순간으로 선택된 순간, 일반적으로 충돌의 시작시간을 규명하기 위한 장치이다.

2.2.6 영상비율

영상의 모든 점이 동시에 재생되었을 때, 초당 재생 한 것 또는 초당 영상으로 표현되는 주어진 점에 대한 정보의 재생 주파수이다.

 

2.3. 성능

광학 데이터 채널의 성능은 초기 성능수준을 설정하기 위해 평가를 해야 하고 시스템이 정확도에 변화를 가져올 수 있는 정도까지 변경되었을 때마다 반복되어야 한다.

 

2.3.1 광학 성능

광학 성능은 40배율(직경)의 명백한 길이의 변화를 분석함으로써 결정한다.

 

(1) 왜곡지수

사진 표적과 부록에 있는 절차로 평가되어지며 1%를 초과해서는 안된다.

 

2.3.2 시간 근원

시간 근원이 필요하다. 이는 영상율의 역수 또는 1%의 실제시간중 큰 값 미만의 오차로 기록된 사건들의 시간을 결정해 주어야 한다.

 

2.3.3 시작시간 규명장치

장치의 정확도는 영상율의 역수를 초로 표현되는 값과 같아야 한다.

 

2.3.4 영상율

영상율은 다음의 주된 3가지 요소를 고려해서 사용자의 권한으로 한다.

∙획득해야 할 목표

∙비로 인한 제한(흐릿함 등)

∙영상을 취할 수 있는 기구와 충돌시험의 전기적인 기록으로부터 데이터를 합성할 필요

사용자는 2개의 분석된 영상사이에 움직이는 기록된 점의 거리를 참고해서 영상율을 선택한다. 이 거리는 이것의 위치를 결정하는데 요구되는 정확도를 초과하지 않아야 한다.

 

2.3.5 길이 참고

길이 교정은 길이의 정확도가 있는 어떤 요건내에서 길이의 결정을 해야 한다. 그러한 요건 대신에 길이의 결정은 사진의 대각선 방향으로의 1% 미만의 오차로 수행할 것을 권장한다.

 

2.4 광학성능 결정 절차

광학 데이터 채널의 광학 성능을 결정하기 위한 절차이다.

 

2.4.1 시험장비

<부록-그림 2>와 같은 치수의 직사각형 표적을 사용한다.

이 표적은 두 반대 면의 중심점과 연결함으로써 4등분된다. 그렇게 해서 생긴 각각의 1/4 부분과 표적 중심에서 지름 400±1mm의 원을 그린다. 16개의 동일한 공간 참고 표시로 그 주위에 5개의 원을 표시한다. 그래서 각각 8개의 직경을 규정하고 모든 표적에 40개의 직경을 규정한다.

 

2.4.2 시험 절차

표적은 시험하는 데이터 채널의 한 요소를 구성하는 카메라에 “최대 프레임”으로 노출해야 한다. 교정용 필름이나 테이프는 충돌시험에 사용되는 것과 같은 형태와 품질이어야 한다. 이는 분석장치를 사용해서 분석할 수 있다.

직경표시, dij 의 좌표는 다른 직경표시의 좌표가 일련의 분석된 영상에서 측정되어야 할 때 같은 프레임에서 측정되어야 한다.

각각의 원에 대해서, j, j=1～5, 16개의 마크를 i, i=1～16 원에 따라 연속적으로 표시를 한다. 그러면 40개의 직경(dij)은 다음과 같이 측정될 것이다.

dij = [(Xij - Xi+8,j)2 + (Yij - Yi+8,j)2 ]1/2

여기서 i = 1,2,...8, j = 1,2,...5

 

평균직경(D)와 참고편차(S)는 40개의 직경 값(dij)을 고려하여 계산할 수 있다.

D = sum8i=1(sum5j=1 dij/N) N = 40일 때,

S = [sum8i=1{sum5j=1((dij - D)2)/(N-1)}]1/2

왜곡지수는 평균직경(D)에 대해 참고편차(S)의 비(S/D)와 같다.

 

2.4.3 다른 절차

사용자가 간접적인 방법으로 왜곡지수를 결정해야 하는 경우에는 크기와 모양이 다른 참고 마크를 갖는 위와 다른 표적을 사용해도 좋다.

그 경우에는 간접적인 방법이 본 부록에 규정된 모양을 사용한 것과 동일한 결과를 주는 방법임을 보여주어야 한다.

예를 들어 광각 렌즈의 경우 필요한 렌즈 교정을 결정하는데 참고 마크의 직사각형 모양의 표적이 사용될 때 이 방법이 유리할 수도 있다.

 

 

(단위 : mm)

<부록-그림 2> 광학 데이터 표적

 

 

차량방호 안전시설 실물충돌시험 업무편람 연혁

(2021. 6월 기준)

 

지침 명	연 도	제정 및 개정	비고
차량방호 안전시설 실물충돌시험 업무편람	2001. 7 2013. 4 2015. 5 2016. 12 2021. 6	제정 부분개정 부분개정 부분개정 부분개정