3점 로드셀 기반 중량측정 시스템의 특성 연구
A Study on Characteristics of a Weighing System Based on Three-point Load Cells
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초록
베일의 시장 판매를 위해서는 표준화된 품질과 상품의 정량화가 선행되어야 하며, 이를 뒷받침하기위해 베일의 정량화가 가능한 베일러 개발이 필요하다. 베일의 크기보다 중량을 기준으로 정량화할 경우 수확물의 생산 조건과 관계없이 베일의 일정한 규격화가 가능해진다. 이러한, 중량기준 정량화가 가능한 베일러의 개발을 위해 가장 중요한 요소기술들 중 하나가 바로 가변 중량 측정 시스템이다.따라서본 연구에서는 중량 가변이 가능한 베일러의 기초 연구로써 트레일러의 3점에 로드셀을 설치하여 트레일러에 적재되는 내용물의 하중이 3점의 로드셀에 의해 모두 지탱되도록 플로팅 타입의 하중 측정 시스템을 구성하였다. 이를 이용하여 정적 하중과 동적 하중을 측정함으로써 하중 측정 시 발생하는 문제점들을 파악하고, 중량 감응형 베일러 개발의 기초자료로 활용하기 위하여 연구는 수행되었다.그 결과 정적 측정 신호와 동적 측정 신호의 지배적인 주파수 성분은 각각 0∼0.5Hz와 0∼0.1Hz에서 발생하였으며, 사용된 전원으로 인한 60Hz의 주파수 성분과 시스템의 이동 시 지표면의 굴곡, 엔진의 구동 등으로 인하여 진동이 발생하였다. 그래서 이러한 노이즈를 제거하기 위하여 저주파 통과 필터(3 Order,Butterworth type, Cutoff frequency 0.1Hz)를 사용하였다. 편심 하중에 따른 측정 신호의 분석 결과편심 하중은 하중 측정에 영향을 주지 않으며, 시스템의 이동속도 3.47km/h와 6.21km/h에서 측정된하중과 예측 하중을 비교한 결과 각각 -2.42kgf와 -1.71kgf의 평균 하중 오차를 보였다. 즉, 시스템의이동속도는 하중 측정에 영향을 미치지 않았으며, 추후 중량 감응형 가변 베일러에 본 시스템을 적용하기 위해서는 실제 베일러의 기계적 진동과 비 진동 요인들을 규명해야 한다.
Abstract
A variable chamber round baler isessential equipment in agriculture. However, most of thevariable chamber round balers used in Korea are manufactured overseas. Large balers are mainlyimported, and they are not suitable for making bales for sale. Bale weight is considered moreimportant than bale size in choosing a baler, but only the bale size can be altered with avariable baler. Therefore, this study is a preliminary study for developing a baler that producesbales with different weights. Load cells were installed on the three points of a trailer for thisstudy, and a floating type weighing system was constructed to support the weight on the trailerwith three point load cells. Static and dynamic loads were measured to examine the problemsgenerated while measuring the weight. The dominant frequency components of the static anddynamic signals were observed in the ranges of 0∼0.5 Hz and 0∼0.1 Hz, respectively. Also,the frequency component of 60 Hz when using the power, the curvature of surfaces whenmoving the system, and the vibration when driving the engine were produced. A low-pass filter (3 Order, Butterworth type, Cutoff frequency 0.1 Hz) was used to eliminate these noises. Theanalysis of the measured signals based on the eccentric load showed that the eccentric load didnot affect the measurement. The results of the comparison between the measured weight andpredicted weight at the moving speed of 3.47 km/h and 6.21 km/h showed the average error of-2.42 kgf and -1.71 kgf, respectively. The moving speed of the system did not affect themeasurement, and the mechanical vibration of the baler and non-vibrational factors should beidentified in order to apply the system developed in this study into the baler that producesbales with different weights.
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