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3점 로드셀 기반 중량측정 시스템의 특성 연구 KCI 등재

A Study on Characteristics of a Weighing System Based on Three-point Load Cells

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/366923
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농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)
경상대학교 농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)
초록

베일의 시장 판매를 위해서는 표준화된 품질과 상품의 정량화가 선행되어야 하며, 이를 뒷받침하기 위해 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.따라서 본 연구에서는 중량 가변이 가능한 베일러의 기초 연구로써 트레일러의 3점에 로드셀을 설치하여 트레 일러에 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 문제점 들을 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 결과 편심 하중은 하중 측정에 영향을 주지 않으며, 시스템의 이동속도 3.47km/h와 6.21km/h에서 측정된 하중과 예측 하중을 비교한 결과 각각 -2.42kgf와 -1.71kgf의 평균 하중 오차를 보였다. 즉, 시스템의 이동속도는 하중 측정에 영향을 미치지 않았으며, 추후 중량 감응형 가변 베일러에 본 시스템을 적용하 기 위해서는 실제 베일러의 기계적 진동과 비 진동 요인들을 규명해야 한다.

A variable chamber round baler isessential equipment in agriculture. However, most of the variable chamber round balers used in Korea are manufactured overseas. Large balers are mainly imported, and they are not suitable for making bales for sale. Bale weight is considered more important than bale size in choosing a baler, but only the bale size can be altered with a variable baler. Therefore, this study is a preliminary study for developing a baler that produces bales with different weights. Load cells were installed on the three points of a trailer for this study, and a floating type weighing system was constructed to support the weight on the trailer with three point load cells. Static and dynamic loads were measured to examine the problems generated while measuring the weight. The dominant frequency components of the static and dynamic 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 when moving 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. The analysis of the measured signals based on the eccentric load showed that the eccentric load did not affect the measurement. The results of the comparison between the measured weight and predicted 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 the measurement, and the mechanical vibration of the baler and non-vibrational factors should be identified in order to apply the system developed in this study into the baler that produces bales with different weights.

목차
초록
 ABSTRACT
 서론
 재료 및 방법
  1 중량 측정 장치의 구성
  2 로드셀 캘리브레이션
  3 편심 하중 측정
  4 동적 하중 측정
 결과 및 고찰
  1 편심 하중에 따른 측정 신호의 변화 특성
  2 동적 하중 측정
 References
저자
  • 김철수(전북대학교 농업생명과학대학 생물산업기계공학과/전북대학교 부설 농업기계) | Chul-Soo Kim (Dept. of Bio-industrial Machinery Engineering, Chonbuk National University/Institute for Agricultural Machinery & ICT Convergence, Chonbuk National University)
  • 최인철(전북대학교 농업생명과학대학 생물산업기계공학과) | In-Chul Choi (Dept. of Bio-industrial Machinery Engineering, Chonbuk National University)
  • 김대철(전북대학교 농업생명과학대학 생물산업기계공학과/전북대학교 부설 농업기계 ICT 융합연구소) | Dae-Cheol Kim (Dept. of Bio-industrial Machinery Engineering, Chonbuk National University/Institute for Agricultural Machinery & ICT Convergence, Chonbuk National University) Corresponding author