기계계측공학 기말 용어정리

문서 내 토픽

1. 통계분석 및 가설검정

히스토그램은 측정값의 빈도를 막대그래프로 표시한 것이며, 확률밀도함수는 히스토그램의 극한으로 정의된다. 무한통계는 모집단의 통계이고 유한통계는 표본의 통계이다. 가설검정은 귀무가설과 대립가설을 설정하고, z-test(모집단 편차 알려진 경우)와 t-test(모집단 편차 미지의 경우)를 이용하여 수행한다. 적합도 검정은 표본의 빈도분포가 모집단의 가정된 분포함수(정규분포)를 얼마나 잘 따르는지 카이-스퀘어 검정으로 평가한다.
2. 불확도 분석 및 오차

불확도는 발생 가능한 측정오차를 추정하여 참값을 대신하는 것이다. 계통오차(바이어스 오차)는 참값과 겉보기 평균값의 차이이고, 무작위오차(정밀오차)는 측정치가 평균에서 흩어진 정도이다. 0차불확도는 분해능의 1/2이고, 기기불확도는 각 오차의 제곱합의 제곱근이다. 설계단계 불확도는 0차불확도와 기기불확도의 제곱합의 제곱근으로 계산된다.
3. 신호처리 및 샘플링

신호추출은 연속적인 신호를 일정한 시간 간격으로 이산적으로 만드는 과정이다. 샘플링 정리에 따르면 표본추출률은 아날로그 신호의 최고 주파수의 2배 이상이어야 한다. 변종주파수(Alias Frequencies)는 샘플링 속도가 2fm보다 작을 때 고주파 성분이 낮은 주파수로 잘못 인식되는 현상이다. 스펙트럼 유실을 최소화하려면 표본추출율을 신호 최대 주파수의 5~10배로 하고 총추출신호 시간을 길게 해야 한다.
4. 측정기기 및 회로

아날로그 장비는 전류, 전압, 저항을 측정한다. 전류 측정은 D'Arsonval 기구를 사용하고, 전압 측정은 오실로스코프(신호 시각화)와 전위차계(전압분할회로)를 사용한다. 저항 측정은 휘스톤 브릿지 회로를 사용한다. 연산증폭기(OPAMP)는 여러 증폭기를 만들 수 있으며, 필터는 저역필터, 고역필터, 대역필터, 노치필터 4종류가 있다. 분로저항(shunt) 회로는 전류 신호를 전압신호로 변환한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 통계분석 및 가설검정

통계분석과 가설검정은 과학적 의사결정의 핵심 도구입니다. 데이터 기반의 결론을 도출할 때 표본의 특성을 파악하고 모집단에 대한 추론을 수행하는 것이 매우 중요합니다. 특히 p-값과 신뢰도 수준을 올바르게 이해하고 적용하면 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 다만 통계적 유의성이 실질적 의미를 항상 보장하지는 않으므로 맥락적 해석이 필수적입니다. 표본 크기, 분포 가정, 검정 방법의 선택 등 여러 요소를 신중히 고려해야 합니다.
2. 불확도 분석 및 오차

불확도 분석은 측정 결과의 신뢰성을 평가하는 필수 요소입니다. 체계적 오차와 우연적 오차를 구분하여 관리하는 것이 정확한 측정을 위해 중요합니다. 불확도의 전파 법칙을 이용하면 복합 측정에서 전체 불확도를 예측할 수 있습니다. 측정 기기의 정밀도, 환경 조건, 측정자의 기술 등 다양한 요인이 불확도에 영향을 미치므로 이들을 체계적으로 분석하고 보고해야 합니다. 불확도를 명확히 제시하면 결과의 신뢰도를 객관적으로 평가할 수 있습니다.
3. 신호처리 및 샘플링

신호처리와 샘플링은 디지털 시대의 정보 처리에 필수적입니다. 나이퀴스트 샘플링 정리에 따라 적절한 샘플링 주파수를 선택하면 원본 신호를 충실하게 복원할 수 있습니다. 필터링, 푸리에 변환 등의 신호처리 기법을 활용하면 노이즈를 제거하고 유용한 정보를 추출할 수 있습니다. 다만 샘플링 속도가 낮으면 에일리어싱 현상이 발생하여 신호가 왜곡될 수 있으므로 주의가 필요합니다. 실제 응용에서는 계산 효율성과 정확도의 균형을 맞추어야 합니다.
4. 측정기기 및 회로

측정기기와 회로는 정확한 데이터 수집의 기초입니다. 각 기기의 정확도, 분해능, 측정 범위를 이해하고 적절히 선택하는 것이 중요합니다. 회로 설계 시 임피던스 매칭, 노이즈 제거, 신호 증폭 등을 고려하면 측정 품질을 향상시킬 수 있습니다. 기기의 교정과 정기적인 유지보수는 신뢰할 수 있는 측정을 보장합니다. 또한 측정 환경의 온도, 습도, 전자기 간섭 등 외부 요인도 결과에 영향을 미치므로 이를 최소화하기 위한 노력이 필요합니다.