신호조절기 (Signal Conditioner)
쉽게 풀면
센서가 내놓는 신호는 대개 너무 약하거나 잡음이 섞여 있어서 그대로는 쓸 수 없습니다. 신호조절기는 이 신호를 증폭하고, 필요 없는 주파수를 걸러 내고, 전압 범위를 측정장치에 맞게 바꿔 줍니다. 스트레인 게이지처럼 신호가 마이크로볼트 수준인 센서에는 반드시 필요합니다. 센서와 데이터 수집장치 사이에 놓인 통역사라고 볼 수 있습니다.
왜 중요한가
신호조절 단계가 부실하면 아무리 좋은 센서와 수집장치를 써도 잡음에 묻힌 자료밖에 얻지 못합니다. 반대로 적절한 증폭과 여과는 신호대잡음비를 결정적으로 개선해 측정 분해능을 끌어올립니다. 다채널 계측 시스템에서는 채널마다 신호조절기를 두어 서로 다른 센서를 한 시스템에서 다루게 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
미약한 변형 신호를 키우고 고주파 잡음을 제거한 뒤 기록했다는 계측 구성 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
주요 기능에는 증폭, 여과, 센서 구동용 전원 공급, 전기적 절연, 열전대의 기준접점 보상 등이 포함됩니다. 절연은 접지 전위가 다른 회로들이 연결될 때 생기는 접지 루프 잡음을 끊어 주고, 고전압 계통에서는 작업자 안전에도 관여합니다. 표본화 전에 대역을 제한하는 여과는 필수적인데, 이를 생략하면 높은 주파수 성분이 낮은 주파수로 접혀 들어오는 왜곡이 생깁니다. 증폭률을 지나치게 높이면 신호가 입력 범위를 넘어 잘려 나가므로, 예상 신호 범위에 맞춰 설정해야 합니다.
주의할 점
데이터 수집장치와 한 상자에 들어 있는 경우가 많아 같은 것으로 오해하기 쉽습니다. 수집장치는 다듬어진 아날로그 신호를 디지털 값으로 바꿔 기록하는 역할이고, 신호조절기는 그 앞 단계에서 신호 자체를 다듬는 아날로그 회로입니다.