자기 현상 연구 및 실용화를 위한 자력계의 활용은 상용에서부터 우주탐사에 이르기까지 매우 넓은 범위를 포함하고 있다. 다양한 분야에서의 자력계의 활용은 정확한 측정값을 기반으로 하며 이는 검교정을 수행함으로써 이루어진다. 하지만 검교정을 수행할 수 있는 국내 시설의 부족, 시험 비용의 부담 그리고 검교정 수행 절차로 인한 긴 시간의 소요는 다양한 자력계의 연구개발에 장애 요소로 작용하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 저비용 및 시험 환경에 크게 구애받지 않는 3축 헬름홀츠 코일을 이용한 검교정 시스템을 구축하였다. 또한 검교정 절차의 효율성 및 일관성을 위해 원격 시스템 제어 및 자동 검교정을 수행할 수 있도록 하는 검교정 소프트웨어를 개발하였다. 본 검교정 시스템의 경우 헬름홀츠 코일 중심에 위치한 표준 자력계의 측정값을 피드백함으로써 외부 자기 환경의 보상 및 코일에 의해 형성된 ...
자기 현상 연구 및 실용화를 위한 자력계의 활용은 상용에서부터 우주탐사에 이르기까지 매우 넓은 범위를 포함하고 있다. 다양한 분야에서의 자력계의 활용은 정확한 측정값을 기반으로 하며 이는 검교정을 수행함으로써 이루어진다. 하지만 검교정을 수행할 수 있는 국내 시설의 부족, 시험 비용의 부담 그리고 검교정 수행 절차로 인한 긴 시간의 소요는 다양한 자력계의 연구개발에 장애 요소로 작용하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 저비용 및 시험 환경에 크게 구애받지 않는 3축 헬름홀츠 코일을 이용한 검교정 시스템을 구축하였다. 또한 검교정 절차의 효율성 및 일관성을 위해 원격 시스템 제어 및 자동 검교정을 수행할 수 있도록 하는 검교정 소프트웨어를 개발하였다. 본 검교정 시스템의 경우 헬름홀츠 코일 중심에 위치한 표준 자력계의 측정값을 피드백함으로써 외부 자기 환경의 보상 및 코일에 의해 형성된 자기장 세기의 오차를 보정하는 방법을 사용하였다. 검교정 소프트웨어를 통해 자동으로 수행된 검교정 절차의 적합성을 확인하기 위해 검증 시험을 진행하였으며 시험 결과, 요구하는 수준의 자기장이 형성되었음은 물론 소프트웨어의 반복적인 검교정 프로세스가 다양한 세부 설정에서도 정상적으로 수행되었음을 확인하였다. 검교정 시스템의 활용 예시로써, 피시험용 자력계에 대한 검교정을 수행하였으며 이는 동일한 환경 아래 총 10회 진행되었다. 각 검교정에서 계산된 자력계의 특성 파라미터 비교분석을 통해 피시험용 자력계가 표준 자력계와 유사하게 검교정이 되었음을 확인하였으며 또한 검교정 시스템의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구는 다른 연구자들에게 보다 효율적으로 자력계 검교정 시스템을 활용할 수 있음을 보여주고 있으며, 향후 기기의 성능 보완 및 시험 환경 개선을 통해 더욱 정밀한 검교정을 수행할 수 있는 기반 시스템으로 활용하고자 한다.
자기 현상 연구 및 실용화를 위한 자력계의 활용은 상용에서부터 우주탐사에 이르기까지 매우 넓은 범위를 포함하고 있다. 다양한 분야에서의 자력계의 활용은 정확한 측정값을 기반으로 하며 이는 검교정을 수행함으로써 이루어진다. 하지만 검교정을 수행할 수 있는 국내 시설의 부족, 시험 비용의 부담 그리고 검교정 수행 절차로 인한 긴 시간의 소요는 다양한 자력계의 연구개발에 장애 요소로 작용하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 저비용 및 시험 환경에 크게 구애받지 않는 3축 헬름홀츠 코일을 이용한 검교정 시스템을 구축하였다. 또한 검교정 절차의 효율성 및 일관성을 위해 원격 시스템 제어 및 자동 검교정을 수행할 수 있도록 하는 검교정 소프트웨어를 개발하였다. 본 검교정 시스템의 경우 헬름홀츠 코일 중심에 위치한 표준 자력계의 측정값을 피드백함으로써 외부 자기 환경의 보상 및 코일에 의해 형성된 자기장 세기의 오차를 보정하는 방법을 사용하였다. 검교정 소프트웨어를 통해 자동으로 수행된 검교정 절차의 적합성을 확인하기 위해 검증 시험을 진행하였으며 시험 결과, 요구하는 수준의 자기장이 형성되었음은 물론 소프트웨어의 반복적인 검교정 프로세스가 다양한 세부 설정에서도 정상적으로 수행되었음을 확인하였다. 검교정 시스템의 활용 예시로써, 피시험용 자력계에 대한 검교정을 수행하였으며 이는 동일한 환경 아래 총 10회 진행되었다. 각 검교정에서 계산된 자력계의 특성 파라미터 비교분석을 통해 피시험용 자력계가 표준 자력계와 유사하게 검교정이 되었음을 확인하였으며 또한 검교정 시스템의 신뢰성을 확인하였다. 본 연구는 다른 연구자들에게 보다 효율적으로 자력계 검교정 시스템을 활용할 수 있음을 보여주고 있으며, 향후 기기의 성능 보완 및 시험 환경 개선을 통해 더욱 정밀한 검교정을 수행할 수 있는 기반 시스템으로 활용하고자 한다.
Utilization of magnetometer for magnetic phenomenon research and commercialization cover a wide range from commercial to space exploration. The use of magnetometers in various fields is based on accurate measurement values, which are achieved by performing calibration. However, the lack of domestic ...
Utilization of magnetometer for magnetic phenomenon research and commercialization cover a wide range from commercial to space exploration. The use of magnetometers in various fields is based on accurate measurement values, which are achieved by performing calibration. However, the lack of domestic magnetometer calibration facility, burden of test cost, and lengthy process act as a obstacle to research and development of various magnetometers. In order to solve these problems, a magnetometer calibration system using a 3-axis Helmholtz coil that can be constructed at low-cost and is not significantly affected by the test environment has been developed. Also, for the efficiency and consistency of the calibration procedure, calibration software has been developed that can perform remote system control and automatic calibration. This calibration system compensates the external magnetic environment and the error of the magnetic field strength generated by the coil by feeding back the measurement values of the reference magnetometer located at the center of Helmholtz coil. The verification test was conducted to confirm the suitability of the calibration procedure automatically performed through the calibration software. As a result of the test, it was confirmed that the required level of magnetic field was generated and the repetitive calibration process of the software was normally performed in various detailed settings. As an exapmle of the use of calibration system, the test magnetometer was calibrated 10 times under the same environment. Through the comparative analysis of sensor’s characteristic parameters calculated at each calibration, the test magnetometer was similarly calibrated to the reference magnetometer, and the reliability of the system was also confirmed. This study shows other researchers that the magnetometer calibration system can be used more efficiently. Also, in the future, the system will be utilized a base system for performing more precise calibration through device performance supplementation and improvement of test environment.
Utilization of magnetometer for magnetic phenomenon research and commercialization cover a wide range from commercial to space exploration. The use of magnetometers in various fields is based on accurate measurement values, which are achieved by performing calibration. However, the lack of domestic magnetometer calibration facility, burden of test cost, and lengthy process act as a obstacle to research and development of various magnetometers. In order to solve these problems, a magnetometer calibration system using a 3-axis Helmholtz coil that can be constructed at low-cost and is not significantly affected by the test environment has been developed. Also, for the efficiency and consistency of the calibration procedure, calibration software has been developed that can perform remote system control and automatic calibration. This calibration system compensates the external magnetic environment and the error of the magnetic field strength generated by the coil by feeding back the measurement values of the reference magnetometer located at the center of Helmholtz coil. The verification test was conducted to confirm the suitability of the calibration procedure automatically performed through the calibration software. As a result of the test, it was confirmed that the required level of magnetic field was generated and the repetitive calibration process of the software was normally performed in various detailed settings. As an exapmle of the use of calibration system, the test magnetometer was calibrated 10 times under the same environment. Through the comparative analysis of sensor’s characteristic parameters calculated at each calibration, the test magnetometer was similarly calibrated to the reference magnetometer, and the reliability of the system was also confirmed. This study shows other researchers that the magnetometer calibration system can be used more efficiently. Also, in the future, the system will be utilized a base system for performing more precise calibration through device performance supplementation and improvement of test environment.
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