$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

환형 인덕티브 센서의 설계 및 압력센서로의 적용
Ring-Shaped Inductive Sensor Design and Application to Pressure Sensing 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.39 no.10, 2015년, pp.995 - 999  

노명규 (충남대학교 메카트로닉스공학과) ,  김선영 (삼성전기 기판사업부) ,  백성기 (충남대학교 메카트로닉스공학과) ,  박영우 (충남대학교 메카트로닉스공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

자기유도(inductive) 센서는 원리가 간단하고 경제적이어서 변위, 힘, 압력 등 다양한 물리량 측정에 사용된다. 본 논문에서는 고리 모양의 강판과 코일로 이루어진 간단한 구조의 자기유도 센서를 제안하였다. 센서의 인덕턴스를 자기회로 방법을 이용하여 추정하고 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 고리의 고유 진동수를 Castigliano 정리와 등가 질량 방법을 이용하여 추정하고 실험 및 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 기계적 진동에 영향을 주지 않도록 센서의 가진 주파수를 결정하였으며, 구동 및 신호처리 회로를 설계하여 센서를 제작하였다. 제작된 자기유도 센서를 유연관 내부의 유체 압력을 비침습적으로 측정하는데 활용하였다. 압력과 센서 출력 간의 관계를 이차식 형태로 표현하면 2% 이내의 정확도로 압력을 측정할 수 있어 압력 센서로서의 가능성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Inductive sensors are versatile and economical devices that are widely used to measure a wide variety of physical variables, such as displacement, force, and pressure. In this paper, we propose a simple inductive sensor consisting of a thin partial ring and a coil set. The self-inductance of the sen...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 간단한 구조의 자기유도(inductive) 센서를 제안하고, 센서 설계 과정을 기술하였다. 또한, 자기유도 센서를 압력 측정에 적용하여 비접촉 압력 측정의 가능성을 확인하였다. 압력 측정의 정확도를 향상하려면 센서의 구조를 최적화하는 추가 연구가 필요할 것이다.
  • 본 논문에서는 간단한 구조의 자기유도(inductive) 센서를 제안하고, 센서 설계 과정을 기술하였다. 또한, 자기유도 센서를 압력 측정에 적용하여 비접촉 압력 측정의 가능성을 확인하였다.
  • 센서 코일의 인덕턴스는 틈새 거리, 강판의 두께, 센서의 축 방향 길이 등에 의해 결정된다. 본 논문에서는 이러한 설계 변수와 인덕턴스의 관계를 자기회로에 근거하여 도출하고자 한다. 틈새에서의 자기장 분포를 개략적으로 도시한 Fig.
  • 센서의 크기 및 권선 수에 따른 인덕턴스 모델은 센서 설계의 첫 단계라 할 수 있다. 본 논문에서는 전동기 모델링에 사용된 누설 자속 근사화 방법을 적용하여 센서의 인덕턴스 모델을 수립하고자 한다.
  • 전기적 가진 주파수가 기계적 공진 주파수에 근접하면 전기적 가진에 의해 기계적 진동이 발생하고 이로 인해 인덕턴스 측정이 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 제안된 센서의 기계적 공진 주파수를 추정하는 모델을 제시 하고 이를 센서 설계에 활용하고자 한다.
  • 본 논문에서는 틈새를 가진 고리 모양의 강판에 코일을 감아 자기유도 센서로 만들고 이를 유연관 내에 흐르는 유체의 압력 측정에 활용한 결과를 기술하고자 한다. 자기유도 센서의 설계에 있어 전기적 가진 주파수와 기계적 공진 주파수의 분리가 매우 중요하다.

가설 설정

  • 센서의 비선형성에 영향을 미치는 또 다른 인자는 고리와 고리가 감싸는 튜브 간의 마찰력으로서 마찰의 특성 상 선형성을 저하시킨다. 마찰계수가 작은 재질의 튜브를 사용하여 마찰력의 영향을 줄일 수 있을 것이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자기유도(inductive) 센서의 특징은 무엇인가? 자기유도(inductive) 센서는 코일과 대상체 간의 간격에 따라 인덕턴스가 변하는 원리에 기초하여 전류와 전압 간의 관계를 통해 거리 등의 물리량을 측정한다. 비접촉 측정이 가능하며, 와전류 방식에 비해 신호처리 회로가 단순하고, 작동 환경에 강건한 특성을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.(1)
자기유도(inductive) 센서는 어떻게 물리량을 측정하는가? 자기유도(inductive) 센서는 코일과 대상체 간의 간격에 따라 인덕턴스가 변하는 원리에 기초하여 전류와 전압 간의 관계를 통해 거리 등의 물리량을 측정한다. 비접촉 측정이 가능하며, 와전류 방식에 비해 신호처리 회로가 단순하고, 작동 환경에 강건한 특성을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.
유체의 압력을 측정하는 압력센서는 어떻게 측정이 이뤄지는가? 유체의 압력을 측정하는 압력센서는 일반적으로 압전저항(piezoresistive) 혹은 정전용량(capacitive) 소자로 구현되며 유체와의 접촉을 통해 측정이 이루어진다. (2,3) 제약분야나 의학분야에서 작동 유체의 무균성이 요구되는 경우 이러한 접촉식 압력센서는 밀봉성을 보장하기 어려우며 실리콘과 같은 가로막을 거쳐 압력 신호를 전달하여야 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (6)

  1. Fericean, S. and Droxler, R., 2007, "New Noncontacting Inductive Analog Proximity and Inductive Linear Displacement Sensors for Industrial Automation," IEEE Sensors Journal, Vol. 7, No. 11, pp. 1538-1545. 

  2. Webster, J. G., ed., 1999, The Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, CRC Press, Boca Raton, FL. 

  3. Park, C., Kang, B. and Lee, D., 2007, "Fabrication and Characterization of a Pressure Sensor Using a Pitch-based Carbon Fiber," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 31, No. 4, pp. 417-424. 

  4. Hanselman, D., 1994, Brushless Permanent-Magnet Motor Design, McGraw-Hill, New York, pp. 20-22. 

  5. Crandall, S. H., Dahl, N. C., and Lardner, T. J., 1978, An Introduction to the Mechanics of Solids, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, pp. 545-547. 

  6. Palm, W. J., 2007, Mechanical Vibration, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, p. 87. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로