• 감성과학
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• 제25권3호
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• pp.77-90
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• 2022

본 연구의 목적은 루어낚시 참여자의 손목 움직임 측정을 위한 스트레치 센서를 개발하는 것이다. 손목움직임 측정을 위해 스트레치 센서를 손목에 부착하여 배굴, 저굴 그리고 랜딩동작을 게이지율, 인장강도 그리고 신장회복률을 척도로 실험을 진행하였다. CNT 분산액을 이용한 전도성 센서를 개발하고 E-band에 동일한 조건으로 적용하였다. 함침을 각각 한 번, 두 번, 그리고 세 번한 같은 크기의 5종, 15가지 센서를 만능재료시험기(Dacell dn-fga Universal testing machine, UTM)를 활용해 게이지율(Gauge Factor)을 측정하였다. 두 번 함침한 센서가 게이지율이 가장 우수했으며, 게이지율과 인장강도가 높은 세 가지 센서로 프로토 타입을 제작하였다. 아두이노에 연결하여 동작테스트를 한 결과, 인장강도와 게이지율이 가장 높은 시료 1이 세 가지 동작에서 일정한 파장이 유지되었다. 시료 2,3은 배굴과 저굴에서는 일정한 파장을 나타내었지만, 랜딩동작에서는 신호 노이즈가 나타났다. 이는, 랜딩동작에서는 인장강도와, 게이지율에 따라 파장의 패턴이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로 손목의 움직임 측정을 위한 스트레치 센서 제작시에 필요한 조건들을 유추할 수 있었다. 본 연구의 결과를 활용하여 루어낚시용 스마트 웨어러블 제품 개발에 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1360-1362
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• 2001

본 논문에서는 다이어프램을 세라믹을 사용하여 2차 변환 소자로 금속 스트레인 게이지 대신에 thick film piezoresistor를 이용한 후막 압력센서에 관한 연구이다. 다이어프램의 미소 변형을 후막의 비저항 변화로 검출하는 압저항 효과를 이용하는 방식이다. 종래의 압력센서와 비교하여 크리프 현상이 적고, 안정성이 우수한 특징을 갖고 있다. 또한 저항선이나 박 게이지의 게이지율이 3$\sim$5 인 것이 비하면 후막저항을 사용한 경우, 약 15$\sim$20정도의 높은 게이지율을 얻을 수 있어서 측정범위를 넓게 할 수 있으며, 후막공정의 스크린 프린팅을 통한 자동화는 수율의 향상과 저 가격화를 실현할 수 있다. 또, 후막 저항형 압력센서는 두 개의 저항이 다이어프램의 중앙 부근에 위치하며, 나머지 두 개의 저항은 가장자리에 위치시킴으로써 미소 변형에서도 저항값의 변화를 읽을 수 있도록 하였고, 휘스톤 브리지의 연결 도체부는 Pt를 주성분으로 하는 conductive paste(DHC7085)를 사용하였다. 이렇게 설계.제작된 압력 센서를 지지대에 고정시킨 후 캡슐에 넣고 감도, 선형성, 히스테리시스 그리고 온도특성 등을 고찰하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1514-1516
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• 2003

NiCrFe 박막을 이용한 정밀급 박막 스트레인 게이지를 개발하였으며, 그 특성을 요약하면 다음과 같다. 스트레인한계: 5 % 이하, 저항: 350 ${\sim}$ 2,000 ${\Omega}$, 게이지 율: 2.1, 정도: 0.1 %, 피로한계 : $10^6$ at ${\pm}1500{\mu}{\varepsilon}$, 사용온도범위: $-75{\sim}150^{\circ}C$, 온도 출력: ${\pm}1{\mu}{\varepsilon}/^{\circ}C$, 게이지율변화 : +0.009%/$^{\circ}C$ 국산화된 박막 스트레인 게이지는 디지털 로드 셀 등에 적용할 수 있으며, 이 분야의 국내 기술력 향상에 이바지 할 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.587-590
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• 2000

This paper presents the characteristics of metal thin-film pressure sensors. The micro pressure sensors consists of a chrom thin-film, patterned on a Wheatstone bridge configuration, sputter-deposited onto thermally oxidized Si wafer an aluminium interconnection layer. The fabricated micro pressure sensors shows a low temperature coefficient of resistance, high-sensitivity, low non-linearity and excellent temperature stability. The sensitivity is 1.16~1.21 mV/V.kgf/$\textrm{cm}^2$ in the temperature range of 25~l0$0^{\circ}C$ and the maximum non-linearity is 0.21 %FS.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.127-132
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• 1984

본 연구에서는 상술한 점들을 고려하고 우선 다음과 같은 사항을 고찰하려고 노력하였다. 즉 슬롯 및 노치주위에는 어떤 응력들이 분포되며 응력분포거동은 어떤 인자에 의하여 좌우되는가, 어떤 응력이 응력집중을 지배하며 응력집중현상은 어떤 인 자에 의하여 좌우되는가를 주로 고찰하였다. 참고로 실험에서 노치 및 슬롯선단의 응력측정에는 실제로 기계나 구조물에 직접 사용할 수 있는 스트레인 게이지를 사용하 였고 측정치의 정도를 높이기 위하여 스트레인 게이지율 교정방법을 이용하였다. 참 고로 노치 및 슬롯주위에 발생하는 응력집중과 파괴거동과의 관계에 대해서는 다음에 보고하겠다.

• 감성과학
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• 제24권4호
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• pp.117-128
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• 2021

본 연구의 목적은 마우스 사용 시 손목터널증후군을 예방할 수 있는 스마트장갑을 연구하는 것이다. 연구에 앞서 손목의 좌·우 움직임은 미세하므로 게이지율(Gauge Factor)이 크고, 이력현상(Hysteresis)이 적은 인장 직물 센서가 필요하다. 만능재료시험기(UTM)를 통해 4가지의 직물을 분석하여 각각의 게이지율을 계산하고, 이력현상도 가장 적은 직물을 선택하였다. 또한, 3가지 부착방법을 아두이노로 분석하여 센서값 변화(△Sensor Value) 값이 큰 방법을 선택하였다. 선택된 직물과 부착방법으로 제작한 프로토타입을 아두이노를 통해 데이터 패턴을 분석하였다. 첫 번째는 센서 1개(A 센서)로만 파악하는 방법이고, 두 번째로는 센서 2개(A, B 센서)로 파악하는 방법이다. 손목 왼쪽(A 센서), 손목 오른쪽(B 센서) 양쪽에 인장 직물 센서를 부착하고, 손목을 오른쪽으로 꺾을 때 A 센서는 늘어나서 △Sensor Value 값이 커지고, B 센서는 줄어들어서 △Sensor Value가 작아진다. 반면에 손목을 왼쪽으로 꺾을 때는 반대로 패턴이 분석되었다. 본 연구를 통해 손목이 꺾일 시 LED가 켜지는 알고리즘으로 손목터널증후군을 예방하는 스마트장갑을 연구하였고, 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 10명을 대상으로 직접 마우스를 사용하면서 실제 사용 시 문제점을 파악하고 파악된 문제점을 해결하고자 한다.

• 감성과학
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• 제22권1호
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• pp.15-22
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• 2019

본 연구의 목적은 그래핀(Graphene)을 사용하여 폴리우레탄 나노웹(Polyurethane Nanoweb)에 전기전도성을 부여하고, 이를 이용하여 나노웹 기반의 스트레인센서(Strain Sensor)를 개발하는 것이다. 이를 위해 1% 그래핀 잉크를 폴리우레탄 나노웹에 푸어코팅(Pour-coating)한 후 PDMS(Polydimethylsiloxane)로 후처리를 하여 착용 가능한 스트레인센서를 완성하였다. 시료 표면에 전도성 물질이 잘 코팅되었는지 확인하기 위해 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)를 이용하여 시료의 표면 특성을 평가하였다. 시료의 전기적 특성 평가는 멀티미터(Multimeter)를 사용하여 시료의 선저항(Linear Resistance)을 측정하고, 시료를 각각 5%, 10% 인장하였을 때 선저항이 어떻게 변하는지 비교하였다. 또한 시료의 성능을 평가하고자 게이지율(Gauge Factor)을 구하였다. 착의평가 실험은 완성된 스트레인센서를 더미에 착용시킨 후 MP150(Biopac system Inc., U.S.A.)과 Acqknowledge(ver. 4.2, Biopac system Inc., U.S.A.)를 사용해 인장에 따른 호흡신호를 측정하였다. 표면 특성을 평가한 결과, 모든 전도성 나노웹 시료들이 그래핀 잉크로 균일하게 코팅되어있음을 확인하였다. 인장에 따른 저항값 측정 결과, 그래핀을 처리한 시료인 시료 G가 가장 낮은 저항값을, 그래핀을 처리한 후 열처리를 한 시료인 시료 G-H가 가장 높은 저항값을 가졌고, 시료 G와 시료 G-H의 경우 길이가 5%, 10%로 늘어남에도 선저항값의 변화가 안정적으로 증가하는 것으로 나타났다. 저항값 결과와는 달리, 시료 G가 시료 G-H보다 더 높은 게이지율을 보였다. 실제로 착의평가 결과, 시료 G-H를 이용해 만든 스트레인센서가 안정된 Peak값으로 측정되어 좋은 품질의 신호를 얻었다. 그러므로 본 연구를 통해 그래핀 잉크를 처리한 폴리우레탄 나노웹이 호흡 센서로서의 역할을 충분히 수행하는 것을 확인하였다.