금속물체의 피로도를 측정하기 위하여 고속으로 진동시키면서 비접촉으로 정밀하게 변위를 측정하는 방법에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 비접촉 고속 진동 검출센서들은 와류 센서나 레이저 센서들을 주로 사용하고있지만 매우 고가이다. 최근 저가의 유도성 센서를 고속 진동검출에 적용하려는 연구가 이루어지고 있으나 아직은 초보단계이다. 본 연구에서는 저가의 유도성 센서를 이용하여 비접촉으로 고속 진동을 검출하는 새로운 근접 센서모듈 설계방법을 제안하였다. 기존의 유도성 센서모듈들은 검파, 적분, 및 증폭과정을 통하여 변위를 검출하기 때문에 아날로그회로 특성상 잡음에 약하고 적분과정에서 변위 검출속도 저하의 요인이 된다. 제안된 방법은 AD변환기(Analog to Digital converter)를 사용하지 않고 진동 주파수신호를 직접 디지털 신호로 변환하는 새로운 방법으로 아날로그 잡음의 영향을 적게 받으며 고속으로 신호를 처리할 수 있는 장점이 있다. 성능 평가를 위하여 셰이커로 진동 주파수를 30Hz부터 1,100Hz 까지 일정간격으로 금속편을 진동시키면서 제안된 센서 모듈을 이용하여 비접촉으로 진동 신호를 검출하였다. 실험결과 비접촉 근접 거리 5mm 이내에서 진동 주파수 검출범위는 DC에서 1,100Hz까지 측정할 수 있었으며 진동 폭의 해상도는 $20{\mu}m$로 나타났다. 따라서 제안된 유도성 센서모듈은 정밀 비접촉 고속 진동검출 센서로서 충분한 성능을 가지고 있다고 평가된다.
자기적 원리를 이용한 Magnetic Sensor는 자기를 전기로 변환하는 Element로서 산업분야, 대학 및 연구소 등에서 대단히 폭 넓게 사용되고 있으나 아직 국내에서 체계적으로 양산 되고 있지 않은 상태이고 제작기술 수준 역시 선진국에 비해 저조하며 Excitation Current, Excitation Frequency, 코어의 투자율 등의 변화에 의해 센서 출력에 왜곡현상이 나타나거나 부하현상이 발생하여 이 때문에 최소 측정 범위가 제한된다. 따라서 양호한 출력신호를 감지하기 위해서는 신호변환장치 의 성능이 뒷받침되어야 한다. 본 논문 에서는 유도성 근접 센서를 이용 하여 신호변환장치 회로를 설계하여 금속표면에 페인트 두께를 마이크로 단위로 검출, 측정 하는 제어 시스템을 연구하는데 그 목적을 둔다.
본 논문은 동물원의 모형과 유아인형을 이용하여 유아에게 동물의 학습을 유도하는 시스템의 개발이다. 동물원의 우리에 유아의 인형을 근접시키면, 모형의 밑부분의 센서와 인형의 센서가 On 신호를 미들웨어 시스템에 전송하고 미들웨어 시스템은 PC에 동물우리의 번호를 전송함으로 동물우리에 있는 동물의 각종 학습 내용을 Display 장치를 통하여 학습할 수 있도록 하였다. 유아인형이 동물우리에 근접하였을 때 보내는 신호와 이동하였을 때의 신호을 각각 다르게 하여 학습도중에 유아의 인형이 다른곳으로 이동하게 되면 Display장치의 화면도 다른 화면을 보여줌으로 동물원에서 유아기 바라보는 시간을 최대한 유사하게 구성하였다. 또한 유아인현이 동물 우리에 근접하였을 경우 멀티미디어 효과를 통하여 동물의 울음소리 및 서식형태 등 기본적인 학습을 할 수 있도록 하였으며, 한글, 영어, 수셈 학습을 동시에 할 수 있도록 구성하였다.
자기부상열차의 효율적인 추력제어 및 안전성 높은 운행을 위해서 고성능의 속도/위치 검출 시스템이 중요한 역할을 한다. 일반열차는 바퀴가 선로에 접촉하여 주행하므로 차축의 회전속도를 측정해서 열차의 선로위를 일정한 간격을 두고 부상하여 주행하므로 비접촉식 측정방법을 사용해야만 한다[1-5]. 특히, 고속으로 주행하는 자기부상열차의 속도를 측정하기 위해서는 응답속도가 빠른 센서시스템을 개발하며, 또한 열차주행에 수반되는 자기장의 영향을 극소화하도록 센서시스템을 설계해야만 한다. 본고에서는 전형적인 자기부상열차인 일본의 HSST 시스템(주행속도 100km/h)과 독일의 Transrapid 시스템(주행속도: 400km/h)에 적용되고 있는 속도/위치 검출 시스템의 작동원리를 상세히 설명한다. HSST 시스템은 유도무선(inductive radio system) 방법을 이용하고 Transrapid 시스템은 와전류근접센서(eddy-current proximity sensor)를 이용한다.
베어링 고장진단은 대부분 진동센서에 의한 근접 탐침에 의존하고 있어 설치 및 측정 상에 제약이 따른다. 최근 들어 전동기 전류를 이용한 베어링 고장진단의 가능성이 제시되고 있으나 베어링의 초기고장에 대한 연구는 없었다. 본 연구에서는 전동기 전류를 이용하여 베어링 외륜의 초기고장을 검출할 수 있는 기법을 제시하였다. 이 기법은 처리 데이터를 줄이고 신속한 고장검출을 위하여 고장진단 주파수 대역 설정방법을 제시하였으며 유도전동기 베어링 외륜 고장검출 실험을 통하여 이 기법의 유용성을 보였다.
AMB(Active Magnetic Bearing) systems are popularly used in various areas. In biomedical engineering applications it is a key part of magnetically suspended rotary blood pumps. The special advantage of AMBs is that they enable the rotor to revolve with no physical contact and provide rotary blood pumps with better performances such as low hemolysis level. Fundamentally, AMB systems consist of three parts, proximity sensors for distance detection, microprocessor for control algorithm and power amplifiers for actuating electromagnets. We have developed an inductive type proximity sensor with satisfactory characteristics that can be used in AMB systems. Frequency response was flat at least up to 10 kHz and sensitivity, resolution$(>5{\mu}m)$ and sensing range(<5mm) of the sensor could be adjustable for various purposes. The characteristics of the completed model showed to have satisfactory behaviors compared with the commercially available ones that already appeared to have reliable behaviors in AMB systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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