• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07c
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• pp.1988-1990
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• 2002

마이크로 바이오칩용 미세 무게 감지 소자를 개발하기 위해 통상적인 MEMS 공정에 PZT sol solution을 함침하여 binder로서 적용하는 복합적인 스크린 인쇄 방법을 적용해 $800-850^{\circ}C}$의 비교적 저온에서 높은 소결밀도와 우수한 전기적인 특성을 가지는 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자를 Pt/$TiO_2$/YSZ/$SiO_2$/Si 기판에 제조하였다. 제조된 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버 소자의 공진 주파수와 변위를 레이저 미소 변위 측정 시스템을 이용하여 공기 중 및 액체 중에서 측정함으로써 캔틸레버 크기에 따른 공진 특성 변화, 액체 내에서의 댐핑 효과 등을 분석할 수 있었다. 또한 Au를 증착하거나biotin-streptoavidin 반응을 통해 단백질을 고정화시켜 무게변화를 야기시킨 후 소자의 감도를 평가함으로써 PZT-0.12PCW 후막 구동형 캔틸레버를 우수한 성능의 바이오칩용 미세 무게 감지 소자로 응용할 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.243-244
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• 2008

점점 전송 기술이 발달함에 따라, 고속/대용량의 광 연결 기술이 많이 응용되고 있다. 소자들 또한 이러한 광 신호를 받기에 적합한 형태가 필요하다. 따라서 본 논문에서는, 미리 설계한 광 신호로 동작하는 PZT 액추에이터의 동작 범위와 변위를 FEM 시뮬레이션(Finite Element Method Simulation)을 통해 해석해 보니 10V 전압에서 532nm의 변위를 확인할 수 있었고, 또한 열적, 기계적, 전기적 해석을 통하여 차후 제작에 감안할 점들을 찾아내는데 주안점을 두었다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.4
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• pp.339-346
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• 1990

미소변위소자에 적합한 전왜세라믹스를 제조하기 위하여 0.85Pb(Zn$_{1}$3-x/MgxNb$_{2}$3/) $O_{3}$-0.10BaTi $O_{3}$-0.05PbTi $O_{3}$조성으로 Mg(mol%)를 변화시키면서 시편을 제조하고 구조적, 유전적, 전기적 특성 및 온도 안정성을 관찰하였다. 큐리온도는 Mg(mol%)가 증가함에 따라 감소하였고 Mg(mol%)가 0.15일 때 유전상수가 가장 높았으며 완만도는 -3.9, 산만도.DELTA.Tc는 21로 가장 컸다. 전계에 따른 유전상수는 감소하였고 Mg(mol%)가 증가할수록 압전정수 d$_{31}$은 감소하였으나 0.05, 0.10, 0.15일 때는 거의 일정하였다. Mg(mol%)가 0.15까지 증가함에 따라 전왜정수 Q$_{31}$은 감소하였고 그 이상에서는 Mg(mol%)가 1/3일때 가장 컸으며 ES-1시편에서의 AC 60(Hz), 11(kV/cm) 전계(electric field)에 의한 왜형을 253*$10^{-6}$을 나타냈다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.347-347
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• 2011

고주파수평행평판플라즈마소스에서 전기장분포를 맥스웰방정식을 적용하여 해석하였다. 크게 두가지 요인이 전기장분포를 결정하였는데, 변위전류가 우세한 경우는 중심에 전기장이 큰 모양의 분포가 되었고, 전도전류가 주된 경우는 바깥쪽에 전기장이 센 모양을 가졌다. 본 계산에 의하면 전기장분포를 결정하는 또 다른 하나의 요인은 충돌주파수였는데, 충돌주파수에 의해서 전기장분포가 변화되는 것을 확인하였고, 전기장분포를 변화시킬 수 있는 충돌주파수조 건도 본 논문에서 제시할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2004.11a
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• pp.407-412
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• 2004

본 연구에서는 PMN-PT bimorph actuator를 이용하여 초소형 광디스크 드라이브용 광픽업 구동기를 제작하였다. 최근에 휴대용 기기에서의 고용량 정보 저장기기에 대한 필요성이 대두됨에 따라 착탈식이 가능한 수 기가급 초소형 광디스크 드라이브가 개발중에 있다. PMN-PT는 약 1.5kV/cm 이하의 전기장에서는 PZT같은 압전 소자와 마찬가지로 입력 전압에 대한 변형률이 선형성을 나타내는데, 사용된 PMN-PT는 PZT의 약 3배 가까운 압전 상수값을 나타내었다. 보 끝단에 외부 힘이 작용할 때 PMN-PT bimorph 구동기가 낼 수 있는 수직 방향의 힘과 변위에 대해서 일반적인 적층 형태로 이론적인 해석을 수행 하였다. 그리고 이 bimorph로 구동될 Cymbal 형태의 변위 확대 기구의 변위에 대한 이론적인 모델을 제시하고, 이를 이용하여 2개의 bimorph로 2축을 동시에 구동하는 픽업 구동기를 제작하였다. 3개의 제작된 prototype으로 실험을 수행하여 예상 변위량과 잘 일치함을 보였다. 또한, 상용 해석 프로그램인 Matlab과 Ansys를 이용하여 Cymbal 확대 기구의 여러 파라미터에 따른 구동 성능의 민감도를 확인해 보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.206-206
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• 2008

압전소자를 이용한 초음파 모터는 전자기적 원리로 동작하는 기존의 모터에 비해 구조가 간단하고 소형, 경량화가 가능하며 저속에서 큰 토크가 가능하고 ${\mu}m$단위 까지 정밀제어가 가능하다는 장점 등으로 인해 그 응용분야가 점차 확대되고 있다. 초음파 모터의 원리는 수평과 수직방향에서 변위가 타원형 운동을 형성하는 것이다. 따라서 선택한 타원운동의 방식에 의해서 모터의 형상이 달라진다. 초음파 모터는 액츄에이터를 사용하여 만들기 때문에 액츄에이터의 특성은 모터의 타원변위나 토크에 영향을 미친다. 단판형 액츄에이터에 비하여 적층 액츄에이터는 입력 임피던스를 낮추어 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며 큰 변위와 토크를 발생하기 때문에 진동자의 수명 향상과 구동전압을 낮추기에 적합하다. 적층 액츄에이터는 변위량이나 응력 등을 개선하기 위해서 전기기계 결합계수(kp) 및 압전 d상수가 큰 재료가 요구되며, 고전압에서 장시간 구동 시 마찰에 의한 열손실을 감소시키기 위해 높은 기계적 품질계수(Qm)를 가져야한다. 적층 시 내부전극으로 사용하는 Pd, Pt가 함유된 전극은 가격이 비싸 제조비용을 상승시킨다. 상대적으로 값싼 Ag전극을 사용하면 비용절감을 할 수 있지만 융점이 낮아서 저온소결이 불가피하다. 따라서, 특성이 우수한 적층 액츄에이터를 제조하기 위해서 저손실, 저온소결 할 수 있는 액츄에이터 재료가 필요한 실정이다. L1-B4 혈 선혈 초음파 모터는 L1모드와 B4모드의 공진 주파수가 일치하여야 큰 변위를 얻을 수 있는데 이전의 논문에서 Atila를 이용한 시뮬레이션 결과를 분석한 봐 있다. 적층 액츄에이터의 층수를 5,7,9,11,13,15층으로 하여 L1-B4모드에서의 공진주파수를 비교한 결과 13 층일 때 두 모드가 비슷한 공진주파수를 보였고, 티원변위궤적도 다른 층수에 비해 크게 나타났다. 본 연구에서는 시뮬레이션 결과 가장 좋은 특성을 보인 13층 액츄에이터로 선형 초음파 모터를 제작하였다. 또한, 액츄에이터는 압전 및 유전특성이 우수한 저온소결 PZW-PMN-PZT세라믹을 이용하여 제작하였고, 내부전극으로 Ag전극을 사용하였다. 제작된 13 층 선형초음파모터를 가지고 프리로드 및 전압에 따른 속도를 조사하였고, 시뮬레이션 결과와 비교해 보았다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.20-26
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• 2001

In this paper, we design tunnel inner section displacement measurement system which is composed of potentiometer-type displacement sensors, microcontroller-based intelligent sensing head and host computer for the management system and acquisition data. Multiple node communication bus connects the intelligent sensing heads with the host computer. For safe and re1iab1e network operation we use daisy-chain configuration, termination resistor, fail-safe biasing circuit. For tole enhancement of system utilization, we use modbus protocol. The acquisition data are transmitted to host computer and managed by database. Several data request conditions and sorting conditions are provided by management software. The utilization of designed system is confirmed by experiment.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.6 no.4
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• pp.147-155
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• 2002

To find the safety and serviceability of bridges, it must consider the behaviour of structural member and evaluation of the exact resistance of the member subjected to external loads. To evaluate the behaviour and the resistance of the structural member, it must measure the strains and displacements of the structures. Usually we use the strain gauge to measure the strains. When, the bridge is long span and high pier, the setting of strain gauge is very difficult and not economic. It is not recommendable for the use of strain gauge, when the structural member has many cracks and moisture. Thus, to make up for this demerits, the algorithm of strain analysis by measured displacements data is proposed.

• Composites Research
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• v.27 no.1
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• pp.25-30
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• 2014

The actuation performance of an EADE (Electro-active dielectric elastomer) is studied as functions of thinner content, thickness and types of the dielectric elastomer such as natural (NR), acrylonitrile-butadiene (NBR), and silicon (KE-12) rubbers. With a decrease in elastomer thickness ($1{\rightarrow}0.5{\rightarrow}0.25{\rightarrow}0.1{\rightarrow}0.05$ mm) and an increase in thinner content ($0{\rightarrow}30{\rightarrow}50$ phr), the actuating displacement of KE-12 elastomer is increased, however their breakdown occurs at low voltage. For the same thickness (1 mm), the displacement of KE-12 elastomer shows a higher value (2.24 mm) compared to that of NR or NBR at the same applied voltage of 25 kV. The KE-12 has the lowest elastic modulus and the NBR has the highest one among the tested elastomers. However, the displacement of NBR elastomer is higher compared to that of NR because of high dielectric constant. It is found that the important factors of EADE actuator are a thickness, modulus and dielectric constant of the elastomer.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.5
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• pp.9-14
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• 2002

A higher order zig-zag plate theory is developed to accurately predict fully coupled mechanical, thermal, and electric behaviors. Both the in-plane displacement and temperature fields through the thickness are constructed by superimposing linear zig-zag field to the smooth globally cubic varying field. Smooth parabolic distribution through the thickness is assumed in the transverse deflection in order to consider transverse normal deformation. Linear zig-zag form is adopted in the electric field. The layer-dependent degrees of freedom of displacement and temperature fields are expressed in tern-is of reference primary degrees of freedom by applying interface continuity conditions as well as bounding surface conditions of transverse shear stresses and transverse heat flux. The numerical examples of coupled and uncoupled analysis demonstrate the accuracy and efficiency of the present theory. The present theory is suitable for the predictions of fully coupled behaviors of thick smart composite plate under mechanical, thermal, and electric loadings combined.