• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권5호
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• pp.34-40
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• 1994

콘베어 계량대 위에서 이동간 계량은 A/D변환된 데이터의 신속하고 안정된 처리가 요구된다. 또한 중량의 측정은 다른 센서와 달리 여러 가지 고려요소가 많이 있다. 본 연구에서는 자동계량 콘베어 설비에서 보다 신속하고 안정된 계량데이타를 얻기 위한 신호처리 방법을 제안하다. 먼저 콘베어 계량대에서의 로드셀중량센서신호의 특성을 분석하고 시뮬레이션과 실측으로 고유진동주파수를 구하여 저역 통과필터를 설계하였으며, A/D변환 회로를 구성하여 A/D변환된 데이터의 안정화처리 알고리즘을 싱글칩 마이크로프로세서를 이용하여 구현하였다. 제안된 방법을 이용하여 실제 제작하여 실측해 본 결과 계량 속도와 A/D 변환의 안정성에서 만족스러운 결과를 얻었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.214-220
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• 2019

산업현장에서의 안전사고 빈도가 높은 지게차 전복의 주요 원인인 과적을 방지하기 위해 개발된 앵커(anchor) 볼트 형태의 strain 게이지 센서의 초기 값 오차를 보정하는 방법을 제안하였다. Strain 게이지 센서의 초기 값 오차는 앵커 볼트의 물리적이고 기계적 오차와 환경적 문제에기인하는 것을 확인하였다. 이러한 원인들을 제조 공정에서 제거하는 것은 본 연구의 범위를 벗어나는 것이기 때문에 제반 원인들을 고려한 보정 값을 찾고, 이 보정 값으로 strain 게이지 센서부를 구성하는 ADC 모듈의 초기 값을 보정하는 방법을 적용하였다. 보정 값 도출을 위하여 선형 보간법을 채택하였다. 도출한 보정 값을 4개의 strain 게이지 센서에 적용하여 시험한 결과 4개의 센서 모두 실제 중량 값과의 차이가 5% 이내가 되는 것을 확인하였다. 아울러 초기 값 보정 전에는 센서들의 ADC 값과 적재 중량 실제 값의 상관성이 없었던 점도 동시에 해결할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.200-206
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• 2019

산업현장에서의 지게차의 전복에 의한 안전사고 빈도가 매우 높은 편이다. 지게차 전복의 가장 큰 원인은 과적으로, 이를 방지하기 위해서 적재 중량을 측정해야 한다. 가장 보편적인 적재 중량 측정 방식은 로드셀(load cell)로 측정 오차가 적은 장점이 있지만 설치 단가가 비싸다는 점 때문에 산업현장에 쉽게 적용하지 못하고 있다. 본 연구는 로드 셀 방식의 대안으로 제시되었지만 측량 정밀도가 높지 않은 strain gauge 센싱 방식을 적용한 지게차 새로운 적재 중량 측정 시스템을 제안한다. 센서의 측량 정밀도와 내구성을 높이기 위해 4개의 센서가 각각 4개의 anchor bolt에 삽입되는 구조로 제작하였다. 제작된 anchor 볼트 형태의 strain gauge 센서를 지게차에 적용하여 측정한 결과 1%의 측정 오차를 얻을 수 있었다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제7권3호
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• pp.200-205
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• 1994

The FEM technique was applied to simulate the change of stress characteristics for various structural parameters and loading positions of the load cell. The output voltage of the load cell was then computed to compare with the manufactured load cell. The tendency of the stress variations of the load cell was well agreed with the basic formula of the single fixed. beam. Also, the stress characteristics according to the change of loading positions showed respective featured results as different structure. The calculated output voltages of the load cell were very close to those of the real manufactured ones.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.145-145
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• 2017

농작업 자세 중에서 중량물을 반복적으로 들고 내리는 자세는 요통과 같은 근골격계 질환의 유발행위로 분류된다. 이는 인간공학적 유해요인 평가도구에 의해 위험도 별로 정량화 할 수 있다. 이러한 평가방법은 농작업 자세를 개선하여 근골격계 질환을 예방할 수 있다는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 기존의 작업자세 부하 평가방법들은 동적 자세를 평가하는데 있어 어려움이 있을 뿐 만 아니라 평가 과정에서 관찰자의 주관성이 개입 될 수 있다는 한계점을 갖고 있다. 이에 본 연구에서는 중량물을 들고 내리는 동적 자세에서 발생하는 부하를 Energy expenditure를 이용하여 평가할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. Energy expenditure는 체중, 성별 등과 같은 작업자 관련 변수와 중량물의 무게, 들어 올리는 높이, 빈도수 등과 같은 작업환경 관련 변수를 이용하여 최대 산소소비량을 예측하는 방법이다. 본 연구에서 제안하는 작업자 및 작업환경 관련 변수를 자동 측정하는 시스템은 초음파 거리측정 센서와 깔창 형태의 센서를 이용하여 구성하였다. 이를 통해 남성(6명), 여성(6명)을 대상으로 20kg의 중량물을 들고 내리는 동작에서 발생하는 Energy expenditure 값을 산출하였고, 산소소비량 측정 장비를 통해 획득된 최대 산소소비량($VO_2$)과 비교하여 검증하였다. 여성을 대상으로 한 Energy expenditure 값과 최대 산소소비량 간 상관관계는 0.984로 나타났으며, 남성의 경우에는 0.998로 높은 상관관계를 보였다. 이와 같은 에너지 대사율 평가시스템은 연속적이고 반복적인 실제 농작업 자세 부하를 동적인 상태에서 평가할 수 있을 뿐 만 아니라 산소소비량 측정기와 같은 추가적인 장비가 필요하지 않아 현장 적용성이 뛰어 날 것으로 기대된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권6호
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• pp.153-172
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• 2018

화물차량의 과적은 도로 포장의 파손 및 교량 등 도로구조물의 파괴, 대형 교통사고 발생 등의 주요한 원인 중 하나로서 오랜 시간동안 도로 교통 분야에서 중요한 연구분야였다. 본 연구에서는 과적 문제 해결을 위해 급속도로 발전하는 IT 및 빅데이터 활용기술을 접목하여 화물차량의 과적운행패턴 분석 및 차체부착중량계중시스템를 활용한 과적예방 효과를 분석하였다. 이를 위해 기존 화물차량과적 관련 문헌 조사와 상용 차체부착중량계중시스템 기술 조사를 진행하였으며, 과적적발 정보 분석을 통해서 대표적인 과적차량의 유형을 선정하였다. 과적유형에 맞는 차량을 10대 선정, 차체부착중량계중시스템을 설치함으로써 화물차량의 정보를 실시간으로 모니터링하여 연구 데이터를 수집하였다. 화물차량의 축중량과 총중량 데이터는 상하차 작업횟수 대비 과적비율 등으로 분석하였으며, 차체부착중량계중시스템 유무에 따른 그 변화추이를 확인하여 차체부착중량계중시스템 적용의 과적예방효과를 확인할 수 있었다. 다만, 시험차량 표본수가 전체를 대표할 수 있을 정도로 충분하지 못하기 때문에 향후 확대 시험을 통해서 추가적인 연구가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.229-235
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• 2007

관개나 수분수지 규명을 위한 기본적인 자료는 토양수분 함량이다. 그러나, 포장상태에서의 토양수분 함량은 직접 측정하는 것이 쉽지 않기 때문에 많은 경우 건조기를 이용한 중량수분 함량측정 방법을 이용하거나 토양수분 포텐셜 측정용인 텐시오미터를 이용한 토양수분의 에너지 특성을 관개에 활용하는 것이 현실이었다. 중량수분 함량은 시료를 채취해서 건조하기 때문에 시료채취 당시의 토양수분 함량을 아는 것이 어렵고, 토양수분 포텐셜은 에너지를 측정하는 것이기 때문에 이 역시 토양의 수분함량을 얻는 것이 불가능 하다. 따라서, 최근에 이런 측정상의 어려움을 극복하기 위해 여러 나라에서 포장에서의 토양수분 함량을 직접 측정하는 다양한 센서를 개발하고 있고 있다. 그 중 몇 가지는 현재 우리나라에 공급되고 있는데, 가격 등의 문제로 별로 알려져 있지는 않다. 센서는 현장에서 수분함량을 파악할 수 있는 장점이 있기 때문에 관개에 직접 적용이 가능하며 자동화시설이나 수분수지 모형 산정에도 활용할 수 있다. 본 시험은 우리나라에 소개되어 있는 몇 가지의 토양수분 측정용 센서를 현장에서 코어를 이용해 측정한 용적수분 함량과 비교하여 센서의 정확도나 이용 가능성을 검정하고자 하였다. 코어를 이용해 실측한 토양 용적수분 함량과 비교하고자 7종의 센서를 선택해 실험에 이용하였다. 가격이 비싼 것으로 알려진 TDR 형태의 센서가 2종이었으며, 나머지 5종은 FDR 형태의 센서였다. TDR 센서는 Soilmoisture사에서 제작한 MiniTrase와 Imko 사의 Trime이고, FDR은 Sentek사에서 개발한 EasyAG, EnviroSCAN과 Delta-T사에서 제작한 PR-1과 WET-2 및 Decagon사에서 제작한 $ECH_2O$ 센서였다. 실헙방법은 본량사양토인 포장에서 건조한 상태인 시험구와 물이 포화된 시험구를 만들어 놓고, 그곳에서 센서 종류별로, 측정 깊이별로 토양의 용적수분 함량을 측정하고, 센서로 측정한 위치 바로 옆에서 코어를 이용해 토양시료를 채취하고 이를 건조기에 건조해 용적수분 함량을 측정하였다. 비교결과 TDR인 MiniTrase가 결정계수$(r^2)$가 0.964이고 표준오차(SE)가 0.01로 좋은 결과를 보여줬고 WET-2가 $r^2$와 SE가 0.932와 0.013이였으며 EasyAG는 0.877과 0.0211, EnviroSCAN은 0.803과 0.0259의 값을 보였다. 일반적으로 토양수분 함량 측정오차가 1% 미만인 센서가 정확한 수분함량 해석을 유도할 것이지만 위의 센서 중 MiniTrase를 비롯한 4개의 센서 정도가 토양의 수분 함량을 측정하는데 유용할 것이라는 결론을 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.421-422
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• 2019

본 논문에서는 산업현장에서 안전사고 빈도가 높은 지게차 전복에 대비하여 적재중량을 측정하기 위해 적용할 수 있는 strain gauge 센서 모듈구현 결과를 제시한다. 센서 모듈은 strain gauge, LNA, LPF 및 ADC로 구성하였으며, 센서의 측량정밀도와 내구성을 높이기 위해 4개의 센서가 각각 4개의 anchor bolt에 삽입되는 구조로 제작하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제19권6호
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• pp.74-87
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• 2020

과적차량은 도로 주행환경의 안전을 위협하고 도로구조물의 수명단축에 직접적인 영향을 주는 주요 원인이다. 자중계는 화물차량에 탑재하여 중량을 측정할 수 있는 유일한 장비로, 운전자는 스스로 과적상태를 확인하고 운행 전 상차 시 적재중량을 조절하여 과적을 사전에 예방할 수 있다. 본 연구에서는 과적 적재물 중 골재 및 토사가 전체의 36.55%로 주요 과적적재물로 나타나 이를 주로 운송하는 30대의 건설폐기물 수집·운반차량을 선정하였으며, 자중계의 시범설치 및 원격 모니터링을 수행하여 운행데이터를 수집하였다. 운전자에게 중량을 인지할 수 있는 중량표시 앱을 배포하기 전 1달과 배포한 후 1달 동안 운행데이터를 비교하여 과적 예방효과를 분석하였다. 자중계로부터 제공받은 적재중량을 인지함으로써 과적운행이 6.1%가 감소한 것을 확인하였으며, 운송량을 극대화하면서 단속을 우려하여 원거리로 우회 주행을 할 필요가 없어 운송거리와 시간이 줄어 운송 효율이 높아진 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.1131-1134
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• 2017

본 연구는 차동 용량형 섬유 압력 센서를 개발하고, 이를 깔창에 부착하여 보행 측정에 응용하는 것을 목적으로 한다. 차동 용량형 섬유 압력 센서는 3장의 전도성 섬유 사이에 2장의 절연체를 위치시키는 형태로, $5cm{\times}5cm{\times}0.23cm$ (가로 ${\times}$ 세로 ${\times}$ 두께) 크기로 제작하였다. 커패시턴스를 측정하기 위해 커패시턴스-디지털 변환칩(AD7152), ATMega328로 구성된 시스템을 제작하였고 PC로 데이터를 전송하여 모니터링을 수행하였다. 센서의 힘-커패시턴스 변화 특성 평가를 위해 센서에 가하는 중량을 65 kg 까지 5 kg 씩 증가시켜 가며 커패시턴스 변화를 측정하였다. 실험 결과, 무게에 따라 커패시턴스가 증가하는 것을 확인하였다. 보행 측정 가능성을 평가하기 위해 센서를 깔창에 부착한 후 보행 신호를 측정하였으며, 그 결과 보행에 따라 센서의 커패시턴스 값이 변화하는 것을 확인하였다. 이로부터 제작한 차동용량형 섬유 센서는 보행 측정에 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다.