• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2597-2600
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• 2003

본 논문은 소형화, 저가, 저 소비 전력의 특성을 가지는 전자기력을 이용한 실린더형 진동 자이로의 기존의 기계적 모델링이 실제 자이로스코프의 특성과 부합하지 않음을 개선하기 위해 전자기적 해석을 포함하여 기존의 기계적 모델링보다 성능을 향상시켰다. 전자기적 해석은 실린더의 진동 운동에 인해 실린더 내부에 발생된 기전력 성분 측정과 자이로스코프의 전기적 해석이다. 기전력 성분은 자이로 센싱 저항이 실린더 유무에 따른 전압 값 변화로 확인하였다. 전자기적 해석을 포함한 제안된 모델링을 통해 이론적인 자이로스코프의 특성이 실제 자이로스코프 특성에 부합되고 기존 모델링 특성보다 우수함을 비교를 통해 입증하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.337-341
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• 2008

본 논문에서는 핀형 진동촉각 디스플레이 장치와 자이로스코프 칩을 이용한 진동 촉각 공간 마우스를 제시한다. 이 마우스는 자이로스코프 칩을 이용하여 공중에서 동작하는 공간마우스에 본 연구실에서 자체 제작한 진동촉각 디스플레이 모듈을 통합하여 위치 입력과 진동 촉각 출력이 동시에 가능한 새로운 형식의 인터페이스 장치이다. 최근 진동촉각 디스플레이의 소형화, 저전력 소모 방향으로의 발전으로 인해 마우스나 모바일 장치 등 소형 임베디드 환경에서도 사용이 가능하게 되었다. 또한 MEMS 기술로 인한 자이로스코프나 센서 기술의 발전으로 인해 이젠 마우스 같은 소형화 제품에도 소형 자이로스코프 칩을 이용하여 평면 환경이 아닌 공간상에서 사용 가능한 마우스를 제작할 수 있게 되었다. 이 진동 촉각 마우스는 자이로스코프 칩을 이용하여 손의 동작을 인식하고 그 데이터를 블루투스 통신을 통해 PC에 전달하여 포인터를 이동시킨다. 또한 마우스와 손가락의 접촉 부위에는 $2\;{\times}\;3$의 핀형 진동촉각 디스플레이 장치가 장착되어 PC 어플리케이션 상에서 포인터 위치에 따른 흑백 이미지 정보를 제공하거나 문자를 점자로 출력시켜 주는 등 진동 촉각을 통한 정보 전달을 가능하게 해준다.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2001

기존의 진동형 마이크고 자이로스코프는 고감도화를 이루기 위해 구동 모드와 검출 모드를 동조시킬 필요성이 있었다. 본 연구에서는 고유하게 조율된 두 개의 공진 모드를 갖는 광진기를 이용하여 자가동조 특성을 갖는 마이크로 자이로스프로의 응용에 대한 타당성을 검증한다. 진동하는 두 축에 대해 대칭의 구조를 가지는 2자유도 수평 공진기가 모드 동조의 필요성을 최소화하는 자이로스코프로의 응용을 위해 소개된다. 자이로스코프의 적용을 고려한 동역학적 모델이 도출되고 이는 제조된 마이크로 자이로스코프와 실험을 통해 비교 검증 된다. 마이크로 자이로스코프의 구조체는 산화막 위의 폴리실리콘 박막으로 구성되어 간단한 2마스크 공정으로 제조 가능하다. 자가동조 특성을 갖는 진동형 자이로스코프로서의 타당성이 해석 결과와 실험을 통해 검증되었다. 8개의 실험 시편에 대해서 구동 및 검출 모드의 공진 주파수를 측정했을 때, 구동 및 검출 모드의 공진 주파수에 대한 표준편차가 각각 1232Hz와 1214HZ인데 반해 비동조 주파수의 평균값은 91.75Hz를 나타내 우수한 자가동조 특성을 보였다. 샘플 중 최소 비동조 주파수는 68Hz였고 이때의 감도는 $0.034mV/sec/^{\circ}$로 측정되어 공정의 불균일성이 개선되면 녹은 감도를 구현학 수 있는 자이로스코프로서의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 소음진동
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• 제11권6호
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• pp.675-683
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• 2001

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.438-445
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• 2019

본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에서 발생하는 G-민감도 오차를 관성센서 오차 모델에 정의하고, 이를 분석하여 오차 성분을 추출하는 기법을 제안한다. 일반적으로 MEMS기반 자이로스코프는 스프링과 관성질량체를 갖는 진동형 방식으로 개발된다. 따라서 구조적으로 고기동 환경에서 인가되는 가속도에 비례하는 G-민감도 오차 특성을 갖게 된다. 이러한 G-민감도 오차는 외부에서 높은 가속도가 인가되지 않는 민수분야에서는 무시할 정도로 작다. 하지만 전술급 성능의 MEMS 관성측정기가 고가속 환경에서 외란과 가속도에 의해 G-민감도 오차가 발생하게 되면 항체의 유도조종을 위한 항법장치 성능에 큰 영향을 미치게 되므로 오차 분석과 보상은 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에 발생하는 G-민감도 오차를 분석하고 정의하여 관성센서 오차모델에 적용한다. 새로 정의된 관성센서 오차모델을 분석하여, 오차 성분을 고가속도 시험환경이 아닌 FMS 시험만으로 정확히 추출하는 방법을 제안한다. 그리고 제안한 방법으로 얻은 오차를 보상하여 고가속도 시험을 수행하고 그 결과를 분석하여 성능과 신뢰성을 검증한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 V
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• pp.2485-2488
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• 2003

본 논문에서는 DSP를 이용하여 운동하는 물체의 회전량을 측정하는 실린더형 진동 자이로스코프(이하 자이로) 제어기를 개발하였다. 진동 자이로를 구동하기 위해서는 정밀 진동제어와 신호 처리와 같은 고급 제어 기술이 필요하다. 정밀진동제어는 진동 자이로를 구동하기 위해 필요한 핵심기술로써 기존의 PLL(phase-locked loop)방식은 외부환경에 민감하여 구현이 까다로울 뿐만 아니라 자이로 개개의 고유 진동수가 다르기 때문에 대량 생산에 어려움이 있었다. 또한 자이로 출력 신호로부터 회전량을 검출하기 위해서는 진폭과 당향성 검출의 본 회로뿐만 아니라 잡음 제거와 신호 증폭, 온도 보상과 같은 전처리 과정도 필요하다. 본 논문에서는 DSP를 통해 정밀 진동제어와 잡음 제거, 방향성 검출 등의 기능들을 구현하였으며 증폭과 진폭(회전량) 검출은 아날로그 회로를 이용하였다. 또 한 외부와의 인터페이스를 위해 D/A 회로를 설계하였고 이들을 실험을 통해 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2022-2024
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• 2003

본 논문에서는 진동형 마이크로 자이로스코프를 위한 폐루프 제어기를 설계하였으며 실험을 통하여 설계된 제어기의 성능을 검증하였다. 일반적으로 진동형 자이로스코프를 동작시키기 위해서는 구동축과 검출축의 공진 모드가 일치되도륵 설계를 하며 높은 감도를 얻기 위해서는 이 두 모드의 Q값이 클수록 유리하다. 하지만 이러한 개루프 상에서 동작 하에서는 대역폭과 선형성 등의 성능에 제약을 가져오게 되며 이를 개선하기 위해 폐루프 제어기가 필요하다. 본 논문에서는 진공도에 따른 Q값의 변화와 이에 따른 제어기의 성능을 분석하였으며 실험 결과로부터 설계된 제어기가 만족할만한 성능의 개선을 가져옴을 확인하였다.

• 소음진동
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• 제11권1호
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• pp.132-140
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• 2001

The vibratory gyroscope can effectively measure the angular velocity as the oscillating and position-sensing mode are exactly tuned. The veering Phenomenon impedes the exact tuning, which is caused by the mode coupling of two modes. In this paper, the gyroscope's structure with two frames is introduced to minimize the veering phenomenon that destabilizes the tuning process of oscillating and position-sensing mode. Experimental results show that the Proposed structure can achieve the mode intersection without veering phenomenon.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.946-969
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• 2003

Vibration analysis for a coupled MEMS gyroscope design is presented in this paper. MEMS gyroscopes have shown that slight mistuning in fabricated process often leads to significant difference of vibration characteristics between expected and real designs. The difference frequently affects the MEMS gyroscope design in a negative way. As long as the coupling between excited and sensed motions exists, such difference occurs inevitably. In this paper, dimensionless parameters that govern the vibration characteristics of coupled MEMS gyroscope are identified and the effects of the parameters on the vibration characteristics are investigated for the design of the MEMS gyroscope.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권8호
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• pp.655-660
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• 2004

Vibration analysis for a coupled MEMS gyroscope design is presented in this paper. Slight mistuning in fabricated MEMS gyroscopes often leads to significant difference of vibration characteristics between expected and real designs. This difference frequently results in a negative effect to the MEMS gyroscope performance. As long as the coupling between excited and sensed motions exists, such difference inevitably occurs. In this paper, dimensionless parameters that govern the vibration characteristics of coupled MEMS gyroscope are identified and the effects of the parameters on the vibration characteristics are investigated.