• 한국분무공학회지
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• 제27권4호
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• pp.181-187
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• 2022

For carbon neutrality, direct-injection hydrogen engines are attracting attention as a future power source. It is essential to estimate the transient injection rate of hydrogen for the optimization of hydrogen injection in direct injection engines. However, conventional injection rate measurement techniques for liquid fuels based on the injection-induced fuel pressure change in a test section are difficult to be applied to gaseous fuels due to the compressibility of the gas and the sealing issue of the components. In this study, a momentum flux measurement technique is introduced to obtain the transient injection rate of gaseous fuels using a force sensor. The injection rate calculation models associated with the momentum flux measurement technique are presented first. Then, the volumetric injection rates are estimated based on the momentum flux data and the calculation models and compared with those measured by a volumetric flow rate meter. The results showed that the momentum flux measurement can detect the injection start and end timings and the transient and steady regimes of the fuel injection. However, the estimated volumetric injection rates showed a large difference from the measured injection rates. An alternative method is suggested that corrects the estimated injection rate results based on the measured mean volumetric flow rates.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.141-145
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• 2014

본 논문은 충격 센서로써 압전 페인트 센서를 사용해 구조물 건전성 모니터링을 수행하였다. 본 연구에 적용된 압전 페인트는 페인트 형태의 압전 재료로 물체에 얇게 코팅할 수 있고, 추가적인 외부 전원 필요 없이 충격 센서로 사용할 수 있다는 장점을 지닌다. 본 논문에서는 복합재 시편에 압전 페인트 센서를 네 부분으로 구분하여 도포한 후 충격 실험을 수행하였다. 압전 페인트 센서의 감도는 충격 힘에 따른 출력 전압을 측정하여 구하였고, 감도 측정과 더불어, 시편에 충격이 가해진 경우 압전 페인트 센서의 출력 신호를 비교하여 충격 위치도 추정하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.646-654
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• 2002

인간의 촉각감지 기능은 주위환경에 대한 중요한 정보를 제공하여 준다. 촉각 정보는 우리의 신체와 외부세계와의 접촉에 따른 위치 정보와 물체를 인지하고 조작하기 위한 감각적 정보 뿐 아니라 위험 여부까지 판단할 수 있는 정보를 제공해 준다. 그러나 촉각은 시각과 청각에 비해 상대적으로 덜 중요한 감각으로 인식되어져 왔으나, 가상현실과 컴퓨터 게임에 있어서는 중요한 역할을 수행할 수 있다. 촉각을 통해 플레이어가 가상 세계의 물체에게 직접 영향을 줄 수도 있고 받을 수도 있는 적극적인 인간 감각이기 때문이다. 본 논문에서는 인간의 촉각의 특성을 조사하고 이를 응용하기 위한 힘 감지 센서를 사용한 연구방법을 제시한다. 또한 실제적인 게임적용을 위하여 간단한 힘 모델링과 구조체 형식을 제안한다. 그 결과 센서 출력을 분석하여 힘의 분포, 크기, 중심을 구하고 이 정보를 응용하여 특정부위에 대한 작용, 반작용을 구현 할 수 있다. 본 결과는 컴퓨터 게임과 가상현실에서 촉각 감지와 응용을 위한 기본 자료로 활용될 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권2호
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• pp.214-221
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• 2001

This paper describes the design of 3-component force/moment sensor with the force and moment ratio of wide range. It can measure the x-direction force Fx, y-direction force Fy and z-direction moment Mz simultaneously. In order to accurately measure forces and moment using 3-component force/moment sensor, it should get suitable force and moment ratio(the ratio of force Fx=200 N and moment Mz=20 Nm is ten to one), and small interference error. In this paper, in order to design the 3-component force/moment sensor with the force and moment ratio of wide range, the procedures are performed as follow : 1) the derivation of the equations to predict the bending strains on the surfaces of the plate-beams under the force or the moments, 2) the determination of the size of the sensing elements of the force/moment sensor by using the derived equations, 3) the Finite Element Method(FEM) analysis and the characteristic test for confirming the strains from the theory analysis, 4) the selection of the attachment locations of the strain gages of each sensor, 5) the analysis of the rated strain and the interference error at the attachment location of strain gages. It reveals that the rated strains calculated from the derived equations make a good agreement with the results from the Finite Element Method analysis and the characteristic test.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.2072-2072
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• 2009

최근 연구들에서, 증강 현실(Augmented Reality; AR) 환경에서의 촉각 상호작용에 대한 가능성이 논의되었다. 비젼 기반의 트래킹을 기초로 한 증강 현실 기술은 미리 정의된 2차원 마커(marker)를 이용하여, 카메라로부터 획득된 실시간 영상 위에 가상 물체를 증강한다. 그러나, 카메라로부터 획득된 데이터는 몇몇 오차 요인들, 예를 들어 마커의 위치를 인식하는데 나타나는 오차, 카메라 안에 존재하는 센서 잡음 등으로 인해서 마커 잡음(마커를 인식하면서 나타나는 잡음)이 불가결하게 발생하게 된다. 이러한 이유로 인해서, 사용자가 한 손에는 마커를, 다른 한 손으로는 촉감 장치를 이용하여, 마커에 증강된 물체를 만질 때, 마커 잡음은 힘의 떨림(force trembling)을 발생시킨다. 심지어, 이러한 현상은 정지된 마커에 증강된, 마커가 움직이지 않는 상황에서도 발생한다. 게다가, 마커 위에 증강된 물체가 약간 빠른 속도로 이동하게 될 경우, 측정된 이동 거리는 연속적인 프레임(frame)들 간의 불연속적일 수 있다. 만약 사용자가, 대략 30Hz로 위치와 방향이 갱신되는 가상물체를 촉각적으로 상호작용하려 한다면, 계산되는 반력은 급작스런 힘의 변화를 생성하게 될 수도 있다. 이러한 현상을 극복하기 위해서, 마커 잡음을 최소화하기 위해서 정적 임계값(constant threshold)을 이용할 뿐만 아니라, 보간법을 같이 사용한 방법이 있었다. 하지만, 이러한 방법은 정적 임계값을 이용하고, 영상 프레임 갱신 속도와(video frame rate)와 촉각 프레임 갱신 속도가 일정하다는 가정을 사용하였기 때문에, 여전히 힘의 불연속적인 발생이 나타난다. 따라서, 이 논문에서는 두 가지 방법을 이용하여 증강 현실 내에서, 발생할 수 있는 힘의 불연속적인 변화를 보정하는 두 가지 방법, 잡음 제거를 위한 확장된 칼만 필터(Extend Kalman Filter)와 영상과 촉각 갱신 속도 차이에 따른 갑작스런 힘의 변화를 제거하기 위한 적응적 외삽법(Adaptive Extrapolation method)을 제안한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.147-155
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• 2009

교합력 측정과 분석은 힘의 관계를 분석하여 치아의 역학적 관계를 진단하는 방법이다. 본 연구에서는 새로운 교합력 측정 및 분석 시스템 개발의 기초 연구로써 측정 소프트웨어를 설계 및 구현하고 유용성을 평가한다. 이를 위해 교합력의 정상, 비정상을 효과적으로 측정할 수 있는 다양한 도구들을 개발하였다. 첫째, 치아에 작용하는 힘의 중심 변화를 나타내는 표지의 경로와 14개로 나뉜 치아 영역별 교합력 분포를 정량적인 수치와 함께 가시화 하였으며, 둘째, 교합력이 어느 치아의 특정한 영역으로 치우쳐서 작용하는가를 판단할 수 있도록 하기 위해 좌 우 치아 영역의 힘의 균형을 비율로 측정할 수 있는 도구를 구현하였다. 또한 0.5초 단위로 측정된 교합력의 변화를 소프트웨어 상에서 기록할 수 있도록 하였다. 센서 시트 방식의 측정 하드웨어와 연동하여 테스트한 결과, 힘의 분포와 균형을 효과적으로 확인할 수 있었다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.189-194
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• 2008

본 논문은 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 텐서그리티 구조의 실시간 모니터링을 설명하였다. 텐서그리티 구조는 케이블의 장력만으로 평형을 유지하는 구조시스템이다. 힘의 평형을 이룰 때 케이블 각 부분에 장력은 일정하다 할 수 없다. 그러므로 각 부분의 장력의 계측은 매우 중요하다. 각 부분의 케이블의 장력을 계측하는데 광섬유 브래그 격자 센서가 적합한지를 증명하기 위하여 텐서그리티 시험체를 제작하였다. 광섬유 브래그 격자 센서를 이용하여 장력을 모니터링 하는 시험을 실시하였고, 시험의 결과로 광섬유 브래그 격자 센서는 외력 작용 시에 정확한 계측을 보여주었다. 그러므로 텐서그리티 구조의 케이블에 장력을 계측할 수 있고 실시간 모니터링이 가능하다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2546-2549
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• 2002

이족 로봇(A biped robot)의 안정된 보행과 움직임을 구현하기 위해서는 정밀 센서의 접목이 필수 사항이다. 센서의 정보를 종합한 다음 보행 및 움직임에 적용함으로써 로봇은 향상된 독립성과 자율성을 가지게 되고 그로 인해 지능형 로봇에 한층 더 접근할 수 있게된다. 본 논문에서는 이족로봇의 안정된 보행을 위해 기본이 되는 자세 기울어짐을 측정할 수 있는 가속도 센서를 이용한 이족로봇의 제어 방법을 다루고자 한다. 본 논문의 로봇은 소형 R/C servo motor를 사용하여 설계, 제작 하였으며, 하드웨어 시스템은 메인 CPU로 인텔사의 80C296SA50을 사용, 가속도 측정센서로는 Analog Device 사의 Accelerometer ADXL210를 사용하였다. 이와 같이 가속도 센서를 사용한 시스템은 로봇의 자세를 측정, 판단을 가능케 하여 실시간으로 로봇의 자세를 안정되게 보정 할 수 있어 외부의 변화되는 힘에 자율적으로 대처할 수 있다. 이 때문에 더욱 안정된 지능형 이족로봇을 구현할 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.637-640
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• 2005

In this paper, we investigate the characteristics of a piezoresistive AFM cantilever in the range of $0\~30{\mu}N$ by using nano force calibrator (NFC), which consists of a high precision balance with resolution of 1 nN and 1-D fine positioning stage. Brief modeling of the cantilever is presented and then, the calibration results are shown. Tests revealed a linear relationship between the probing force and sensor output (resistance change), and the force vs. deflection. From this relationship, the force constant of the cantilever was calculated to 3.45 N/m with a standard deviation of 0.01 N/m. It shows that there is a big difference between measured and nominal spring constant of 1 N/m provided by the manufacturer s specifications.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1591-1593
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• 2004

압력센서는 몇 가지 센싱 메카니즘을 가지고 있으므로 종류가 다양하고 크기 변에서도 여러 가지가 이용되고 있다. 최근에는 센싱 부분이 작으며 제어부분도 포함되는 ASIC화된 센서 시스템이 개발되고 있다. 여기에 이용되는 대부분의 탄성물질은 힘을 받았을 때 물질 내부의 벌크에서 저항 값이 변화하는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성은 피에조 저항률(piezoresistivity)로 언급되며 스트레인 게이지의 감도에 영향을 주는 중요한 요소로 작용한다. 다이어프램으로 금속대선 세라믹을 사용하면 안정성이 우수한 특정을 가칠 수 있으며, 부식성 가스 류 및 화학성분에 대해서 내성이 강하고 환경변화에 따른 변형과 공정의 단순화 등 우수한 특성을 갖고 있는 것이 큰 장점이다. 센싱부는 산화 루세니움($RuO_2$)을 주 성분으로 하는 분말을 Paste화 하여 다이어프램 위에 스크린 프린팅을 하여 기본성능을 나타내었으며 특히, 상품화에서 중요한 일반성능에서는 온도 특성에 대한 Span 과 Offset 그리고 공정의 단순화에 대해서 고찰을 하였다.