• 한국자기학회지
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• 제24권4호
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• pp.123-127
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• 2014

본 연구에서는 함정을 자기소거시키는 과정에서 함정에 의한 자기장을 측정하기위한 3-축의 flux-gate 마그네토미터를 설계 제작하였다. 설계에서 고려한 사항은 자기장측정지점과 자기장 데이터를 수집하는 장치 사이의 거리가 수백미터로 멀기 때문에 입력전압의 변동이 커도 동작이 되게 전압 범위가 16~36 V까지 가능한 DC/DC 변환기를 사용하였고, 데이터의 전송은 자기장 측정값을 디지털로 변환 시킨 후 RS422통신으로 전송하게 하였다. 또한 함정을 자기소거 하는 과정에서 발생하는 ${\pm}1mT$ 자기장하에서도 0점의 변화가 ${\pm}2nT$ 이하가 되게 피측정자기장의 보상은 ${\pm}1mT$, 측정범위는 ${\pm}0.1mT$가 되게 제작을 하였다. 또한 수심 30 m에서도 동작되어야하는 조건을 고려하여 6기압 하에서 센서가 수밀이 되고 정상 작동이 되는 것을 확인 하였다. 마그네토미터의 일반특성으로는 선형도가 측정범위 ${\pm}0.1mT$에서 0.01 % 이상 이였고 센서의 노이즈는 1 Hz에서 $30pT/\sqrt{Hz}$이였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권10호
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• pp.847-852
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• 2005

본 연구에서는 선박의 항해 안전성과 정박 중인 선박의 계류 안전성 평가에 기초가 되는 선체운동 평가를 위한 다목적 계측시스템을 개발하는데 있다. 다목적 계측시스템은 선박에 탑재되어 외력에 의해 발생하는 동적 동요를 계측 및 분석하기 위해 상하, 좌우, 전후방향의 가속도량을 측정하는 3축 가속도 계측기를 포함하여, 방위 센서, 2축 경사계 및 초음파 변위계로 구성하였다. 선박의 항해 및 계류 안전성을 종합적으로 평가하기 위해서는 특정 센서를 이용, 선체운동을 실시간으로 측정하여 내항성능 평가 시스템과 항해 또는 정박 중인 선박의 상태에 관한 선박 데이터베이스 시스템을 이용하여 평가한다. 개발된 다목적 계측시스템은 해상에서의 전복사고 분석, 선박 출입항 통제, 부두에서의 하역작업 통제, 조선소에서의 내항성능 및 안전설계에 있어서도 적용이 가능하리라 본다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.69-74
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• 2005

본 연구에서는 선박의 항해 안전성과 정박 중인 선박의 계류 안전성 평가에 기초가 되는 선체운동 평가를 위한 다목적 계측시스템을 개발 하는데 있다. 다목적 계측시스템은 선박에 탑재되어 외력에 의해 발생하는 동적 동요를 계측 및 분석하기 위해 상하, 좌우, 전후방향의 가속도량을 측정하는 3축 가속도 계측기를 포함하여, 방위 센서, 2축 경사계 및 초음파 변위계로 구성하였다. 선박의 항해 및 계류 안전성을 종합적으로 평가하기 위해서는 특정 센서를 이용 선체운동을 실시간으로 측정하여 내항성능 평가 시스템과 항해 또는 정박 중인 선박의 상태에 관한 선박 데이터베이스 시스템을 이용하여 평가한다. 개발된 다목적 계측시스템은 해상에서의 전복사고 분석, 선박 출입항 통제, 부두에서의 하역작업 통제, 조선소에서의 내항성능 및 안전설계에 있어서도 적용이 가능하리라 본다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.962-971
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• 2013

본 논문은 멀티센서를 장착한 스마트의류에서 수집된 데이터를 기반으로 사용자 상황 및 행동을 추론하는 기법을 제안하고 이를 스마트폰 앱으로 구현하였다 제안된 스마트 의류는 자이로, 온도, 가속도 센서로 착용자의 건강상태와 활동 수준을 모니터링 할 수 있다. 스마트의류에 생체신호는 블루투스로 스마트폰에 전달된다. 이를 통해, 사용자는 스마트 앱에서 사용자의 상태와 활동수준에 대한 실시간 정보를 확보할 수 있다. 멀티 센서로 사용자 상황 및 행동 추론은 매우 어려우며, 외 내부 환경, 온도, 진동 등에 따라 센서의 측정값이 달라지는 잡음환경에서, 잡음을 줄이면서도 사용자 행동을 판단할 수 있는 디지털 필터와 추론 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 멀티블록필터를 적용하고, 행동인지를 위한 3축 값을 하나의 대표 값으로 처리하는 SVM을 사용하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.96-101
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• 2023

본 연구에서는, 회전하는 축계에서 무선센서 시스템 응용을 위해 에너지 하베스터(EH, energy harvester)를 제안되었다. 무선 센서 시스템(WSS)에 지속적으로 전원을 공급하기 위해 EH를 직경 20 cm의 샤프트에 설계 및 구현되었다. 로터에는 샤프트에 부착된 7개의 U자형 코어에 코일이 쌍으로 감겨 있다. 고정자는 8개의 I-코어에 부착된 8쌍의 자석으로 구성되며 외부 고정 장치에 고정되었다. EH의 발전 전력은 회전자와 고정자 사이의 공기 공극, 코일의 권수, 그리고 축의 회전속도에 따라 조사되었다. 제작된 EH는 300 rpm 및 3 mm 공기 공극에서 최대 2.87 W의 전력을 생산하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.229-232
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• 2002

This paper describes the development of robot's finger 3-axis force sensor that detects the Fx, Fy, and Fz simultaneously fur stably grasping an unknown object. In order to safely grasp an unknown object using the robot's fingers, they should detect the force of gripping direction and the force of gravity direction, and perform the force control using the detected farces. The 3-axis force sensor that detects the Fx, Fy, and Fz simultaneously should be used for accurately detecting the weight of an unknown object of gravity direction. Thus, in this paper, robot's finger for stably grasping an unknown object is developed. And, the 3-axis farce sensor that detects the Fx, Fy, and Fz simultaneously fur constructing a robot's finger is newly modeled using several parallel-plate beams, and is fabricated. Also, it is calibrated, and evaluated.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2329-2331
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• 2001

In this paper, were developed the 3 axes attitude control sensor system to control and monitoring the moving object. The proposed sensor system has been studied in Japan, America for a year ago. But it is high expensive and has a difficulty in application. To overcome these problems, proposed the 3 axes attitude control sensor system is low cost and easily applied. Proposed sensor system is equipped with the 3 gyro sensors, 2 tilt sensors and 3 MR sensors using 80C51 microprocessor for signal processing. It's output value transmit at long distance using RS232 serial communication protocol. We expect this system shall have a good performances in many applications of control and monitoring the moving object.

• 센서학회지
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• 제6권3호
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• pp.188-193
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• 1997

La 조성이 $5{\sim}15%$이고 PbO과잉인 PLT 타겟을 이용하여 MgO(100) 단결정 기판위에 고주파 마그네트론 스펏터링법으로 PLT 박막을 제조하였으며, 고온 XRD 분석을 하였다. 제조조건은 기판온도를 $580^{\circ}C$, 분위기압을 10mTorr, 고주파 전력밀도를 $1.7W/cm^{2}$ 및 $Ar/O_{2}$를 10/1로 하였을 때 PLT 박막들은 La 농도가 증가할수록 c-축 성장율과 정방정형성(c/a)이 감소하였고 확산형 상전이 특성을 나타내었다. 이러한 PLT 박막을 이용하여 초전형 적외선 센서를 제조하였으며, 이력특성과 광특성을 측정하였다. 제조된 적외선 센서는 $1.71{\mu}C/cm^{2}$ 이상의 잔류 분극도를 보였고 500 mV이상의 초전전압을 보였으며 신호대 잡음비는 10:1 이하로 낮았다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1089-1094
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• 2016

A simulation game represented the real world and situation as a video games, In the first time, this simulation game primarily applied to military practice areas and then it's applied areas were extended to strategy, flighting, racing, life areas. In this paper, we developed the driving simulator that operate the 3-axis sensor attached driver's handle which could forward/backward moving, control of direction, and transmit of gear in the virtual space. For more the realities of the situation and accuracy of the location and speed, we adopted the 3-axis sensing informations, Unreal engine4' and Blueprint.