An impeller identification technique that is essential for adding viscosity measurement functions to overhead stirrers is presented in this study. Previous studies have revealed that using magnets facing the same poles arranged in a row can aid in distinguishing the types of impellers by detecting the number of magnets in a non-contact manner. However, as these previous studies measured the magnetic fields using analog Hall sensors, a converting circuit for the digital signals is required that can interface with the MCU. In this study, it was demonstrated that the number of magnets can be distinguished without using a separate conversion circuit by using a Hall sensor with a digital output. Owing to the unique hysteresis characteristics of digital Hall sensors, it was confirmed through experiments that the complex and diverse outputs appear depending on the direction of the magnetic field, the arrangement of magnetic poles, and the moving direction of the magnet. The measurement of the magnetic field showed that an edge signal equal to the number of magnets inserted into the impeller was detected when the radial direction was used, and the south pole was first approached.
본 논문은 CMOS 자기센서(hall Sensor)의 오프셋 및 1/f 잡음 제거기술 기반 고선형 자기센서 신호처리장치를 제안한다. 제안하는 자기센서는 자계(magnetic Field)를 감지하여 자계의 변화량에 따른 홀 전압(hall Voltage)을 출력하는 홀 플레이트(hall Plate)와 홀 플레이트 출력 신호의 오프셋과 1/f 잡음 제거 및 디지털화를 위한 자기센서 신호처리시스템으로 구성된다. 자기센서 신호처리 시스템은 스피닝 전류 바이어싱(spinning current biasing)을 통해 자기신호로부터 오프셋과 1/f잡음 성분을 분리하고, 초퍼 및 증폭기를 통해 자기신호를 100 kHz 주파수 대역으로 변조한다. 60 kHz 차단주파수를 갖는 고역통과필터(highpass filter)를 사용하여 오프셋 및 1/f 잡음을 제거한뒤 ADC(analog to digital converter)를 통해 자기신호만을 디지털 변조한다. 증폭기 및 고역통과필터 출력은 자기신호 -53.9 dBm @ 100 kHz, 잡음성부은 -101.3 dBm @ 10 kHz이다. 최종적으로 ADC를 통과한 자기센서 출력은 -5.0 dBm @ 100 kHz이고, 오프셋 및 1/f 잡음은 -55.0 dBm @ 10 kHz이다.
U-city 등에서 원격 디지털 수도 검침 시스템의 수요가 증가하고 있다. 디지털 수도 미터는 센서의 종류에 따라 다양한데 홀센서를 사용한 방식은 정밀도가 높다는 장점이 있으나 기존의 알고리즘은 전력소모가 큰 것이 단점이다. 본 논문에서는 정밀도를 유지하면서 저전력 소모를 추구하는 센싱 알고리즘을 제시한다. 우리의 방식은 물의 사용 여부를 정밀도는 떨어지나 전력소모가 작은 홀센서를 이용하여 센싱하는 것이다. 물이 사용되기 시작하면 정밀도가 높은 홀 센서를 사용하여 사용량을 계측한다. 우리의 알고리즘이 기존의 방식보다 전력소모를 2배 가량 줄일 수 있음을 분석을 통하여 보였다.
기존의 1구 홀센서 방식의 수도 검침기는 역류 감지와 저속 흐름 감지가 어렵고 대기상태에서 전력 소모가 발생하는 등의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 3개의 홀센서를 $120^{\circ}$간격으로 배치해 유량의 흐름을 감지하고 유량의 방향을 검출하여 국가 기술 표준 작동연한 (8년)을 충족하는 역류 검출기능을 갖는 무선 디지털 원격 수도 검침기를 제안한다. 제안하는 검침기의 동작 알고리듬은 3개의 홀센서가 유량의 속도에 상관없이 동작하며 오차없이 유량을 카운트 하도록 구성하며 홀센서에 이벤트 발생 시 RF 모듈을 통해 지정한 주파수로 수도 검침기의 ID, 현재 시간 그리고 카운트 값을 중계기 또는 중앙 관제센터에 보내고 대기모드에서 전력이 소비되지 않게 한다.
연약지반 계측에 있어, 원거리 측량에 의한 지표침하 측정 및 수동 방식의 층별침하 측정 방식을 탈피하고 기존 자동 침하 계측기술의 한계를 극복하고자, 디지털 홀센서를 이용한 자력감지 시스템 및 원위치 지반침하 자동 계측시스템을 개발하였다. 본 연구를 통한 개발 시스템은 지표침하와 다수 층별침하를 NX 규격의 단일 시추공내에서 동시에 측정할 수 있다. 개발 시스템의 실제 연약지반 개량현장 적용 및 기존 수동계측 결과와의 비교, 분석을 통해 그 기술검증 및 안정성을 확인할 수 있었다.
자기테이프를 사용하는 대부분의 경량무인운반차들(AGCs)은 디지털 자기유도센서를 사용한다. 디지털 자기유도센서는 On/Off 타입으로 자기테이프의 위치측정 정밀도가 10~50 mm의 오차를 가진다. 또한 경량무인운반차에 설치된 모터의 자기장이나 주변 환경의 외부 자기장, 지자기 등으로 인하여 정확한 위치를 추정하기 힘들다. 이러한 오차로 인하여 경량무인운반차의 주행 시에 잦은 흔들림이 발생하게 되고, 정도가 심할 경우 이탈현상이 발생하게 된다. 따라서 본 논문은 양극성 아날로그 자기유도센서에 퍼지 추론 시스템의 적용을 제안한다. 퍼지는 다른 알고리즘에 비하여 내고장성과 불확실성에 강인하고, 실시간 작동에 유리하며, 비선형시스템에 사용하기 적합하다. 선행과제에서 제작한 양극성 아날로그 자기유도센서로 threshold를 두어 디지털 자기유도센서를 형성하고, 이를 이용하여 자석위치 값을 계산한다. On으로 인식된 아날로그 Hall sensor의 출력을 이용하여 퍼지 추론 시스템을 설계하고, 그 출력으로 디지털출력 값을 개선한다. 실험 결과, 제안된 방법이 기존의 자기유도센서보다 성능이 향상된 것을 확인하였다.
The linear encoder used in the BLAC driving circuit consists usually analog type sensor, and need signal transform from analog sinusoidal to digital one for application in the PWM algorithm that is used to control motor current. When the motor is driven in low speed, it is required many operations and higher quality DSP to convert the hole sensor signal to digital one with enough resolution. In this paper, the another method to convert that signal with enough resolution without calculation of sine function is proposed. This is very simple and have high resolution even if the motor is driving in low speed. To verify the proposed method, BLAC motor is used, and it is proved that the motor is tracking well the reference step signal in the low speed as well as in the high one.
This paper proposes a new position compensation method for misaligned Hall-effect sensors of BLDCM(Brushless DC Motor). If the Hall-effect sensors are installed at wrong position, the exact rotor position cannot be obtained. Therefore, when the BLDCM is controlled with this wrong position, the torque ripple can be increased and the average torque also decreases. The back-EMF of BLDCM can be obtained by using the voltage equation and by multiplying the back-EMF constant and rotor speed. At a constant speed, the estimated back-EMF by using the multiplication of the back-EMF constant and rotor speed is constant, but the estimated back-EMF from the voltage equation decreases at the commutation point because the line-to-line back-EMF of two conducting phases is start to decrease at this point. Therefore, by using the difference between these two estimated back-EMFs, the commutation point of the phase current can be determined and position compensation can be carried out. The proposed position correction method doesn't require additional hardware circuit and can be easily implemented. The validity of the proposed position compensation method is verified through several experiments.
A novel nondestructive testing (NDT) system, which is able to detect a crack with high speed and high spatial resolution, is urgently required for inspecting small cracks on express train wheels. This paper proposes a high speed scan type magnetic camera, which uses the multiple amplifying circuits and the crack indicating pulse output system. The linearly integrated Hall sensors are arrayed in parallel, and the Hall voltages from each sensor in the scanning direction are obtained and amplified. High-speed NDT can be achieved by using the exclusive analog-digital converter and micro-processor because the ${\partial}\;V_H/\;{\partial}$ x value, which provides the most important crack information, can be obtained by buffering and calculating. The effectiveness of the novel method was verified by examine using cracks on the wheel specimen model.
This paper describes the speed control system of an induction type ac servomotor drive on the vector control basis of slip frequency and constant secondary flux control for a quick torque response. The system is composed of a digital controller using a SCB-V50 microprocessor and a PWM inverter with power MOSFETs for high speed switching. And, for the measurement of actual instantaneous currents, MDCS A070-051 hall sensors are employed. The rising time of step responce by this system through the test of a 600[W] ac servomotor is 30[ms]. Overall experimental result shows that the drive performance of the system is similar to that of a separately excited armature current control of a dc motior.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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