• 센서학회지
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• 제28권1호
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• pp.58-63
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• 2019

This research aims at designing a diaphragm made of SUS316L stainless steel for ultra high pressure sensors and evaluating its performance with a PZT driven deformation tester instead of high pressure chamber testing up to 100 MPa. Finite element method analysis indicates that the optimum thickness of a flat diaphragm is 1.5 mm not only to secure safety of sensors up to 100 MPa but also to enhance displacement measuring sensitivity. For this thickness, the maximum displacement at the center of the diaphragm is $5.3{\mu}m$. The PZT actuator must offer a force of 1,669 N to create a pressure of 100 MPa at the diaphragm surface in order to obtain a displacement of $5.3{\mu}m$. The performance evaluation by the PZT driven tester demonstrates nearly the same results as the same results as the sensors tested in the ultra high pressure chamber.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.315-318
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• 2007

Non-Destructive Health Monitoring using PZT sensors is a major concern and has great significance for research about NDT (Non-Destructive Test). In this paper, we study about the guided wave measurement method using PZT sensors to find cracks and estimate locations. Two aluminum beams bonded with PZT sensors were tested for estimating about the guided wave propagation characteristics and shape of each beam are decided in terms of analytical purpose. NI Signal Acquisition Device and specially designed LabVIEW VI program were used for data acquisition and analysis. The measured data were progressed by using a high-pass filtering.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권5호
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• pp.390-396
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• 2014

본 연구에서는 압전소자를 이용한 철도차량용 스마트 좌석 기술에 대한 적용성을 검토하였다. 이를 위해 스마트 좌석 기술에 대한 개념을 정립하였고, 실제 철도차량용 좌석을 단순화한 축소 모형을 제작하여 압전소자를 적용한 후 스마트 좌석의 기능에 대한 시뮬레이션 시험을 수행하였다. 시험을 통해, 본 연구에서 제안한 실시간 착석 확인 및 도착알림기능이 포함된 압전소자기반 스마트 좌석 시스템의 실현 가능성을 검증하였다. 본 연구 결과는 향후 실용화를 통해 검토 업무 효율화를 통한 고소철도 서비스의 질적 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제48권5호
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• pp.354-360
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• 1999

PCN-PZT piezoelectric acceleration sensors of annular shear mode voltage type were fabricated and their characteristics have been investigated. Field tests are also carried out. To avoid noise problems from the environmental conditions, acceleration sensors employed solid state micro-electronics for pre-amplifier. The calibration procedures based on the principle of the comparison method were adopted for investigating the characteristics of fabricated acceleration sensors. The voltage sensitivity and resonant frequency of fabricated acceleration sensors were 83mv/g, 23kHz, respectively. The lower and upper frequency limit were 4Hz and 9kHz, respectively. The variation of the voltage sensitivity showed 10% at $-406{\circ}C\; and\; 9%\; at\; 121^{\circ}C$ compared to that of reference temperature at $40^{\circ}C$.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.603-606
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• 2006

We present a study on the development of a practical and quantitative technique for the assessment of the structural health condition with using piezoceramic(PZT) sensors. The electro-impedance-based technique with the PZT patches is very sensitive for evaluation of the incipient and small damage in a high frequency range, and however the commonly traditional modal analysis method is effective only for considerably larger damages in low frequency range. The paper presents the technique in detecting and characterizing real-time damage on the specimen that is an aluminum plate fastened with bolts and nuts by different torques and as well a plate with a crack. By using the special arrangement of the PZT sensors, the required longitudinal wave is generated through the specimen. A large number of experiments are conducted and the different conditions of the specimens, i.e. the location and extent of loosening bolts, and the plate with a crack are simulated. respectively. Since fixing and loosening the loosened bolt is controlled by a torque wrench, we can control exactly the experiment of the different torques. Compared with the simulated healthy condition, we can find whether or not there is a damage in the specimen with using an impedance analyzer with the PZT sensors. Several indices are discussed and used for assessing the different simulated damages. As for the location of bolt loosening, the RMSD is found to be the most appropriate index for numerical assessment and as well the RMSD shows strongly linear relationship for assessing the extent of the bolt loosening, and the frequency peak shift ${\Delta}F$ is used to assess the cracked plate. The possibility of repeatability of the pristine condition signatures is also presented and the appropriate frequency range and interval are uniquely selected through large numbers of experiments.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.35-41
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• 2006

구조물의 모니터링과 손상 및 진동예측에 많은 센서들이 사용되고 있으며, 압전소자 및 변형게이지는 재료 및 구조물의 손상에 사용되고 있다. 그러나 진동에 대한 실험은 미진한 실정이다. 압전소자는 구조물의 변형되었을 때 로드셀의 경우에서처럼 작용되는 외력을 전기적인 신호로 바꾸어주는 센서이다. 이를 이용하여, 철근 콘크리트 판에서 진동예측을 압전소자의 전압변화로 사용하였다. 본 연구는 판에서 압전소자를 사용하여 진동을 예측하기 위한 기초적 연구이다.

• 센서학회지
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• 제10권3호
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• pp.173-179
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• 2001

현재 사용되어지는 반도체형 압력센서에는 압저항형과 용량형이 있다. 특히 반도체 마이크로 압력센서는 크기도 작고 신호처리회로를 동일칩 위에 집적화 할 수 있어 많은 관심을 모아왔다. 그러나 이러한 형태의 센서들은 제조공정이 복잡해서 생산성이 낮다. 기존의 센서들이 가지는 단점들을 극복하기 위해 새로운 형태의 FET형 압력센서(PSFET : pressure sensitive field effect transistor)를 제안하고 그 동작특성을 조사하였다. 압력 감지 물질은 PZT(Pb(Zr,Ti)$O_3$)를 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 MOSFET의 게이트 절연막 위에 PZT 압전 박막을 증착하였다. PZT의 안정적 상태인 perovskite 구조를 형성하기 위하여 PbO 분위기에서 열처리하는 기법을 도입하였다. 제작된 PSFET의 감도는 0.38 mV/mmHg이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.477-485
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• 2010

다양한 모니터링 센서는 구조물의 손상측정과 예측에 많이 사용되고 있다. 광섬유센서, 압전소자(PZT) 센서, MEMS(Micro Electro Mechanical System)센서 등의 스마트 센서는 기존 센서를 대체하여 많은 분야에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 PZT센서를 실험체에 부착한 후 충격하중을 가하여 PZT센서의 출력 전압의 특성을 이용하여 실험체의 손상을 예측하고자 하였다. PZT센서를 이용한 보 이음부의 손상실험에서는 $H-400{\times}200{\times}8{\times}13$ 철골을 이용하여 단순보를 제작하고 중앙에 볼트 이음을 하였으며, PZT센서의 민감도 측정을 위해 기존 가속도계의 가속도값과 PZT센서의 전압값의 FFT 결과를 비교하였다. 또한 이음부의 볼트풀림을 이용하여 단순보의 손상을 가정하고 손상계측실험도 병행하였다. 철골 플레이트 보의 손상계측 실험에서는 $PL600{\times}65{\times}5.8$로 단순보 실험체를 제작하여 세 곳에 손상을 주어 충격하중 실험을 하였다. 손상의 정도는 쇠톱을 이용하여 보 단면의 양쪽에 6~42 mm로 절단하였다. FFT를 사용하여 손상의 유무에 따른 고유진동수의 비(${\omega}_c/{\omega}$)를 구하여 손상을 파악하였고 모드에 따른 손상의 위치와 정도를 파악하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.722-725
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• 2014

The spatial focusing of time reversal Lamb waves on a plate has attracted considerable attention for identifying the location of an input source. This study investigates the spatial focusing performance on a plate with respect to the number of piezoelectric (PZT) sensors for varying locations of input sources. In particular, a small number of PZT sensors produce spatial focusing through the virtual sensor effect due to reflection of Lamb waves at plate edges. The spatial focusing performance with respect to the number of PZT sensors is quantified in terms of signal to noise ratio through numerical simulation and its implication is discussed.

• 센서학회지
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• 제29권1호
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• pp.45-50
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• 2020

Magnetoelectric (ME) composites were designed using the PMN-PZT single crystal and Ni foils; the properties and magnetic-field sensitivities of ME composites with different piezoelectric vibration modes (i.e., 31, 32, and 36 modes that depend on the crystal orientation of the single crystal) were compared. In the off-resonance condition, the ME coupling properties of the ME composites with the 32 and 36 piezoelectric vibration modes were better than those of the ME composites with the 31 piezoelectric vibration mode. However, in the resonance condition, the ME coupling properties of the ME composites were almost similar, irrespective of the piezoelectric vibration mode. Additionally, in the off-resonance condition (at 1 kHz), the magnetic-field sensitivity of the ME composites with the 36 piezoelectric vibration mode was up to 2 nT and those of the ME composites with the 31 and 32 piezoelectric vibration modes were up to 5 nT. These magnetic-field sensitivities are similar to those offered by conventional high-sensitivity magnetic-field sensors; the potential of the proposed sensor to replace costly and bulky high-sensitivity magnetic field sensors is significant.