• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.120-124
• /
• 2003

This paper describes a MEMS-based micro-fluxgate magnetic sensing element using Ni$\_$0.8/Fe$\_$0.2/ film formed by electroplating. The micro-fluxgate magnetic sensor composed of a thin film magnetic core and micro-structure solenoids for the pick-up and the excitation coils, is developed by using MEMS technologies in order to take advantage of low-cost, small size and lower power consumption in the fabrication. A copper with 20${\mu}$m width and 3${\mu}$m thickness is electroplated on Cr (300${\AA}$) / Au (1500${\AA}$) films for the pick-up (42turn) and the excitation (24turn) coils. In order to improve the sensitivity of the sensing element, we designed the magnetic core into a rectangular-ring shape to reduce the magnetic flux leakage. An electroplated permalloy film with the thickness of 3${\mu}$m is obtained under 2000 gauss to induce magnetic anisotropy. The magnetic core has the high DC effective permeability of ~1,100 and coercive field of ~0.1 Oe. The fabricated sensing element using rectangular-ring shaped magnetic film has the sensitivity of about 150 V/T at the excitation frequency of 2 MHz and the excitation voltage of 4.4 V$\_$p p/. The power consumption is estimated to be 50mW.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
• /
• 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.251-255
• /
• 2003

In this paper, we have a fluxgate sensor with ferrite core. Thought sensor is consist of one excitation coil and two pick-up coil, and A lock-in amplifier circuity is designed for Signal processing of picking up 2nd harmonics from pick-up coils. Excitation coils is turned by 20 turns, and pick-up coil for picking up harmonics is turned by 40 turns eachother. It convert 2nd harmonics to DC output voltage. Measured output voltage and sensitivity, direction of sensor about out side magnetic field, and also sensor output properties about excitation frequency and current.

• 센서학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.67-76
• /
• 2002

본 연구에서는 페라이트 링 코어를 이용한 2차원 fluxgate 센서를 제안하였으며, 본 fluxgate 센서 시스템은 2차원 자장을 측정할 수 있는 센서와 그 센서를 구동하기 위한 구동회로, 그리고 신호처리회로 등으로 구성하였다. 신호 검출 방법으로는 우수고조파 성분 검출을 위해 PSD(phase sensitivity detector) 회로를 사용하였으며, 기존의 제 2고조파 검출법과 비교하기 위해서 pick-up 코일 출력전압의 제 2고조파 성분을 FFT 스펙트럼 분석기를 사용하여 측정하였고, 이렇게 측정된 제 2고조파 성분의 전압과 PSD 단의 출력전압을 비교하였다. 그 결과 여자전류의 증가에 따라 센서의 출력전압도 증가하였으며, 구동주파수에 따른 PSD 단의 출력전압은 주파수가 1.5[kHz]일 때까지는 증가하였지만, 그 이상의 주파수에서는 감소함을 보였다. 그리고 pick-up 코일의 제 2고조파 성분의 전압은 계속 증가함을 보였다. 센서의 최대감도는 구동주파수 1.5 [kHz], 구동전류 2 [App]에서 최대값을 보였으며 감도는 약 1580 [V/T]였다. 센서의 비선형계수는 3 [G] 이내에서 제 2고조파 성분의 전압인 경우 약 1 [%]이내였으며, PSD 단 이후는 약 2.3 [%]이내였다. 그리고 각도오차는 약 ${\pm}2$ [%/FS]이내였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.19-23
• /
• 2002

본 논문은 인쇄회로 기판 (PCB)에 내장된 마이크로 플럭스게이트 자기센서 (micro fluxgate magnetic sensor)에 대한 것으로써, 센서의 제작과 폐자로 형성에 따른 자계 검출 특성 변화에 관한 것이다. 이를 위해 연자성 코아를 사각링 형태와 두개의 바 (bar)형태로 각각 구현하였다. 제작을 위해 모두 5층의 기판을 적층하였으며, 가운데 (3번째) 기판을 자성체 코아로, 자성체 코아 외부 (2번째와 4번째) 기판을 여자코일로, 최외부 (1번째와 5번째) 기판을 검출코일로 제작하였다. 연자성 코아로는 약 100,000의 큰 DC 투자율 (permeability)을 갖는 코발트 (Co)가 주성분인 아몰퍼스 재료를 사용하였으며, 여자코일과 검출코일은 구리를 사용하였다. 제작된 자기센서는 여자조건이 360 KHz, $3V_{p-p}$의 구형파일 경우에 사각링 형태의 연자성 코아를 갖는 자기센서에서는 540V/T로 매우 우수한 감도를 보이고 있으며, -100 $\mu$T~＋100 $\mu$T 영역에서 매우 우수한 선형특성을 보이고 있다. 자기 센서의 크기는 $7.3 \times 5.7\textrm{mm}^2$ 이며, 소비전력은 약 8 mW이다. 이런 초소형 자기센서는 휴대용 navigation 시스템, telematics, VR 게임기 등 다양한 응용분야에 적용할 수 있다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제31권7호
• /
• pp.673-680
• /
• 2010

교량 등 대규모 토목 구조물의 깊은 기초로 빈번하게 사용되는 강관말뚝은 상부 하중을 하부의 견고한 기초지반에 전달하여 구조물을 안전하게 지지하는 역할을 한다. 이러한 강관말뚝은 지중에 시공되므로 상세 시공정보가 없는 기존 말뚝기초의 깊이를 추후에 파악하기란 쉽지 않은 일이다. 그러나 기존 구조물의 보강공사 또는 신규 공사시 인접한 기존 구조물의 안정성 확보를 위해 기 시공된 말뚝의 깊이를 사전에 파악하는 문제는 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 토목공사현장에서 흔히 사용되는 강관말뚝의 특성을 고려하여 강관말뚝의 깊이와 위치 등의 정보를 시추공 플럭스게이트 3성분 자력계를 통해 알아낼 수 있는지를 조사하였다. 이전 연구들은 말뚝기초의 깊이를 자력값의 수직성분의 측정으로 효과적으로 알아낼 수 있음을 보였으며 이를 현장자료에 적용하여서 그 적용성을 입증한 바 있으나, 본 논문에서는 시추공 3성분 자력계를 효과적으로 이용한다면 깊이에 대한 정보뿐 아니라 위치에 대한 정보까지도 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국자기학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.200-203
• /
• 2012

원통형 페라이트 코어와 검출 코일을 이용하여서 직교형 플럭스게이트 센서를 제작하고, 구동주파수가 출력 감도에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 외부 자계에 대한 플럭스게이트 센서의 출력은 코어의 단면적, 권선수, 구동주파수 등에 비례한다. 따라서, 센서를 소형화시키면서 출력(감도)를 저하시키는 것을 방지하기 위해서는 구동주파수를 높이는 것이 필요하다. 그러나, 구동주파수는 자성체 코어의 주파수특성, 구동회로의 성능, 검출 코일의 주파수특성 등 다양한 요인으로 제한 된다. 본 연구에서는 원통형 페라이트 코어와 검출 코일을 이용하여 제작한 직교형 플럭스게이트 센서에 있어서 센서 출력의 주파수특성과 검출 코일의 인덕턴스와 캐패시턴스를 측정하여서 상호 연관성에 대해서 살펴보았다. 그 결과 외부 자계에 대한 센서의 출력은 검출 코일의 임피던스에 의존한다는 것을 알 수 있었고, 검출 코일의 LC공진주파수에서 높은 출력(감도)을 얻을 수 있었다.

• 한국자기학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.94-97
• /
• 2013

본 연구에서는 원통형 페라이트 코어와 페라이트코어를 관통하는 구리선, 그리고 검출 코일을 이용하여서 직교형 플럭스게이트 센서를 제작하고, 직류 바이어스 전류가 출력 감도에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 제작한 직교형 플럭스게이트 센서의 출력 및 감도는 구동주파수에 의존하였으며, 이는 검출코일 임피던스의 주파수특성이 나타내는 경향과 유사하였다. 직류 바이어스 전류가 교류 구동전류의 크기에 비해서 대략 50% 이상일 때 출력감도가 최대가 되었으며, 그 보다 큰 직류 바이어스 전류에 의해서는 출력감도가 포화되는 경향을 나타내었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
• /
• pp.40.1-40.1
• /
• 2010

한국천문연구원 우주과학연구본부 태양우주환경연구그룹은 일본 Tierra Tecnica사의 RFP-523C Overhauser Proton 자력계와 MISYS-09 삼축 MI 자력계를 2009년 11월에 보현산천문대 태양망원경동에 구축하였다. 한국천문연구원은 이미 2007년 11월에 RFP-523C Fluxgate 자력계를 보현산천문대 태양망원경동에 구축하여 K 지수 산출 등의 우주환경예 경보 연구에 활용하고 있다. Fluxgate 자력계는 지자기 3축 성분의 변화량을 측정하는 장비이고 이번에 설치한 Overhauser Proton 자력계는 지자기의 총 자기장을 측정하는 장비이다. 삼축 MI 자력계는 지자기장의wave를 측정하는 장비이다. 기존에 설치한 Fluxgate 자력계와 새로 설치한 Proton 자력계, 삼축 MI 자력계를 연계하여 운용할 경우 우주환경에 의한 지자기장 변화량의 측정 정밀도가 향상되고 지자기장을 효율적으로 관측할 수 있다. 보현산천문대에 구축한 각각의 자력계가 측정한 지자기 자료들은 S-FTP와 Socket 통신을 이용하여 대전에 있는 한국천문연구원 태양우주환경연구그룹의 데이터 서버로 실시간으로 전송되어 저장되고 있다. 데이터 서버로 전송된 지자기 측정 자료들은 한국천문연구원 우주환경감시실에서 모니터링하고 있다.

• 한국자기학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.17-21
• /
• 2009

코발트계 아몰퍼스와이어와 검출코일을 이용하여서 제작한 직교 플럭스게이트 센서에 있어서 구동주파수와 입력전류가 센서의 출력특성에 미치는 영향을 조사하였다. 구동전류가 0.3 A까지 증가함에 따라서 센서의 출력전압은 증가하는 경향을 나타내었으나, 그 이상의 구동전류에 대하여서는 출력전압의 증가율이 둔감하게 되었고 0.6 A 이상의 구동전류에 대하여서는 출력전압이 감소하는 경향을 나타내었다. 센서의 구동주파수를 1.3 MHz까지 높임으로써 출력전압을 높일 수 있었으나, 그 이상의 구동주파수에서는 출력전압이 감소하는 것을 알 수 있었다. 1.3MHz의 구동주파수에 대하여 출력전압은 3.8 V였으며, 1 MHz의 구동주파수에 대하여서는 1.32 V였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제23권3호
• /
• pp.208-214
• /
• 2020

본 연구에서는 플럭스게이트(fluxgate) 센서를 탑재한 드론 자력탐사 시스템 시작품(proto-type)을 개발하였다. 시스템의 하드웨어는 플럭스게이트 자력센서, 관성측정장치(inertial measurement unit, IMU), GPS, 통신 모듈로 구성되어 있다. 또한 측정된 자료를 지상제어시스템(ground control system, GCS)으로 실시간 전송하는 모니터링 소프트웨어를 개발하였다. 측정된 자력값은 띠통과 필터(notch filter)와 대역통과필터(band-pass filter)를 거쳐서 최종적으로 1Hz 데이터로 저장된다. 본 시스템 검증을 위해 자성체 반응을 확인하는 예비 실험이 먼저 수행되었고, 이후 철광산 두 곳에서 현장 실증을 실시하였다. 현장 실증으로 경기도 포천과 강원도 정선 지역에서 자체 개발한 드론 자력탐사 시스템과 한국지질자원연구원(KIGAM)이 제작한 무인비행선 자력탐사 시스템 결과와 비교하였다. 그 결과 예비 실험과 현장 실증을 통해 본 시스템은 야외 항공 자력탐사에 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다. 향후 양질의 항공자력탐사 자료 획득을 위해 잡음을 최소화하는 필터 기능 및 기구 성능을 고도화하는 연구가 요구된다.