기본 센서와 이론

- 저항 센서 -

위의 예시들은 가변 저항으로 변위의 변화로 인한 저항의 변화를 이용한 예시이다.

 

스트레인 게이지는 일반적으로 금속 또는 반도체로 만들어져 있으며, 변형 시 발생하는 전기적인 저항의 변화를 측정함으로써 물체의 변형을 감지합니다.

스트레인 게이지는 일반적으로 물체의 표면에 부착되며, 물체에 작용하는 외부적인 힘에 의해 변형됩니다. 이 변형으로 인해 스트레인 게이지 내부의 전기적인 저항값이 변화하게 되며, 이를 전기적으로 측정하여 물체의 변형량을 파악할 수 있습니다.

G = gage factor(저항센서의 민감도)

저항 센서만을 그냥 사용 할순 없음으로 휘스톤 브릿지 회로를 구성해 저항의 변화로 전압의 변화를 아래와 같이 유도한다.

(이때 더 간단한 전압분배 회로를 쓰지 않는 이유는 변화된 전압을 op-amp를 이용해 증폭해서 신호를 검출해야 하는데

일반 전압분배 회로는 전압변화의 범위가 너무 넓어 op-amp가 saturation되기 때문이다.)

 

- 코일을 이용한 유도성 센서 -

단일 가동 코어(single displaceable)를 사용하는 가변 인덕턴스 기법

자기 코어의 움직이멩 따라 전압이 변화한다.

상호 자기 결합(mutual magnetic coupling) 정도로 변위 측정

고투자율합금 slug 이동에 의한 결합 정도로 변위 측정(LVDT)

P제외하고 모두 상수

LVDT는 Linear Variable Differential Transformer의 약어로, 선형 가변형 차동 변압기라는 뜻입니다. 이는 전기적 신호를 사용하여 선형적인 위치 측정을 수행하는 센서입니다. LVDT는 선형 위치 변화에 따라 발생하는 전기 신호의 변화를 측정하여 위치를 파악합니다.

 

용량성 센서(커패시터)

입실론 r은 사람의 피부를 건성, 지성에 따라 달라진다. 따라서 용량성 센서로 지성 건성을 파악할 수 있다.

위에 1+dx/x => 1 - dx/x 은 근사식을 이용한 것