• 제목/요약/키워드: 압전형 압력센서

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부방향 동압력을 이용한 압전형 압력센서의 교정기법 (A Dynamic Calibration Technique for Piezoelectric Sensors Using Negative Going Dynamic Pressure)

  • 김응수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.491-499
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    • 2009
  • The determination of response characteristics for pressure sensors is routinely limited to static calibration against a deadweight pressure standard. The strength of this method is that the deadweight device is a primary standard used to generate precise pressure. Its weakness lies in the assumption that the static and dynamic responses of the sensor in question are equivalent. Differences in sensor response to static and dynamic events, however, can lead to serious measurement errors. Dynamic techniques are required to calibrate pressure sensors measuring dynamic events in milliseconds. In this paper, a dynamic calibration using negative going dynamic pressure is proposed to determine dynamic pressure response for piezoelectric sensors. Sensitivity and linearity of sensor by the dynamic calibration were compared with those by the static calibration. The uncertainty of calibration results and the goodness of fit test of linear regression analysis were presented. The results show that the dynamic calibration is applicable to determine dynamic pressure response for piezoelectric sensors.

압전체 PZT 박막을 이용한 FET형 압력 센서의 제작과 그 특성 (Fabrication and Characteristics of FET-type Pressure Sensor Using Piezoelectric PZT Thin Film)

  • 김영진;이영철;권대혁;손병기
    • 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.

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압전형 압력센서의 교정기법 자동화 (An automatic calibration technique for piezoelectric pressure transducers)

  • 홍성수;최주호;유준
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.1368-1371
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    • 1996
  • This paper presents an automatic calibration technique for piezoelectric low pressure transducer, which is useful to measure a pressure within 500 psi. This system with automatic calibration function and error correction algorithm generates standard dynamic pressure for the calibration of sensor. With the compensation for the offset voltage and the pressure error, the accuracy and the usefulness of the proposed scheme is validated.

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압전형 압력센서의 교정기법 자동화 (An automatic calibration technique for piezoelectric pressure sensors)

  • 최주호;유준
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.357-362
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    • 1997
  • This paper suggests an automatic calibration technique for piezoelectric low pressure transducer measuring a pressure blow 500psi. The present calibration system embedded with error correction algorithm generates it's best you don't cut parts of wards like so dynamic pressure and compensates offset voltage and pressure error. It is shown via experimental results that the instrumentation accuracy has been improved and mean time between calibrations has been shortened.

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압전형 압력센서의 교정기법 자동화 (An Automatic Calibration Technique for Piezoelectric Pressure Transducers)

  • 홍성수;최주호
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1012-1016
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    • 1996
  • This paper presents an automatic calibration technique for piezoelectic low pressure transducer, which is useful to measure a pressure within 500 psi. This system with automatic calibration function and error correction algorithm generates standard dynamic pressure for the calibration of sensor. With the compensation for the offset voltage and the pressure error, the accuracy and the usefulness of the proposed scheme is validated.

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실리콘 다이아프램 구조에서 전단응력형 압전저항의 특성 분석 (Analysis of Shear Stress Type Piezoresistive Characteristics in Silicon Diaphragm Structure)

  • 최채형;최득성;안창회
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.55-59
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    • 2018
  • 본 연구에서는 Si/$SiO_2$/Si-sub 구조의 SDB (silicon-direct-bonding) 웨어퍼 상에 형성된 다이아프램(diaphragm)에 제조된 전단응력형 압전저항 특성을 분석하였다. 다이아프램은 MEMS (Microelectromechanical System) 기술을 이용해 형성하였다. TMAH 수용액을 이용해 웨이퍼 후면을 식각하여 형성된 다이아프램 구조는 각종 센서제작에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 다이아프램 상에 형성시킨 전단응력형 압전저항의 최적의 형상조건을 ANSYS 시뮬레이션을 통하여 찾고 실제 반도체 미세가공기술을 이용해 다이아프램 구조를 형성시키고 이에 붕소(boron)을 주입하여 형성시킨 전단응력형 압전저항의 특성을 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다. 압력감지 다이아프램은 정방형으로 제조되었다. 다이아프램의 모서리의 중심부에서 동일한 압력에 대한 최대 전단응력은 구조물이 정방형일 때 발생한다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다. 따라서 압전저항은 다이아프램의 가장자리 중앙에 위치시켰다. 제조된 전단응력형 압전저항은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였고 $2200{\mu}m{\times}2200{\mu}m$ 크기의 다이아프램에 형성된 압전저항의 감도는 $183.7{\mu}V/kPa$로 나타났으며 0~100 kPa 범위의 압력에서 1.3%FS의 선형성을 가졌으며 감도의 대칭성 또한 우수하게 나타났다.

생체신호 모니터링을 위한 CNT 기반 스페이서 직물 압력센서 구현 및 센싱 능력 평가 (Carbon-nanotube-based Spacer Fabric Pressure Sensors for Biological Signal Monitoring and the Evaluation of Sensing Capabilities)

  • 윤하영;김상운;김주용
    • 감성과학
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    • 제24권2호
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    • pp.65-74
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    • 2021
  • 최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

변형률 게이지 측정원리를 이용한 충격 하중 센서의 개발 및 암석의 동적 압열 인장 실험에 적용 (Development of the Strain Measurement-based Impact Force Sensor and Its Application to the Dynamic Brazilian Tension Test of the Rock)

  • 민경조;오세욱;;전석원;조상호
    • 화약ㆍ발파
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    • 제35권3호
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    • pp.15-20
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    • 2017
  • 발파 하중에 대한 암석의 동적 응답 특성을 획득하기 위해서는, 내충격 고감도의 충격하중센서가 필요하다. 이러한 충격 하중 센서는 석영(quartz) 하중셀, 압전소자(piezoelectric element), 변형률 게이지를 적용하여 제작되고 있으나, 석영 및 압전소자의 경우 고가이기 때문에, 충격하중가압시험과 같이 압력 센서의 손상이 빈번한 경우에는 제약이 따르게 된다. 본 연구에서는 원통형 압축셀에 변형률 게이지 측정원리를 적용한 내충격 고감도 하중센서를 개발하였다. 개발된 하중 센서는 Nonex Rock Cracker (NRC) 구동 고속충격 하중 장치를 이용한 화강암 동적 압열 인장 실험에 적용하여 동적하중이력의 측정에 적용되었다. 그 결과, NRC 구동 고속충격하중장치는 암석 강도의 중간 변형률 속도 의존성 연구에 적용 가능한 것으로 파악되었다.

In-vitro 유동장에서 진동형 폐 보조장치를 이용한 산소전달 효율의 향상 (Enhancement of Oxygen Transfer Efficiency Using Vibrating lung Assist Device in In-Vitro Fluid Flow)

  • 권대규;김기범;이삼철;정경락;이성철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1332-1335
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    • 2003
  • This paper presents the enhancement of oxygen transfer efficiency using the vibrating intravascular lung assist device (VIVLAD) in in-vitro experiments for patients having chronic respiratory problems. The test section was a cylinder duct with the inner diameter of 30 mm. The flow rate was controlled by the pump and monitored by a built-in flow meter. The vibration apparatus was composed of a piezo-vibrator, a function generator. and a power amplifier. The direction of vibration was radial to the fluid flow. Gas flow rates of up to 6 l/min through the 120-cm-Jong hollow fibers have been achieved by exciting a piezo-vibrator. The output of PVDF sensor were investigated by various frequencies in VIVLAD. The experimental results showed that VIVLAD would be enhance oxygen transfer efficiency.

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