• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권9호
• /
• pp.815-820
• /
• 2016

탄성중합체와 흑연입자의 복합재는 전기 전도성 유연 소재로써, 대변형률 측정센서의 감지소자 제작에 적합하다. 본 연구에서는 기계적 연성이 우수한 탄성중합체인 polydimethylsiloxane(PDMS)와 전기 전도도가 높은 박리 후 파쇄된 흑연(expoliated and fragmented graphite, EFG)을 혼합하여 새로운 전기 전도성 유연 소재를 합성한 후 이를 이용하여 측정대상물의 변형률을 50% 이상까지 측정할 수 있는 고감도 연성 센서를 개발한다. 먼저, 천연 흑연가루를 전자레인지로 팽창시킨 후 초음파분쇄로 파쇄시켜 EFG를 준비한 후 PDMS와 혼합하여 전기 전도성 유연 소재를 준비한다. 1, 2 및 3축 대변형률 연성 센서는 상기 복합재로 만들어진 감지소자층과 순수 PDMS로 만들어진 절연층으로 구성되며, 각층은 저압스프레이 기반의 스텐실 기법을 통해 복합재 혹은 순수 PDMS 용액을 반복적으로 적층함으로써 제작된다. 본 논문에서는 PDMS와 EFG의 혼합비가 전기 전도성 유연 복합재의 기계적 연성과 전기 전도성에 미치는 효과에 대해 집중적으로 살펴본다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.157-160
• /
• 2009

멀티 피직스 시스템은 구동을 수치적으로 해석하기 위하여 두 개 이상의 연성이 되어 있는 물리계를 고려해야하는 시스템을 일컫는다. 대표적인 예로 기계 분야에서 현재까지 많이 연구되어 왔던 열탄성(Thermal/Structure)과 유체/구조 연성(Fluid/Structure)시스템을 들 수 있다. 또한 현재 차세대 성장산업으로 많은 관심이 집중되고 있는 의료기기나 지능형 자동차와 로봇 등에서 사용되는 다양한 센서와 엑추에이터 등도 특별한 예로 들 수 있다. 특히, 한 개의 물리계 해석으로 시스템 해석이 가능한 기존의 일반적인 기계 시스템과는 달리 MEMS 등의 초소형 시스템은 시스템의 거동을 수치적으로 계산하기 위하여 여러 물리계의 연성을 고려해야 한다는 점에서 대표적인 다물리계 시스템의 예로 들 수 있다. 이렇게 우리생활에 밀접하게 쓰이고 있는 멀티 피직스 시스템은 단일 물리계 시스템과 비교하여 엔지니어의 경험에 의존하여 설계(Design)하기가 어려운 특성이 있다. 이에 이 연구 논문에서는 이런 멀티 피직스 시스템을 해석하고 최적화 하기위한 노력을 소개한다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제46권3호
• /
• pp.22-30
• /
• 2009

GPS 와 INS 통합시스템은 저가 MEMS 기술의 결과에 따라 대중적으로 널리 사용되기에 이르렀다. 그러나 저가센서에 의한 현재의 성과는 관성센서의 큰 에러 때문에 여전히 낮은 실정이다. 이것은 제한된 도시환경 안에서의 비행범위 때문에 더욱 관련이 있다. 이러한 관성센서 에러를 줄이면서 동시에 위성의 활용성을 높이기 위하여 GPS 와 저가 INS 는 연성으로 결합되어 Kalman Filter 설계를 응용하여 상호 통합되어진다. 본 논문에서는 연성으로 결합된 Kalman Filter를 이용한 GPS/INS 센서 통합을 제공한다. 우리는 또한 경로의 기하학에 의해 또는 그 목적시간 위치 따라 수학적으로 설명하는 ZH45C 궤도장치에 의한 산출된 기준 Wander Azimuth Strapdown Mechanization의 시뮬레이터 결과를 비교하여 검증하다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
• /
• pp.253-256
• /
• 2000

본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 2001

정전기력을 이용하는 마이크로가속도계 센서는 단결성 실리콘 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼의 기판에 절전재료 적층과 등방성 및 이방성 부식공정으로 제작한다. 마이크로가속도 센서 개발에는 3차원 미소구조체의 제작공정에서 가열 및 냉각공정의 온도구배로 야기되는 포핑업과 같은 열변형 해석이 최적 형상설계에 중요한 요건이다. 본 연구에서는 양자역학적 현상인 턴널링전류 원리로 승용차 에어백의 검침부 역할을 하는 마이크로가속도 센서의 제조공정에서 소착현상을 방지하는 부가 비임과 턴널갭의 FIB 절단가공과 백금 적층공정의 열적 거동을 해석한다. 마이크로머시닝 공정에서 온도의존성을 고려하여 연성해석하고 유한요소법의 상용코드인 MARC K6.1로 분석한 결과를 단결정 실리콘 웨이퍼로 가공하는 마이크로가속도 센서의 최적공정 및 형상설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제24권9호
• /
• pp.695-705
• /
• 2014

In this paper, two types of techniques for the prediction of radiated sound pressure due to vibration of a structure are investigated. The prediction performance using wave-number sensing technique is compared to that of conventional prediction method, such as Rayleigh's integral method, for the prediction of far-field radiated sound pressure. For a coupled plate, wave-number components are predicted by the vibration response of plate and the prediction performance of far-field sound is verified. In addition, the applicability of distributed sensors that are not allowable to Rayleigh's integral method is considered and these can replace point sensors. Experimental implementation verified the prediction accuracy of far-field sound radiation by the wave-number sensing technique. Prediction results from the technique are as good as those of Rayleigh's integral method and with distributed sensors, more reduced computation time is expected. To predict the radiated sound by the efficient configuration of structural sensors, composed(synthesized) mode considering sound power contribution is determined and from this size and location of sensors are chosen. Four types of sensor configuration are suggested, simulated and compared.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.299-306
• /
• 2016

본 논문에서는 센서 네트워크를 이용하여 의사의 동작을 흉내 낼 수 있는 내시경 취급로봇의 형상 예측방법이 제안된다. 3축 지자기계와 3축 가속도 계로 이루어진 단위센서가 CAN버스 통신을 통하여 네트워크를 구성한다. 각각의 센서 유니트는 연성 튜브로 만들어진 로봇의 길이방향 위에 있는 점들의 각들을 검출하는 데 사용된다. 센서 네트워크로부터 수신된 신호들은 Butterworth lowpass filter를 이용하여 필터링 된다. 여기서 우리는 노이즈 제거를 위하여 버터워쓰 필터를 설계하였다. 최종적으로 로패스 필터에 의하여 노이즈가 걸러진 신호들을 처리하여 Euler 각이 추출된다. 이 Euler 각을 이용하여 sensor network 상에 있는 각 센서의 위치가 추정된다. 우리는 로봇 바디가 링크와 관절들로 구성되어 있다고 가정한다. 그러면 각 센서의 위치는 각 링크의 중심에 부착되어 있는 것으로 가정할 수 있다. Euler 각과 kinematics chain model로부터 링크의 위치를 결정할 수 있다. 각 링크를 매끈하게 연결할 수 있도록 하기 위해 각 센서의 위치사이에 보간이 수행되어 최종적으로 작동 중에 있는 내시경의 최종형상이 얻어진다. 실험 결과는 제시된 센서 네트워크에서 추정된 Euler angle과 kinematic chain model을 이용하여 추정된 serial link의 형상으로부터 내시경형상을 가시화 할 수 있음을 보여준다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
• /
• pp.352-353
• /
• 2006

가스센서용 마이크로 히터 제작에는 표연 마이크로 머시닝 또는 벌크 마이크로머시닝 기술을 이용한다. 표면 마이크로 머시닝에 의한 마이크로 히터 (MHP) 구조의 경우, 기판과 박막간의 폭이 좁기 때문에 에칭 공정 후 세정이 잘 이루어지지 않으면 열적 절연이 잘 이루어지지 않아서 히터와 센서의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 표면 마이크로 머시닝 기술에 의한 가스 센서용 마이크로 히터를 제작한다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 성분으로 하며, $100{\mu}m\;{\times}\;100{\mu}m$의 면적과 350 nm 의 두께를 갖는 가스 센서용 마이크로 히터를 제작하였다. 이를 위하여 ANSYS를 통한 유한요소해석에 의한 열분포 해석으로 최적구조를 확인하였다. 센서로의 열 전달 효율을 높이기 위해 센서 박막은 히터 위에 적층하였다. 실리콘 표면과 마이크로 히터와의 간격은 에칭 공정을 통하여 $2{\mu}m$로 하였으며, 이 공간에서는 에칭 및 세정 후에 이물질이 깨끗이 세정되지 않고 남아 있거나, 습식 공정 중에 수분의 장력에 의한 열전연성이 나빠질 수 있는 등 단점이 있다. 이는 건식 등방성 에칭 공정을 통하여 해결하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
• /
• pp.460-463
• /
• 2015

이 논문에서는 질병, 발정, 분만, 스트레스 등 이상상황에서의 가축 행동 및 생체 특성을 분석하고, 상황인식을 위한 무선센서 네트워크를 제안한다. 제안한 시스템에서는 다양한 센서를 이용하여 가축 운동량, 위치, 충격량, 고도, 가속도 체온 정보를 수집하여, 활동량, 군집도, 승가여부, 체온 등의 특성 정보로 가공되어 상황인식에 활용한다. 무선센서 네트워크는 전류소모량이 많은 축사환경정보 수집센서는 유선 통신으로 구현하고, 가축 행동 및 생체정보 센서는 저전력 통신이 가능하도록 설계하여 목걸이형 기구물 교체주기를 최대화하였다. 또한, 제안한 무선센서 네트워크는 가축의 이상상황 인식에 필요한 다양한 정보를 수집할 수 있어, 효율적인 가축관리를 통한 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.61-70
• /
• 2008

본 논문에서는 멤스 기술의 하나인 연성 인쇄 회로 기판을 이용하여 임의의 형태로 변형이 가능한 초고주파 멤스 송신기를 제안하였다. 연성 인쇄 회로 기판은 그 무게가 가볍고 두께가 얇아 경량 소형화 모듈을 만드는데 유리한 장점이 있다. 또한, 연성 인쇄 회로 기판은 종이와 같이 유연한 특성을 가지고 있어 평면이 아닌 임의의 곡면 등에 실장할 수 있는 장정을 가지고 있다. 본 논문에서는 근거리 센서 네트워크 구성을 위한 직교 주파수 분할 다중 전송 방식을 위한 선형 무선 송신기를 설계 제작하였다. 송신 모듈의 능동 회로는 전력효율이 높고 선형성이 우수하여 전력 증폭기에 많이 사용되고 있는 InGaP/GaAs HBT 공정을 사용하여 설계 및 제작하였으며, 매칭 회로 및 필터 등의 수동 회로는 연성 인쇄 회로 기판에 직접 집적화 하여 제작하였다. 제작된 멤스 송신기는 EVM 특성을 통하여 시스템 성능을 분석하였다.