• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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• pp.659-661
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• 2022

본 논문에서는 4차 산업의 제조 혁신을 위한 새로운 방안의 스마트 팩토리를 실헌하기 위한 주요 부품 중에 하나인 리니어 모션 가이드(LM 가이드)에 필요한 센싱 시스템을 제안하였다. 공장 자동화와 정밀 측의 핵심 부품인 LM 가이드를 고정밀, 고정도로 제어할 수 있는 변위 센싱 시스템의 개발이다. 기존의 광학식이나 자기식 변위 센서 기술의 한계를 극복할 수 있도록 와전류(Eddy Current) 기법을 이용하여 LC 공진기와 전도체를 LM 가이드에 장착할 수 있도록 제안하였다. 또한 와전류 센싱부에서 출력되는 미세 인덕턴스 값을 측정할 수 있도록 디지털 신호처리 기술과 컴퓨터/산술 기술을 FPGA를 이용한 HW 시스템을 제작하여 다양한 실험을 진행했다. 본 논문에서 구현한 HW 센싱 시스템을 이용함으로 LM 가이드를 실시간으로 직선 이동시킴으로 실시간으로 변위 값을 디스플레이 부로 출력되어 측정이 가능하다. 개발된 시스템은 LM 가이드의 직선 운동시 변위 값의 분해능과 응답속도 면에서 우수함이 확인됨으로 스마트 팩토리 뿐만 아니라 다양한 장비에도 적용이 가능하다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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• pp.403-405
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• 2022

본 논문에서는 4차 산업에서 필요로 하는 스마트 기기의 소형 및 저전력 부품에 사용되는 센싱 플랫폼을 제안하였다. 특히 스마트팩토리의 공장 자동화와 정밀 측정의 핵심 부품인 리니어 모션 가이드(LM Guide)를 고정밀, 고정도로 제어할 수 있는 센싱 시스템을 개발하였다. 이를 위하여 기존의 변위 센서 기법의 한계를 극복할 수 있도록 와전류(Eddy Current) 기법을 이용함으로써 LC 공진기와 전도체를 LM 가이드에 장착할 수 있도록 구현하였다. 또한 미세 인덕턴스 값을 측정할 수 있도록 디지털 신호처리 기술과 컴퓨터/산술 기술을 FPGA를 이용한 HW 시스템을 제작하여 구현함으로써 실험을 진행했다. 본 논문에서 구현한 HW 센싱 시스템을 이용하여 LM 가이드를 동작시킴으로 실시간으로 변위 값을 디스플레이 부로 출력되어 측정이 가능하고, 변위 값의 분해능과 응답속도 면에서 우수함을 확인할 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.267-270
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• 2002

The accuracy and the dynamic bandwidth are the two most important indices that an inductive position sensor is evaluated with. Eddy currents and magnetic hysteresis affect both of these performance indices. As the modulation frequency of the sensor increases to improve the dynamic bandwidth, the effects of eddy currents and hysteresis also increases, which results in the loss of accuracy. In this paper, a magnetic circuit model of the differential inductive sensor is developed. This model includes the effects of hysteresis and eddy currents. Experimental results confirm the validity of the model. The model predicts that the eddy current effects are not significant below the modulation frequency of 50kHz, as long as the lamination thickness is adequate.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권3호
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• pp.27-32
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• 2010

The OMM(On-Machine-Measurement) system has many advantages compare to conventional measurement in the way the time and cost. But, the sensor suitable to OMM system is restrictive use. Touch trigger probe sensor has long time for measurement and non-contact sensor has directional demerit. Because the long mechanical parts such as gear and lead screw for pump, injector and machine tools has big and heavy, unclamp and transferring for measurement in machining process is very difficult. This paper presents a development of ultra miniature eddy current displacement sensor with 3 axes for On-Machine-Measurement system. The accuracy of the sensor is experimentally proved in the grinding machine. In experimental results, the accuracy has under ${\pm}5\;{\mu}m$.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.41-45
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• 1996

비접촉방법데 의한 변위 측정기술은 공작물의 가공중(in-process)형상치수의 측정 또는 각종 계 측에 대한 자동화기술의 필요성이 증대됨에 따라 다양한 원리를 응용하여 발전되고 있다. 전통적인 방법으로는 가변 리럭턴스(variable reluctance)형, 와전류(eddy current)형, 콘덴서(capacitance)형 등의 전기적 센서들이 주를 이루고 있으나 최근에 들어서는 광전자기술의 발달에 힘입어 여러 광학 측정법들이 연구되어 실용화 되고 있다. 본 연구에서는 측정자동화 용도로 사용될 수있는 광삼각법에 의한 비접촉방식의 광학센서에 대한 기본 연구 결과를 서술하였다. 광삼각 비접촉 측정의 기본 원리와 측정 범위 및 분해능 관점에서의 센서 설계의 기본 방법을 제시하며 또한, 실제적인 센서의 설계 및 제작을 위해 응용될 수 있는 기본광학소자의 현 기술적 수준과 성능을 기술하였다. 최종적으로는 실제적인 센서의 설계제작 과정과 시제품의 성능 실험을 통한 응용 가능성이 검토되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.51-55
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• 1996

본 연구에서는 숫돌면의 직접관찰에 의해 적정한 드레싱 시기를 결정하는 것에 관한 연구를 수행했다. 이를 위해, 와전류센서를 숫돌주위에 설치하여 숫돌면의 눈막힘량을 비접촉식으로 직접 측정하므로서 숫돌의 상태를 검출했다. 숫돌의 재생작용에 의한 정상연삭과 눈막힘에 의한 이상연삭의 구분은 검출된 눈막힘량과 가공면 표면거칠기의 상관괘적(Relational Locus)을 통해 드레싱 시기를 결정했다. 또한 이때의 숫돌면의 상태를 레이져 변위센서를 이용해 측정하고 3차원 Topography로 표현했다. 본 논문에서는 이러한 내용들에 대한 실험적 결과들을 소개한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권8호
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• pp.50-56
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• 2005

This paper is described a development of an optical fiber displacement sensor. The optical fiber sensor using an intensity modulated measures the displacement between target and sensor. A prototype sensor is composed of a transmitting part, a receiving part and a signal processing circuit. The experiment was conducted not only the sensor performance but also factors that affect intensity. The main performance of this sensor is resolution of 0.37um and the non-linearity $0.7\%$ FS and the dynamic bandwidth of about 6.3kHz. As a result of rotation test, the prototype sensor showed an equivalent performance to a commercial eddy current sensor.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권4호
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• pp.72-78
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• 2004

In this paper, a development of an inductive position sensor is described. The sensor is similar to a radial magnetic bearing in that the sensor stator is shaped like a heteropolar magnetic bearing and is driven by a switching amplifier. A demodulation filter extracts the gap information from the switching current ripples. A prototype sensor exhibits the resolution of $0.43\mum$ and the dynamic bandwidth of about 800Hz. The dynamic performance can be improved by increasing the switching frequency. However, the eddy current effects become noticeable at high switching frequency, thus limiting the improvement of the bandwidth.

• 동력기계공학회지
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• 제15권2호
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• pp.13-18
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• 2011

This thesis is about the result of conducting a specific experiment for the development of noncontact vibration displacement sensor for measuring the spindle vibration that is used for conditional monitoring of machinery. One should be careful when using the eddy current type displacement sensor because the sensitivity of it is different according to the quality of the material. While the probe used for nondestructive inspection adopts the effect of transmitting the material by using the high frequency domain, the eddy current type displacement sensor uses the lower frequency of around 1MHz. Also, while the nondestructive probe uses the method of enhancing output by using the resonance zone, the vibration displacement sensor utilizes the stable zone by avoiding the resonance zone. Since the oscillator of the converter uses the "L" element as Probe, its characteristic changes with the variation of a relevant impedance. In other words, if the length of Probe's Cable gets extended (Impedance increase), the sensitivity declines accordingly. The effect of surrounding temperature was small, but the influence of the quality of Sensor Coil used was high. Moreover, following an experimental demonstration of the phenomenon where the sensitivity decreases as the frequency of the tested material increases from a frequency response test, the maximum frequency that could be measured was approximately 1KHz. It was noted that the degree of precision could be maintained by using the gap of the probe in the linear zone at the installation site.