일반적으로 이 함수의 측정은 원자로내에 Pile Oscillator봉이라고 칭하는 회전체를 넣어 이것에서 sinusoidal한 입력을 가할 수 있게 reactivity driving function을 얻는 것이 가장 중요한 역할을 하고 있는 관계로 이 봉의 회전속도변화(TRIGA MARK-II REACTOR 0.001-100cps, ARGONAUT REACTOR 0.01-20cps)를 매속 정확히 기록할 수 있어야 되는 것이다. 그러나 방사선으로 접근하기 어려운 원자로 근방에 있는 이 회전체의 속도측정은 원거리에서 취하여야 되는 고로 과거 사용하여온 110에서 25,000cpm을 측정할 수 있는 strobotac이나 100rpm에 대하여 2V을 발생시키는 tachometer등으로서는 어려운 문제가 되있는 것이다. 따라서 본연구에서는 이러한 점을 고려하여 binary switching circuit의 비선형적 특성의 해석과 이에 관계된 실험을 토시로한 pulse기술의 이용으로서 정밀도 0.0021에서 0.0043%를 갖는 정밀 회전속도측정기를 만들어 그 원리와 이용가치를 기술하고자 한다.
초정밀 소형공작기계는 초정밀가공분야에서 마이크로/메조 스케일 가공품의 정밀제조기술의 핵심으로 개발되어 왔다. 소형초정밀기계의 기하학적 오차는 가공품의 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 반드시 분석 및 보정되어야 한다. 기존 소형공작기계의 기하학적 오차는 주로 레이저 간섭계로 측정되었으나 한번의 설치로 모든 기하학적 오차를 측정할 수 없고 까다로운 절차를 따라야 한다. 그 대안으로써 PSD 로 구성된 측정시스템이 개발되었으나 측정가능거리가 PSD 의 유효영역에 한정되었다. 본 논문에서는 측정가능거리를 확장시키고 설치오차를 최소화하여 6-자유도 기하학적 오차를 측정하는 시스템을 제안하고 민감도 해석과 실험을 통하여 이 측정 시스템의 정확도를 증명하였다.
현대산업사회의 발달에 따라 제품의 고기능화, 고성능화, 고부가가치화의 경향이 현저하여지고 그에 따른 기계 및 전자분야의 눈부신 발전은 고정도 부품의 제작을 위한 초정밀 가공기술 및 초정밀 측정기술의 발전에 더욱 박차를 가하여 왔다. 그 중에서 정밀측정기술은, 설계정보로 주어진 Criterion에 대한 적부 판정이라는 종래의 계측개념에서 탈피하여, 제품의 종합적인 가치평가이외에도 창조과정의 중요한 역할을 담당하는 주요기술로서 개념이 자리를 굳히고 있다. 즉 물리량의 검출에 의한 적부검사 및 가동에의 Feedback 정보제공이라는 단순한 역할에서, 고도의 정보처리기술의 도입에 의한 적절한 요구사항의 처리에 의하여 기술전략, 가공 및 조립, 보수 및 관리, 설계 및 개발, 판매전략 등에 그 정보가 적극적으로 활용 되게 되었다.
레이저광의 우수한 가간섭성으로 인해서 거친표면으로 부터 확산된 광에서도 간섭현상을 볼 수가 있다, 이와 같은 레이져광의 독특한 특성으로 인해 나타나는 스페클은 광학적인 간섭계를 사용하여 광을 확산적으로 반사시키는 물체의 변형과 변위, 진동 등을 비접촉적으로 측정 할수 있게 되었다.이와같은 측정법으로써 Holography 간섭법, Speckle 간섭법, Speckle 사집법등이 있으며 비록 이러한 측정법들이 독립적으로 발전되었다 할지라도 기본적인 광학적인 배치와 함수들에 있어서는 유사한 특징을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 주로 면내변형을 측정하기위한 스페클간섭법에 있어서의 스페클 사이즈와 그에 따른 측정 한계를 확인할 것이다.
최근에 급속히 발달하고 있는 나노 기술(NT)파 생명공학 기술(BT)로 인해 미세한 영역에서의 역학적 측정이 중요시되고 있다. 질량, 힘, 온도, 압력 등의 기본적인 물리량들의 정확한 측정이 거시세계와 마찬가지로 나노 물질의 제조, 현상의 규명에 필수적인 요건이기 때문이다. 이중에서 미세 힘측정은 나노 압입 시험, 탄소나노튜브의 기계적 특성측정, MEMS 구조물의 특성평가, 근육 세포의 근력측정, DNA나 생체 분자력 측정 등 광범위하게 사용되고 있다.(중략)
이 글에서는 길이의 정밀 측정에 널리 사용되고 있는 여러 종류의 레이저 간섭계에 대하여 그 작동 원리 및 응용 예를 간략하게 살펴보았다. 아울러, 나노 영역에서의 길이 및 각도를 높은 정확도로 측정할 수 있는 X-선 간섭계의 원리 및 응용에 대하여도 간략히 기술하였는데, 이러한 X-선 간섭계를 이용한 정밀 측정기술은 앞으로도 개발의 여지가 많은 새로운 분야이며, 따라서 그 응용 범위도 점차 널리 확대되리라 예상된다.
산업의 발전으로 정밀가공기술 및 측정기술 및 측정기술의 개발에 대한 요구가 급증하고 있으며, 특히 가공전 공작물의 장착정도, 팔레트 교환 위치정도와 가공후 가공정도 및 공작기계 자체의 정도 판별은 생산품의 정밀도와 직접 관계되는 중요한 요인이기 때문에 정확히 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 공작물의 장착오차와 기계오차가 존재하는 경우 Denavit-Hartenberg 접근법에 의하여 레퍼런스에 대한 공간상 linkage의 기하학적 표현을 Matrix Multiplication을 사용하여 Cutting Tool 과 Workpiece에 대한 공간상의 관계를 규명하였으며, 가공에 미치는 체적오차를 규명하고자 한다.
한국기초과학지원연구원(www.kbsi.re.kr/upel) 초정밀가공팀(팀장.김건희)에서는 2005년부터 기존의 측정분석위주의 단순지원에서 국가적 수요에 대응하는 대형첨단연구장비의 국산화를 위한 기술개발에 역점을 두고 있다. 이를 위한 기반기술로써 초정밀 가공 및 측정 장비의 설치운영을 통한 첨단연구장비의 핵심부품을 개발하고 있다. 특히 천문관측용 적외선(IR) 광학계의 초정밀가공기술 개발을 통한 항공우주용광학계의 국산화 기술 향상에 기여하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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