공작기계와 측정기기류는 산업현장에서 점점 그 수요가 증대되고 있다. 초기 단순한 기능위주의 기계의 선택, 사용으로부터 고정도, 소형, 경량화, 다기능화의 세계적 추세에 비추어 볼 때, 측 정기기류와 공작기계에 있어서의 고정밀도 기술은 점점 그 수요가 증대되고 있다. 특히 현재 사용 또는 제작중인 기계의 정밀도를 측정하여 체계적으로 진단, 관리하는 정밀측정기술은 그 중의 핵심기술로서, 전통적으로 선진국의 산업현장에서 내려오는 현장기술이든 측정기술의 중 요성이 본격적으로 대두된 것은 선진국에서도 비교적 최근의 일이다. 최근 컴퓨터의 발달에 힘 입어, 종래의 측정기술들을 적용함에 있어서 측정자체의 온라인화, 측정해석의 정확성이 이루어 지게 되었다. 이 글에서는 현장 및 하계에서 정밀측정기술에 대해서 관심을 가진 분들을 위해서 공작기계 및 측정기기의 정밀도를 측정하는 방법 등을 소개하고, 또한 이와 관련하여 포항공대 정밀측정실에서 개발 또는 개발중인 측정방법 등과 측정의 컴퓨터화 등에 대해서 간략히 소개 하도록 한다.
본고는 안테나 측정기술을 포함한 무선전파 측정기술의 최근 연구개발 방향을 어떠한 관점에서 바라보아야 하는지에 대해 거시적인 입장에서 분석을 시도하였다. 미래 무선통신 방송기술을 포함한 각종 무선 ICT 개발방향과 그 연구개발 방향을 보다 효율적으로 진행하기 위한 측정기술의 개발 위치를 살펴보고자 한다. 거시적인 입장에서 분석된 내용이며, 미래의 연구개발을 위해 어느 방향으로 측정기술이 개발되어야 하는지에 대한 무선전파에 걸친 산업육성 차원에서 전략적인 방안을 살펴보고자 한다.
진공기술은 발생기술, 측정기술 및 응용기술로 대별할 수 있겠다. 응용기술은 그 범위가 너무 넓고 그 분야에 따라 나름대로의 별도 기술이나 기존기술이 필요하므로 여기서 다루기는 불가능하다. 그러나 어느 응용분야이건 중요한 관건은 진공자체이므로 발생기술과 측정기술에 대해서만 간단히 소개한다.
국내 EMI/EMC연구는 이제 태동기에 접어들고 있다고 생각된다. 이 연구는 크게 측정과 대책에 관한 연구로 구분될 수 있을 것이나, 두 분야가 상호보완적으로 접근되어야만 보다 효과적으로 연구를 수행할 수 있으리라 여겨진다. EMI/EMC 측정기술과 측정표준에 관련된 분야만 하더라도, 매우 넓은 범위의 다양한 대상이 있기 때문에 제한된 지면으로는 시각과 다른 각도에서 보는 경우도 많이 있으리라 생각된다. 아무튼 EMI/EMC 측정기술의 이해에 조금이나마 도움이되었으면 하는 바램이다. 끝으로 국내 EMI/EMC 측정기술의 향상과 국내적인 측정 신뢰도를 확보하기 위해서 미국립표준기술원(NIST)에서 시행하고 있는 프로그램을 소개하고자 한다.
측정기술과 자동화기술은 그 시대의 정밀가공 및 설계기술과 같은 수준에서 진보되고 있고 컴 퓨터 응용기술, 전자 . 반도체 응용기술, 신소재 기술에 힘입어 급속도로 발전하고 있다. 이글에서 소개된 길이 및 형상 측정 관련 각종 센서류, 자동측정장비도 최근 현장에서 널리 활용되고 있 지만, 생산, 제조, 개발, 시험 등 사용분야를 명확히 하여야 측정의 자동화 수준을 명확히 결정할 수 있으며 분해능 . 정밀도와 같은 측정 수준을 구체화하여야만 적합한 측정시스템을 선정할 수 있을 것이다.
산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.
전세계의 국가 규격들은 GLOBALIZATION 또는 HARMONIZATION의 경향으로 점차 단일화 의 추세로 변해가고 있으나, 측정에 있어서만은 그 나라의 규격해석 및 측정기술에 따라 상호 DEVIATION 을 갖고 있으면서, 측정 DATA의 상호 재현 및 합치가 이루어지지 않은 것은 국가간 또는 시험 기관간의 상호기술교류 및 상호인증제도가 미흡한 까닭이라고 얘기할 수 있다. 한정된 지면을 통해서 각 국가 규격의 측정법을 세밀히 분석하는 것은 거의 어려운 관계로 측정기술의 기본 원리에 촛점을 두어 실제 측정시 도움이 되었으면 하는 바램으로 전개해 볼까 한다.
본 논문에서는 의도성 기기에 대한 전자파 간섭을 규제하는 방법인 전도성 전력, 안테나 이득, ERP/EIRP에 대해 소개하고, 국내 무선설비규격이 제대로 정착하기 위해 사전에 선행되어야 하는 측정 표준화 기반 기술을 소개하고자 한다. 여기서 기반 기술이라함은 국내 무선설비 규격 혹은 전파법 시행령에 대한 제도 개선이 이루어질 때, 측정기술이 지원될 수 있도록 측정 표준 권고(안)을 도출하는 것에 대한 기술 범위로 국한한다. 즉 국내의 규제에 대한 올바른 제도개선이 이루어지기 위해서는 시급히 측정방법, 측정시설 조건, 측정환경 등에 대한 표준 측정 권고(안)이 작성되어야 하는데, 과연 국내 현실을 감안하여 시급히 이루어져야 할 사항이 무엇인지를 살펴보고자 하는 것이다.
레이저 계측기술의 일반적인 장점인 비접촉방식에 의한 측정 가능, 측정의 정밀 정확도 향상, 높은 검지도 등의 장점으로 연소현상을 진단하기 위하여 여러 가지 레이저 게측지술이 사용되고 있다. 레이저를 이용한 연소진단 기술 중 가장 널리 사용되고 있는 CARS, 레이저 형광유도 기술, 축퇴사광파 혼합기술에 대한 연구를 수행하였다. CARS 기술은 관련 측정기술과 실제 화염의 구조를 분석하는 응용연구를 하였으며, 산업적인 응용을 위한 장비를개발하였다. 그리고, 레이저 형광 유도 기술을 적용하여 화염 내부에서의 OH 농도를 측정하였다. 최근 활발히 연구되고 있는 축퇴사광파 혼합기술을 이용한 연소기체 진단법을 연구하기 위하여, 분광기를 구성하고 화염 내에서 OH 농도를 측정하여 레이저 유도형광법으로 측정한 결과와 비교 하여 서로 일치하는 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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