• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제15권4호
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• pp.232-236
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• 2017

A digital vacuum pressure sensor is designed, fabricated, and characterized using a packaged MEMS analog Pirani gauge. The packaged MEMS analog Pirani gauge requires a current source to heat up a heater in the Pirani gauge. To investigate the feasibility of digitization for the analog Pirani gauge, its implementation is performed with a zero-temperature coefficient current source and microcontroller that are commercially available. The measurement results using the digital vacuum pressure sensor showed that its operating range is 0.05-760 Torr, which is the same as the measurement results of the packaged MEMS analog pressure sensor. The results confirm that it is feasible to integrate the analog Pirani gauge with a commercially available current source and microcontroller. The successful hybrid integration of the analog Pirani gauge and digital circuits is an encouraging result for monolithic integration with a precision current source and ADCs in the state of CMOS dies.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.389-394
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• 2023

근래 산업은 기계 자동화로 변화하고 있는 추세이며, 선박도 센서를 통해 기기 정보를 디지털 정보로 얻는다. 하지만 선박은 기기상태 점검을 위해 선원들이 정해진 시간마다 기관실을 순찰하며 기기들의 정보를 아날로그 게이지를 통해 확인하는데, 이는 순찰 중에 선원에게 발생할 수 있는 모든 안전 위험은 물론 시간과 기회비용 또한 소모된다. 자율이동로봇을 이용한 기관실 순찰 방법은 선원의 안전 위험은 물론 시간과 기회비용도 소모되지 않기 때문에 해결책으로 활발히 연구 중이다. 자율이동로봇을 이용한 아날로그 게이지 판독은 로봇이 게이지를 인식하기 위한 디지털화가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 이미지 처리를 이용하였다. 아날로그 게이지 이미지는 이미지 전처리를 통해 노이즈 제거 및 특징을 부각 시켰다. 이미지 전처리를 완료한 이미지는 이미지 처리를 통해 아날로그 게이지의 중심점, 지침점, 최소값 및 최대값을 검출하였다. 이 점들을 연결한 직선을 통해 최소값부터 최대값까지의 각도 및 최소값부터 지침점까지의 각도를 획득하였다. 각도는 수식을 통해 현재 아날로그 게이지가 나타내고 있는 값을 디지털화하여 나타내었다. 실험을 통해 이미지 처리를 통한 아날로그 게이지의 디지털화가 잘되어 게이지의 현재 지시값을 근사하게 나타냄을 확인할 수 있었다. 본 알고리즘을 순찰로봇에 적용한다면 기관실 순찰을 위한 선원의 안전 위험 및 시간과 기회비용까지 보전 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.912-917
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• 2006

A strain gauge weight measuring instrumentation system was designed with RF sensor network facilities. In the sensor module system data conversion and a series of signal processing were totally equipped. 16 strain gauges are incoming sensors and each output of the strain gauge was amplified and filtered for proper analog signal processing. Several measuring instrumentation OP amps and general purposed OP amps were used. 12 bits A/D converters converted analog signals to digital bits and a PIC microprocessor controlled the 16 channels of strain gauges. RF RS232 modules were used for wireless communication between the PIC microprocessor and an Ethernet host far a remote sensor monitoring system development.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.27-34
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• 2018

In this paper, we propose a new method to read the hand of analog gauges to prepare for the smart factory. In addition, we suggest a new and improved method that can apply, in general, diverse analog gauges even if their scale types and ranges are various. Many companies are making great efforts to build smart factories that increase energy efficiency and automation. Managers use a variety of equipment and tools to manage the production process at the factory. In this kind of factory, analog gauges have been often used with many equipment and tools. Analog gauges are mostly circular in shape, and most papers use circular hough transform to find the center and radius of a circle. However, when the object to be found is not of the correct circle type, it takes a long time to recognize the circle using the circular hough transform, and the center and radius of the circle can not be calculated accurately. The proposed method was tested on various circular analog gauges. As a result, we confirmed that our method is outstanding.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권6호
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• pp.410-418
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• 2023

최근 자율운항선박 관련 연구개발과 상용화가 급속하게 진행됨과 동시에 자율운항선박의 감항성 확보를 위하여 선박에 설치된 각종 장비 상태를 원격지에서 검사할 수 있는 방법 역시 연구되고 있다. 특히, 각종 장비에 부착된 아날로그 게이지의 값을 영상처리를 통해 획득할 수 있는 방법이 주요 이슈로 부각되고 있는데, 그 이유는 영상처리 기법을 이용하면 이미 설치되었거나 또는 설치 예정인 다수의 장비를 변형 또는 변경하지 않고 비접촉식으로 게이지의 값을 검출할 수 있어서 장비의 변형 또는 변경에 따른 선급의 형식승인 등이 필요하지 않은 장점이 있기 때문이다. 본 연구의 목적은 잡음이 포함된 아날로그 게이지의 영상 중에서 동적으로 변하는 지시바늘의 객체를 식별하는데 있다. 지시바늘 객체의 위치는 정확한 게이지 값의 판독에 영향을 미치는데, 게이지 값을 정확하게 판독하기 위해서는 우선하여 지시바늘 객체의 식별이 중요하다. 지시바늘 객체의 식별 작업을 위한 영상은 비상소화펌프 모형에 부착한 수압 측정용 아날로그 게이지를 이용하여 획득하였다. 획득한 영상은 가우시안 필터와 임계처리 그리고 모폴로지 연산 등을 통해서 사전처리한 후, 허프 변환을 통해서 지시바늘의 객체를 식별하였다. 실험결과, 잡음이 포함된 아날로그 게이지의 영상에서 지시바늘의 중심과 객체가 식별됨을 확인하였고, 그 결과 본 연구에 적용한 영상처리 방법이 선박에 장착된 아날로그 게이지의 객체 식별에 적용될 수 있음을 알았다. 본 연구는 자율운항선박의 원격검사를 위한 하나의 영상처리 방법으로 적용될 것으로 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권3호
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• pp.171-177
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• 2004

디지털 영상을 이용한 새로운 파고계를 연구ㆍ개발하였으며 실험실의 조파 수조를 사용하여 검증하였다. 본 연구는 비디오 동영상이 1/15초의 일정한 간격으로 영상을 촬영하는 규칙성과 아날로그 영상에서 디지털 영상으로의 변환, 그리고 큰 용량의 저장 매체를 활용하였다. 본 파고계는 수면의 움직임에 따라 동일하게 움직이는 부이를 촬영한 영상에서 그 움직임을 자동으로 추출하는 방법으로 파고 관측을 하였으며 참값과 비교 검증하였다. 차후 개선 연구를 통하여 해안에 근접한 천해역에서 파랑 관측을 하는데 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.214-220
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• 2019

산업현장에서의 안전사고 빈도가 높은 지게차 전복의 주요 원인인 과적을 방지하기 위해 개발된 앵커(anchor) 볼트 형태의 strain 게이지 센서의 초기 값 오차를 보정하는 방법을 제안하였다. Strain 게이지 센서의 초기 값 오차는 앵커 볼트의 물리적이고 기계적 오차와 환경적 문제에기인하는 것을 확인하였다. 이러한 원인들을 제조 공정에서 제거하는 것은 본 연구의 범위를 벗어나는 것이기 때문에 제반 원인들을 고려한 보정 값을 찾고, 이 보정 값으로 strain 게이지 센서부를 구성하는 ADC 모듈의 초기 값을 보정하는 방법을 적용하였다. 보정 값 도출을 위하여 선형 보간법을 채택하였다. 도출한 보정 값을 4개의 strain 게이지 센서에 적용하여 시험한 결과 4개의 센서 모두 실제 중량 값과의 차이가 5% 이내가 되는 것을 확인하였다. 아울러 초기 값 보정 전에는 센서들의 ADC 값과 적재 중량 실제 값의 상관성이 없었던 점도 동시에 해결할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.384-390
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• 2013

최근 반도체, LCD, 첨단전자산업 관련 분야의 급팽창으로 고압 액화가스 사용이 증가함에 따라 극저온 용기 및 저장탱크도 대형화되는 추세이다. 저장탱크 내의 잔존량을 측정하기 위해 기존에는 아날로그식 액면계와 압력계를 이용하고 있으나 이는 측정이 불편하고 정밀도가 부정확하여 정확한 양을 측정하기가 어렵다. 이에 본 연구에서는 차압센서를 이용하여 극저온 액화가스 저장탱크의 압력과 액면 높이를 측정하고 유선통신기능으로 PC 모니터링이 가능하도록 하며, 모바일 프린터를 연결하여 특정데이터가 출력 가능하도록 디지털식 액면측정장치를 설계한다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.38-48
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• 2014

본 논문은 Piezo Resistive Type(PRT) 압력 센서용 신호 처리 아날로그 전단부 IC 설계를 주제로 한다. 센서의 출력 전압을 개선을 하기 위해 센서의 전류를 보상하는 Gauge Factor Calibration 회로, 같은 센서와의 오차가 있더라도 적용이 가능하도록 설계한 Programmable Gain Amplifier (PGA), 클록 생성기에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 확산 스펙트럼 클록 생성기, 압력 센서의 분해능을 향상시키기 위한 10Bit ADC와 14Bit DAC 그리고 기존 아날로그 방식으로 처리하던 방식과는 달리 디지털 신호처리 방식을 이용한 Calibration Microcontroller (CMC)를 설계하였다. $0.35{\mu}m$ CMOS Process를 이용하여 설계 하였으며, 설계된 IC의 공급 전압은 5V와 3.3V의 전원 분리를 통하여 아날로그 회로는 5V를 사용하고 디지털 회로는 LDO로부터 3.3V를 공급 받도록 구성하였다. Gauge Factor Calibration 회로는 3.75uA부터 120uA까지 보상이 가능하며 PGA는 30dB부터 45dB까지 제어가 가능하고 확산 스펙트럼 클록 생성기는 2.13dB에서 -5.94dB로의 EMI를 감소시킬 수 있다. 공급전압에 대한 ASIC 보호 회로는 800mV부터 6.4V를 제외한 나머지 전압은 차단이 가능하고 14Bit DAC는 0.305mV의 해상도를 가지고 있다. 총 전류 5.32mA를 소모하고 있으며, Die 크기는 $1.94mm{\times}1.94mm$의 면적을 갖는다.

• 구강회복응용과학지
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• 제31권4호
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• pp.310-315
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• 2015

목적: 본 연구는 토크 게이지를 이용하여, 치과 기공사들이 임플란트 기공을 진행할 때 가하는 토크의 양을 측정해 분석하고, 이러한 결과가 보철물에 어떠한 결과를 미치는 알아보기 위함이다. 연구 재료 및 방법: 치과 기공사들이 임플란트 기공시 임플란트 나사에 가하는 토크를 디지털 토크 게이지를 이용하여 측정한다. 이후 기성지대주와 analog를 이용하여, 제조사의 권장 토크로 조였을 때의 길이를 통계학적으로 비교 분석하였다. 결과: 치과 기공사들의 임플란트 기공시 평균 토크는 $1.563{\pm}0.332Ncm$로 나타났으며, 제조사의 권장토크 값으로 조였을 때와 비교하면, 외부연결형의 침하량 차이는 없으나, 내부연결형의 침하량의 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P < 0.05). 결론: 치과기공실에서도 제조사의 권장토크를 이용하여 보철물 기공작업을 시행하고, 정확한 토크 게이지의 사용법을 익히면, 기공오차에 따른 임플란트의 부적합을 어느 정도 해소할 수 있을 것이라 사료된다.