• 센서학회지
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• 제7권2호
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• pp.90-96
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• 1998

Cross capacitor 원리를 이용하여 $1.95{\pm}0.5\;mm$ 이하의 미소변위를 비접촉으로 정확하게 측정할 수 있는 새로운 전기용량 센서를 설계 제작하였다. 전극의 구조는 센서와 측정 대상체가 각각 하나의 전극으로 작용하여야 하는 기존의 2-전극형 및 3-전극형 센서들이 지니고 있는 단점을 보완하기 위하여 2개의 전극(high, low전극)을 센서의 면에 형성한 4-전극형 센서로 제작하였다. 센서의 전극은 직경 17 mm 두께 0.7 mm인 사파이어 평행원판위에 구리를 사용하여 전극간 간격유지를 0.2 mm로 일정하게 함과 동시에 완전대칭을 이루도록 제작하였다. 따라서 이 센서는 측정대상체가 금속, 비금속에 관계없이 센서와 측정대상체와의 미소변위 및 간격을 측정 할 수가 있다. 측정범위 $1.95{\pm}0.5\;mm$에서의 correlation coefficient는 0.9987, $1.95{\pm}0.25\;mm$에서는 0.9995로 측정되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.530-535
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• 2021

본 논문에서는 전계-결합 유도-용량성(ELC; electric field-coupled inductive-capacitive) 공진기를 이용한 chipless RFID (radio frequency identification) 태그 설계 방법을 제안하였다. 공진 피크 주파수가 다른 ELC 공진기 3개와 인터디지털-커패시터(IDC; interdigital-capacitor) 구조의 소형 공진기 1개를 2×2 배열 구조로 배치하여 4-비트 chipless RFID 태그를 설계하였다. IDC 공진기의 bistatic 레이다 단면적(RCS; radar cross section)의 공진 피크 주파수는 3.125 GHz이고, ELC 공진기의 공진 피크 주파수는 커패시터 모양의 스트립의 간격을 이용하여 각각 4.225 GHz, 4.825 GHz, 5.240 GHz로 조정하였다. 공진기 사이의 간격은 1 mm이다. 제안된 4-비트 태그를 두께 0.8 mm의 50 mm×20 mm 크기의 RF-301 기판에 제작하였다. 실험 결과, 제작된 4-비트 chipless RFID 태그의 공진 피크 주파수는 3.290 GHz, 4.295 GHz, 4.835 GHz, 5.230 GHz로 -2.3% ~ 0.2% 범위의 오차를 나타내며 시뮬레이션 결과와 유사하게 측정되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권10호
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• pp.1045-1053
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• 2009

Precision stages for 6-DOF positioning, actuated by PZT stacks, which are fed back by gap sensors and guided by flexure hinges, have enlarged their application territory in micro/nano manufacturing and measurement area. The precision stages inherently have such limitations as the nonlinearity between input and output in piezoelectric stacks, feedback signal noise in precision capacitive gap sensors and low material damping in precision kinematic linkages of mechanical flexures. To surmount these limitations, the precision stage is modeled with physics-based variables, which are identified by transient response correspondence, and a gain margin calculation algorithm using the Prandtl-Ishlinskii model and describing function is newly developed to assess system performance more precisely than linear controller design schemes. Based on such analyses, a precision positioning controller is designed. Excellent positioning accuracy with rapid settlement accomplished by the controller is shown in step responses of the closed-loop system.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.181-184
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• 2001

A coplanar waveguide(CPW) on a dielectric substrate consists of a center strip conductor with semi-infinite ground planes on either side. This type of waveguide offers several advantages over microstrip line. It facilitates easy shunt as well as series mounting of active and passive devices. It eliminates the need for wraparound and via holes, and it has a low radiation loss. These, as well as several other advantages, make CPW ideally suited for microwave integrated circuit applications. However, very little information is available in the literature on models for CPW discontinuities. This lack of sufficient discontinuity models for CPW has limited the application of CPW in microwave circuit design. We presented for the characteristics of coplanar waveguide open end capacitance and series gap capacitance. Measurements by utilizing the resonance method were made and the experimental data confirmed the validity of theories. The relationships between the CPW capacitances and the physical dimensions were studied.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권10호
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• pp.203-208
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• 1999

By tilting the reference mirror of Twynman-Green interferometer having a reference mirror and a moving mirror, firinge pattern composed of bright and dark parallel lines can be obtained and the fringe pattern is shifted according to the displacement of the mowing mirror. Several studies are executed for displacement measurement by detecting the intensity of the fringe with photo-diodes having small detecting area. In this study, to improve the sensitivity and robustness, the intensity of fringe is detected by using a large-area quadratic photo-diode masked with a grating panel having four kinds of binary grating having phase-difference of 0, {\pi}$/4, {\pi}$/2, 3 {\pi}$/4. The phase of the fringe is calculated with a simple 4-buckets algorithm. A experimental result shows that standard deviation of 5.653 nm is obtained comparing with a capacitive type gap sensor having nearly 1 nm accuracy.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.35-39
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• 2005

This paper presents a method to reduce hysteresis in multilayer ceramic actuator by connecting the actuator with a capacitor in a series circuit. The change in hysteresis with respect to the capacitor was examined. $0.2Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.8Pb(Zr_{0.475}Ti_{0.525})O_3$ ceramic material was used as a piezoelectric material for the actuator. Displacement of the actuator was measured in a capacitive gap sensor measuring system. In case of inserting a capacitor in a total circuit, hysteresis became dramatically decreased, and then finally the hysteresis value can be reduced below $0.2\%$. It was found in this present study that reducing the hysteresis in the actuator is dependent upon the characteristics of the capacitor in total circuit and also operating frequency.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.178-183
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• 2002

In this paper, the capacitive sensor which can detect the continuous position of liquid is proposed. The proposed sensor make up copper rod's defect which are oxidized in liquid and float switch's defect which are tired of continuous movements. This sensor make use of what capacitance is varying due to quantity and kind of dielectric in the plane gap. The operating principle of the sensor and the amplifying methode of detecting signal and the methode of apply in computer control system are presented in this paper.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.637-642
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• 1995

For measuring the error motion of ultra-precision spindle, eliminating the geometric errors is a must. Unless it is achieved, geometric errors will be dominant in data. Here, the roundness error and alignment error between spindle and sensor are to be removed. That's because typical error range of such spindle is muchless than geometric one. A capacitive transducer of cylidricalshape was developed, which takes full advantage of the spatial-averaging effect by using large area compared tpo the geometric error. This idea was first proposed by Chapman and here it is modified for better performance with nomical gap of 50 .mu. m and with newly designed guards which encompass the respective sensor to rectify the electrical field distribution in good shape. The measurement system is made to get the orbit of Ultra-Precision Air Spindle which is supposed to have its runout under 1 .mu. m. The Calibration data of this sensor is presented and the spindle orbit from 2000rpm to 5500rpm is showed. It is quite reasonable to use this sensor in the range of 60 .mu. m with an accuracy of several tens of nm.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.506-513
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• 2015

본 논문에서는 메타물질 흡수체를 사용한 새로운 에탄올 농도 검출 센서를 제안한다. 메타물질 흡수체는 분할고리십 자공진기(SRCR: Split Ring Cross Resonator) 구조와 미세유체 채널로 구성되어 있다. SRCR 구조는 capacitive 간극 부근의 실효 유전율에 민감하게 반응하는 LC 공진을 발생시킨다. 미세유체 채널은 마이크로 리터 단위의 극미량 액체를 사용하여 유전체 기판의 실효 유전율을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서 제안한 미세유체 메타물질 흡수체는 미세유체 채널에 주입된 에탄올의 농도에 따른 전기적 특성을 감지하여 그 농도를 검출할 수 있다. 제안된 흡수체는 도파관 측정법을 사용하여 측정하였고, 미세유체 채널에 각기 다른 농도의 에탄올이 흐를 때 공진 주파수가 이동하는 것을 확인하였다. 또한, 시뮬레이션과 측정 결과 사이에 높은 일치율을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.366-372
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• 2019

본 논문에서는 불소가 함유된 상용 폴리이미드를 사용하여 빗살형 전극을 갖는 정전용량형 습도센서를 제작하고 특성 측정 및 분석을 수행하였다. 먼저 상용 폴리이미드의 성분 분석을 위해 실리콘 웨이퍼 상에 패턴닝을 하고 열처리 공정을 수행한 후 EDS 분석을 수행하였다. 분석 결과 탄소(C) 62.48 Wt%, 산소(O) 9.38 Wt% 그리고 불소(F) 성분이 평균 8.44 Wt% 포함되어있는 것을 알 수 있었다. IDT구조에 대한 설계값을 토대로 제작된 습도센서의 면적은 $1.56{\times}1.66mm^2$이며, 전극의 넓이와 전극간 폭은 동일하게 각각 $3{\mu}m$, 센서의 감도를 높이기 위해 전극 수를 166개, 길이를 1.294mm로 제작하였다. 제작된 센서에 대한 기본특성 측정 결과 감도는 24 fF/%RH, 선형 특성 < ${\pm}2.5%RH$ 그리고 히스테리시스는 < ${\pm}4%RH$로 나타났으며, 주파수 특성은 10kHz, 20kHz, 50kHz, 100kHz에서 습도변화에 따른 용량값 변화를 측정한 결과 주파수가 증가할수록 동일 습도에서 용량값은 작아지는 것을 확인할 수 있었으며 10kHz와 100kHz의 습도변화에 따른 용량값 편차는 평균 0.3pF으로 측정되었다.