In this paper, Passive Telemerty RF Sensor System using Unscented Kalman Filter algorithm(UKF) is proposed. General Passive Telemerty RF Sensor System means that it should be "wireless", "implantable" and "batterless". Conventional Passive Telemerty RF Sensor System adopts Integrated Circuit type, but there are defects like complexity of structure and limit of large power consumption in some cases. In order to overcome these kinds of faults, Passive Telemetry RF Sensor System based on inductive coupling principle is proposed in this paper. Because passive components R, L, C have stray parameters in the range of high frequency such as about 200[KHz] used in this paper, Passive Telemetry RF Sensor System considering stray parameters has to be derived for accurate model identification. Proposed Passive Telemetry RF Sensor System is simple because it consists of R, L and C and measures the change of environment like pressure and humidity in the type of capacitive value. This system adopted UKF algorithm for estimation of this capacitive parameter included in nonlinear system like Passive Telemetry RF Sensor System. For the purpose of obtaining learning data pairs for UKF Algorithm, Phase Difference Detector and Amplitude Detector are proposed respectively which make it possible to get amplitude and phase between input and output voltage. Finally, it is verified that capacitive parameter of proposed Passive Telemetry RF Sensor System using UKF algorithm can be estimated in noisy environment efficiently.
본 연구는 비 침습 방식으로 인체 혈당변화를 감지하여 준 마이크로파 대역의 발진 주파수 변화로 나타내는 발진기 센서를 제안하였다. 마이크로스트립 선로의 접지 면에 형성된 유도성 슬롯(inductive slot)과 생체조직 사이에 전자기적 결합을 통해 공진기로 구현되었으며, 능동회로를 연결하여 발진기를 구현하였다. 생체 조직을 가상한 팬텀 박스를 이용하였고, 3단계(0, 400, 800 mg/dL)의 혈당 농도 수준을 변화시켰을 때 공진기의 공진주파수가 상향 이동하는 것을 시뮬레이션 하였다. 시제품을 제작하여 인체 대신 돼지의 생체를 이용하여 실험한 결과, 1,100 MHz 부근에서 400 mg/dL의 혈당 농도변화 대비 약 14 MHz의 발진 주파수 천이가 관찰되어 혈당 센서에 적용할 수 있음을 확인하였다.
This paper deals with RLS algorithm using Newton-Raphson method based adaptive forgetting factor for a passive telemetry RF sensor system in order to estimate the time variant parameter to be included in RF sensor model. For this estimation with RLS algorithm, phasor typed RF sensor system modelled with inductive coupling principle is used. Instead of applying constant forgetting factor to estimate time variant parameter, the adaptive forgetting factor based on Newton-Raphson method is applied to RLS algorithm without constant forgetting factor to be determined intuitively. Finally, we provide numerical examples to evaluate the feasibility and generality of the proposed method in this paper.
In this paper, Capacitive Telemetry RF Sensor System using Recursive Least Square (RLS) algorithm was proposed. General Telemetry RF Sensor System means that it should be "wireless", "implantable" and "batterless". Conventional Telemetry RF Sensor System adopts Integrated Circuit type, but there are many defects like complexity of structure and the limitation of large power consumption in some cases. In order to overcome these disadvantages, Telemetry RF Sensor System based on inductive coupling principle was proposed in this paper. Proposed Telemetry RF Sensor System is very simple because it consists of R, L and C and measures the changes of environment like pressure and humidity in the type of capacitive value. This system adopted RLS algorithm for estimation of this capacitive parameter. For the purpose of applying RLS algorithm, proposed system was mathematically modelled with phasor method and was quasi-linearized. As two parameters such as phase and amplitude of output voltage for estimation were needed, Phase Difference Detector and Amplitude Detector were proposed respectively which were implemented using TMS320C2812 made by Texas Instrument. Finally, It is verified that the capacitance of proposed telemetry RF Sensor System using RLS algorithm can be estimated efficiently under noisy environment.
본 논문에서는 유압 실린더내의 피스톤 위치를 측정하기 위한 정전용량 센서(Capacitive Sensor) 구조를 연구하였다. 기존에 유압 실린더 내 피스톤 위치 측정을 위해 인덕티브(Inductive) 방식을 응용한 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서가 사용되고 있으며, 높은 정확도를 갖지만, 고가이며 구조적으로 복잡하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로 유압실린더 내 최적화된 구조를 바탕으로 여러 가지 비접촉 정전용량 센서 구조 방식을 연구하였다. 실험을 통하여 본 논문의 제안구조를 사용하면 유압 실린더 내 피스톤 위치측정이 가능함을 확인하였다.
In recent years, various types of partial discharge (PD) methods such as capacitive, inductive, electromagnetic, and acoustic coupling techniques have been developed for diagnosing rotating machines. An electromagnetic (EM) probe, which is an inductively coupled type of sensor, is required for detecting corona and internal discharges during off-line tests. In this study, a new technique for enhancing the measurement sensitivities for corona and internal discharge based on an EM inductive position sensor is proposed. An EM probe that winds wires around horseshoe-shaped and cylindershaped ferrites as helices is designed and optimized for the implementation of off-line PD monitoring of the stator winding of a rotating machine. The measurement system based on this design is implemented, and it is verified from the results of the experiment performed in this study that the probe provides similar performance as existing commercial products.
본 논문에서는 IoT 응용에서 사용되는 인덕티브한 센서의 인덕턴스를 측정할 수 있는 회로를 제안하였다. RL 저역 통과 필터 회로, 비교기, 전류 제어 스위치, 커패시터의 특성을 이용하여 회로를 구성하였으며, RL 저역 통과 필터 회로의 출력 전압이 기준 전압보다 큰 duration time을 통해 1nH-1H 범위 내의 인덕턴스 값을 도출 할 수 있다.
자기적 원리를 이용한 Magnetic Sensor는 자기를 전기로 변환하는 Element로서 산업분야, 대학 및 연구소 등에서 대단히 폭 넓게 사용되고 있으나 아직 국내에서 체계적으로 양산 되고 있지 않은 상태이고 제작기술 수준 역시 선진국에 비해 저조하며 Excitation Current, Excitation Frequency, 코어의 투자율 등의 변화에 의해 센서 출력에 왜곡현상이 나타나거나 부하현상이 발생하여 이 때문에 최소 측정 범위가 제한된다. 따라서 양호한 출력신호를 감지하기 위해서는 신호변환장치 의 성능이 뒷받침되어야 한다. 본 논문 에서는 유도성 근접 센서를 이용 하여 신호변환장치 회로를 설계하여 금속표면에 페인트 두께를 마이크로 단위로 검출, 측정 하는 제어 시스템을 연구하는데 그 목적을 둔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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