• 제목/요약/키워드: Magnetic Field Sensors

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지자기 기반 실내 위치 추정을 위한 지자기 벡터 보정법 (Vector Calibration for Geomagnetic Field Based Indoor Localization)

  • 손원준;최린
    • 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.25-30
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    • 2019
  • 지자기 벡터는 센서가 바라보고 있는 방향에 따라 그 값이 달라지는 특성이 있다. 본 논문에서는 그런 문제를 최소화하여 지자기 기반 실내 위치 추정에 사용될 수 있도록 지자기 벡터 보정법을 제안한다. 지자기 기반 실내 위치 추정에서 사용되는 핑거프린팅 기법은 자기장 지도와 현재 위치에서의 자기장 값을 매칭하여 위치를 추정해낸다. 이때, 자기장 센서는 사용자의 이동 방향에 따라 읽어 들이는 자기장 벡터 값이 달라지기 때문에 위치 추정 정확도가 낮아진다. 이를 해결하기 위해 많은 연구들은 자기장 벡터 크기를 사용하지만, 이는 지문의 고유성을 감소시킨다. 따라서 본 논문에서는 지문의 고유성을 유지할 수 있는 자기장 벡터를 그대로 사용하되, 벡터 크기처럼 사용자의 이동방향에 영향을 받지 않도록 벡터 값을 보정하는 방법을 제안한다. 임의의 방향으로 걸어본 결과, 본 연구에서 제안된 보정법을 사용하면 자기장 지도와의 매칭 정확도가 높아지는 것을 확인하였다.

스크린도어용 다이렉트 드라이브 모터 성능개선을 위한 자기식 센서의 고조파 저감 연구 (Study of Magnetic Sensor Harmonic Reduction to Improve Direct Driven Motors Performance Applied to Platform Screen Doors)

  • 김연수;이주
    • 전기학회논문지
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    • 제64권11호
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    • pp.1645-1650
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    • 2015
  • This paper presents the 3-dimensional electromagnetic field analysis method and correction of sensor distortion that is used by a motor speed sensor. The magnetic sensors are being expanded due to lower price than the other speed sensors such as resolver and encoder. Magnetic sensor generates sine and cosine waves when the motor rotates. However, the sine and cosine signals are distorted due to magnetic noise, which makes the angle error of the sensor, generated near by the Hall element. This paper defines an optimal design variables by using the Taguchi method to minimize output distortion of the magnetic sensor and permanent magnet. To enhance reliability of the magnetic position sensor from sensitivity error, assembly amplitude mismatch and the electrical angle, 3-Dimensional electromagnetic finite element method and correction algorithm errors were performed in due of the magnetic sensor in order to improve the quality of the initial production model.

2축 마이크로 플럭스게이트 센서 제작을 통한 전자 나침반 개발 (Development of Electronic Compass Using 2-Axis Micro Fluxgate Sensor)

  • 박해석;심동식;나경원;황준식;최상언
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권9호
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    • pp.418-423
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    • 2003
  • This paper describes an electronic compass using micromachined X- and Y-axis micro fluxgate sensors which were perpendicularly aligned each other to measure X- and Y-axis magnetic fields respectively. The fluxgate sensor was composed of rectangular-ring shaped magnetic core and solenoid excitation(49 turns) and pick-up(46 turns) coils. Excitation and pick-up coil patterns which were formed opposite to each other wound the magnetic core alternatively to improve the sensitivity and to excite the magnetic core in an optimal condition with reduced excitation current. The magnetic core has DC effective permeability of ~1000 and coercive field of ~0.1 Oe. The magnetic core is easily saturated due to the low coercive field and closed magnetic path for the excitation field. To decrease the difference of induced second harmonic voltages from X- and Y-axis, excitation condition of 2.8 $V_{P-P}$ and 1.2 MHz square wave was selected. Excellent linear response over the range of -100 $\mu$T to +100 $\mu$T was obtained with 210 V/T sensitivity. The size of each micro fluxgate sensor excluding pad region was about 2.6${\times}$1.7 $mm^2$ and the power consumption was estimated to be 14 mW.W.

금을 도우핑한 이중 주입 자기 센서 (Gold-Doped Double Injection Magnetic Sensor)

  • 민남기;이성재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1248-1251
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    • 1995
  • This paper reports some results of an experimental investigation of planar double injection magnetic sensors. The threshold voltage proved to be very sensitive to an applied magnetic field. The magnitude and direction of the threshold voltage variation depends on the field strength and its orientation with respect to the conduction chennel. The positively-directed field pushes the carriers into the bulk causing an increase in the threhold voltage. These results seem to agree with a path modulation due to Lorentz force. The application of a negative field causes a negative variation, which is dependent on the surface recombination velocity of the silicon-$SiO_2$ interface.

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Pulsed Ferrite Magnetic Field Generator for Through-the-earth Communication Systems for Disaster Situation in Mines

  • Bae, Seok;Hong, Yang-Ki;Lee, Jaejin;Park, Jihoon;Jalli, Jeevan;Abo, Gavin S.;Kwon, Hyuck M.;Jayasooriya, Chandana K.K.
    • Journal of Magnetics
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    • 제18권1호
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    • pp.43-49
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    • 2013
  • A pulsed ferrite magnetic field generator (FMFG) was designed for the use in the 1000 m long through-the-earth (TTE) communication system for mining disaster situations. To miniaturize the TTE system, a ferrite core having 10,000 of permeability was used for the FMFG. Attenuation of the magnetic field intensity from the FMFG (200-turn and 0.18 m diameter) was calculated to be 89.95 dB at 1000 m depth soil having 0.1 S/m of conductivity. This attenuation was lower than 151.13 dB attenuation of 1 kHz electromagnetic wave at the same conditions. Therefore, the magnetic-field was found to be desirable as a signal carrier source for TTE communications as compared to the electromagnetic wave. The designed FMFG generates the magnetic field intensity of $1{\times}10^{-10}$ Tesla at 1000 m depth. This magnetic field is detectable by compact magnetic sensors such as flux gate or magnetic tunneling junction sensor. Therefore, the miniature FMFG TTE communication system can replace the conventional electromagnetic wave carrier type TTE system and allow reliable signal transmission between rescuer and trapped miners.

함정 자기신호 측정용 3-축 디지털 자기센서 설계 및 제작에 관한 연구 (Design and Fabrication of Digital 3-axis Magnetometer for Magnetic Signal from Warship)

  • 김은애;손대락
    • 한국자기학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.123-127
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    • 2014
  • 본 연구에서는 함정을 자기소거시키는 과정에서 함정에 의한 자기장을 측정하기위한 3-축의 flux-gate 마그네토미터를 설계 제작하였다. 설계에서 고려한 사항은 자기장측정지점과 자기장 데이터를 수집하는 장치 사이의 거리가 수백미터로 멀기 때문에 입력전압의 변동이 커도 동작이 되게 전압 범위가 16~36 V까지 가능한 DC/DC 변환기를 사용하였고, 데이터의 전송은 자기장 측정값을 디지털로 변환 시킨 후 RS422통신으로 전송하게 하였다. 또한 함정을 자기소거 하는 과정에서 발생하는 ${\pm}1mT$ 자기장하에서도 0점의 변화가 ${\pm}2nT$ 이하가 되게 피측정자기장의 보상은 ${\pm}1mT$, 측정범위는 ${\pm}0.1mT$가 되게 제작을 하였다. 또한 수심 30 m에서도 동작되어야하는 조건을 고려하여 6기압 하에서 센서가 수밀이 되고 정상 작동이 되는 것을 확인 하였다. 마그네토미터의 일반특성으로는 선형도가 측정범위 ${\pm}0.1mT$에서 0.01 % 이상 이였고 센서의 노이즈는 1 Hz에서 $30pT/\sqrt{Hz}$이였다.

강화된 자기장 구배 하에서 나노자성입자를 이용한 미세유체 기반의 면역 측정 (Microfluidic immunoassay using superparamagnetic nanoparticles in an enhanced magnetic field gradient)

  • 한영기;강주헌;김규성;박제균
    • 센서학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.158-163
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    • 2006
  • This paper reports a novel immunoassay method using superparamagnetic nanoparticles and an enhanced magnetic field gradient for the detection of protein in a microfluidic device. We use superparamagnetic nanoparticles as a label and fluorescent polystyrene beads as a solid support. Based on this platform, magnetic force-based microfluidic immunoassay is successfully applied to analyze the concentration of IgG as model analytes. In addition, we present ferromagnetic microstructure connected with a permanent magnet to increase magnetic flux density gradient (dB/dx, ${\sim}10^{4}$ T/m), which makes limit of detection reduced. The detection limit is reduced to about 1 pg/mL.

자계중 열처리된 FeCoSiB 아몰퍼스박막의 자기적 특성 (Magnetic Properties of FeCoSiB Amorphous Films Annealed in Magnetic field)

  • 신광호;김영학;사공건
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권12S호
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    • pp.1305-1309
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    • 2003
  • To utilize FeCoSiB amorphous films for magnetoelastic sensors, the temperature dependency of magnetization (M-T curve) and the magnetization properties of the amorphous films were investigated in this study. As the amount of cobalt In the films increased, the Curie temperature decreased but the crystallization temperature increased. In addition to this, the crystallization temperature was lower than the Curie temperature in the film containing 20 at% cobalt. The optimized annealing condition was set up by analyzing the H-T curve. And then, the amorphous film that has excellent magnetic properties and uni-axal anisotropy could be prepared for construction of the magnetoelastic sensor devices. The coercive force of the film was below 0.5 Oe and the anisotripic field was about 5 Oe.

페라이트를 이용한 자기장 무선전력전송 안테나 (Magnetic Wireless Power Transfer Antenna Using Ferrite)

  • 고낙영;이본영;송성규;박우진;서석태;변영재
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권7호
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    • pp.49-54
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    • 2017
  • 본 연구에서 페라이트를 이용한 자기장 무선전력전송 안테나를 제안하였다. 기존에 추가접지가 있어야 자기장 무선전력전송이 가능하였던 점을 페라이트의 특성을 이용하여 추가접지 없이 자기장 무선전력전송이 가능하게 하였다. 페라이트는 자기장의 차폐효과가 있고 누설전력을 줄여주어 전송효율을 높여준다. 페라이트를 이용하여 자기장 무선전력전송을 위한 안테나를 제안하였고 실험을 통해 5W 자기장 무선전력전송 되는 것을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 무선전력전송은 금속을 매개로하는 자기장 무선전력전송으로 사물인터넷 분야에 다양하게 응용 될 수 있다.