• 센서학회지
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• 제26권2호
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• pp.107-113
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• 2017

Energy source of a piezo-electric harvester is vibration. Sources of vibration are machineries operated with high frequencies, constructions and people operated with low frequencies and etc. In this study, we tried to figure out power generation properties over vibrations upon angles of a piezo-cantilever for applying them to movements of the construction and/or people, which are vibration sources at low frequencies. A uni-morph cantilever with a $59mm{\times}29mm{\times}0.2mm$ piezo-electric element attached on a $71mm{\times}46mm{\times}0.25mm$ copperplate was used. A spring was attached to the lower side of the cantilever and a mass was attached on the opposite side. Also, a structure with a specific angle which is an angle in between the ground and the cantilever was prepared and then, connected to a spring or the cantilever. Then, this structure was divided into the A-type and B-type and excited in the direction of z- axis. After that, the angle between the ground and the cantilever was changed and excited by 1 to 10 Hz upon the existence of a spring and/or a mass to compare power generation properties.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권1호
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• pp.82-89
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• 2014

최근 M2M/IoT에 대한 관심이 높아지면서 디바이스의 위치와 자세 등을 인식할 수 있는 동작 인식 센서의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 소형의 디바이스에 적합하도록 저잡음, 저전력, 초소형 6축 관성센서 IC를 구현하였다. 본 논문에서 구현된 IC는 3축의 압전형 자이로 센서와 3축의 압저항형 가속도 센서를 사용하며, 3축의 자이로스코프 감지 회로, 자이로스코프 센서 구동 회로, 3축의 가속도 감지 회로, 16bit sigma-delta ADC, 디지털 필터와 제어 회로로 구성되어 있다. 본 IC은 TSMC $0.18{\mu}m$ mixed signal CMOS공정으로 개발되었으며, STM사의 6축 관성 센서인 LSM330의 소비전류 6.1mA보다는 약 27% 낮은 4.5mA의 소비 전류로 동작한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권2호
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• pp.53-60
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• 2004

본 논문은 국내 한의학의 체질 진단 방법 중의 하나인 맥진에 의한 체질 판별을 한의사의 수지와 지능에 의한 방법 대신에 환자의 팔목에 장착되는 압전 센서 모듈 및 디지털 신호 처리 하드웨어와 통계적 판별 알고리즘을 사용하여 자동으로 환자의 체질을 판별하는 자동 맥진 시스템에 관한 연구이다. 일반적인 한의사의 지식과 경험에 의하여 사상 체질을 판별하는 한의원의 정확도가 50∼66%인 반면 본 자동 진맥 시스템은 정확도가 65∼76%의 우수한 성능을 보여주고 있기 때문에 자동 맥진 시스템은 사상체질 판별을 위한 중요한 보조 의료 기구로 사용될 수 있다. 또한, 본 논문에서 맥파와 체질의 상관도를 분석함으로써 사상 체질의 자동 판별 알고리즘의 우수성을 논하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.476-482
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• 2014

The stress analysis of the pipeline is required in any kind of plant for its safe operation. For this, the displacement vibration data measured at many locations of the pipeline should be provided. In reality, the installation of the non-contact type displacement sensors such as laser displacement sensors or eddy current type proximity sensors in a narrow and confined region in the vicinity of the pipeline is almost impracticable. In this work, the general purpose piezo-ceramic accelerometers were attached on the measuring points on the pipeline and the acceleration vibration signal was acquired. The measured acceleration signal was low pass filtered and then downsampled. The resulting acceleration signal was transformed into both the time-domain and frequency-domain displacement signal utilizing the fast Fourier transform techniques. All the procedures are presented in detail. It is demonstrated that the measurement of the pipeline acceleration by using contact type accelerometers can be made for the purpose of providing the required displacement data for the stress analysis of the pipeline.

• 소음진동
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• 제10권6호
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• pp.1048-1058
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• 2000

본 논문에서는 압전 세라믹 재료를 작동기 및 감지기로 이용한 사각 경계면이 고정된 얇은 사각평판의 능동 진동제어 방법을 제시한다. 실험 데이터에 기초한 다중 입출력계의 주파수영역 모델링방법을 이용하여 분포된 센서 및 구동기 특성이 포함된 구조물의 동적 특성이 규명된다. 제어기 구조로는 혼합형을 채택하고 되먹임 제어기는 LQG 제어기법에 의해 설계된다. 앞먹임 제어기는 다중 filtered-$x$ 최소자승오차법에 의해 적응되도록 한다. 진동제어에 대한 시뮬레이션 및 실험결과는 제안된 제어기법이 지속적 외란 및 과도적 외란에 효율적으로 적용될 수 있음을 보인다.

• 센서학회지
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• 제5권3호
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• pp.65-73
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• 1996

수액을 장시간 환자에게 주입할 때 적절한 주입량, 주입률을 조절하는 것이 중요하다. 부적절한 주입량은 환자의 회복에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있으므로 주입량을 감지하는 센서의 신뢰도는 인퓨전 펌프 시스템에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 인퓨전 펌프 시스템에 사용될 3가지 센서의 성능을 검토하였다. 피에조 필름, 광트렌지스터 및 광 다이오드 어레이의 3가지 센서가 비교되었으며 제안하는 신호 처리 기법과 광 다이오드 어레이를 사용한 기법을 이용하여 간섭과 진동 조도변화 센서의 위치에 따른 감도 변화등의 영향을 줄일 수 있었다. 실험 결과 광 다이오드 어레이가 다른 센서들에 비하여 높은 신지도를 보여 주었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.277-283
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• 2021

차종별 교통량 자료는 건축·도시·교통 등의 다양한 분야에서 기초 자료로 활용되는 중요한 자료이다. 교통량 자료는 상시조사와 수시조사를 통해 수집되어 도로교통량 통계연보에 매년 연평균일교통량(AATD)으로 제공된다. 상시조사는 매설형 교통량 수집 장비 (AVC)를 통해 수집되며, AVC는 교통량을 검지하는 루프센서와 축수를 검지하는 피에조 센서로 구성되어 있다. 교통량 수집 장비는 매설형의 특성상 검지 장비 고장 등으로 인한 결측자료가 발생된다. 기존방법에서는 과거 데이터와 지점 주변의 교통량 추세를 통해 보정한다. 그러나 이러한 방법은 시간적·공간적 특성을 반영하지 못하고 보정에 활용되는 기데이터 또한 보정값일 수도 있다는 단점이 있다. 본 연구에서는 차량의 축을 검지할수 있는 피에조센서를 활용하여 획득되는 누적 축수를 통해 축보정계수를 산출하여 결측된 교통량을 보정하는 방안을 제안하였다. 이는 기존 방법의 한계점인 시간적·공간적 특성을 반영할 수 있다는 장점이 있으며, 비교 평가 결과 기존의 방법보다 오차율이 더 낮게 도출되었다. 축 카운트를 활용한 교통량보정시스템은 간단한 알고리즘으로 바로 현장 시스템에 적용 가능한 보정방법으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.17-26
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• 2010

도로와 교량을 관리하고 유지보수 하는 일은 전 세계의 도로 관리자들에게는 중요한 문제이며, 차량 주행의 안전성을 확보하고 도로유지 비용의 증가를 막기 위하여 세계의 여러 나라에서 다양한 시책이 이루어지고 있다. 아시아에서도 이러한 유사한 노력을 해왔으며 최근에는 차량 중량에 대한 시책이 한국과 일본 등에서도 본격화 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 여건에 기여하기 위해서 불균등 간격으로 막대 모양 센서(Piezo Quartz 방식)를 설치하여 높은 정확성으로 동적 축중량 계측을 가능하게 하는 기술을 개발하였으며, 실제 도로에서 축중량과 총중량 등의 계측 정확도를 평가하였다. 축중량과 총중량 등의 계측 정확도는 센서의 배치 수에 따라서 차이가 있다. 본 연구에서는 자동단속을 실현하기 위하여 총중량 계측 정확도의 오차범위를 ${\pm}5%$ 이하의 목표로 개발을 하여 8-point 계측 시스템에 의해 그 목표를 달성했다. 그러나, 이 시스템이 널리 이용되기 위해서는 용이하게 보급되어 질 수 있도록 적합한 시스템 규모로 사이즈를 소형화하는 것이 무엇보다 시급하다. 따라서, 계측의 정확성과 시스템 규모(계측점 수)와의 관계를 평가하였고, 최적의 계측점 수로써 3-point 측정을 제안하여 그 성능을 실제의 도로상에서 평가를 하였다. 또한, 본 연구에서는 대형 차량의 성능 향상에 따른 고속화에 대하여 평가 및 검토를 하였다.

• 센서학회지
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• 제19권6호
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• pp.403-420
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• 2010

Nano and micro structure-based biosensors are promising tool for label-free detection of biomolecular interactions with great accuracy. This review gives a brief survey on nano and micro platforms to sense a variety of analytes such as DNA, proteins and viruses. Among incredible nano and micro structure for bio-analytical applications, the scope of this paper will be limited to micro and nano resonators and nanowire field-effect transistors. Nanomechanical motion of the resonators transducers biological information to readable signals. They are commonly combined with an optical, capacitive or piezo-resistive detection systems. Binding of target molecule to the modified surface of nanowire modulates the current of the nanowire through electrical field-effect. Both detection methods have advantages of label-free, real-time and high sensitive detection. These structures can be extended to fabricate array-type sensors for multiplexed detection and high-throughput analysis. The biosensors based on these structures will be applied to lab-on-a-chip platforms and point-of-care diagnostics. Basic concepts including detection mechanisms and trends in their fields will be covered in this review.

• Smart Structures and Systems
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• 제5권1호
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• pp.23-42
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• 2009

In order to reduce vibration or to control shape of structures made of metal or composites, piezoelectric materials have been extensively used since their discovery in 1880's. A recent trend is also seen to apply piezoelectric materials to flexible structures made of rubber-like materials. In this paper a non-linear finite element model using updated Lagrangian (UL) approach has been developed for static analysis of rubber-elastic material with surface-bonded piezoelectric patches. A compressible stain energy function has been used for modeling the rubber as hyperelastic material. For formulation of the nonlinear finite element model a twenty-node brick element is used. Four degrees of freedom u, v and w and electrical potential ${\varphi}$ per node are considered as the field variables. PVDF (polyvinylidene fluoride) patches are applied as sensors/actuators or sensors and actuators. The present model has been applied to bimorph PVDF cantilever beam to validate the formulation. It is then applied to study the smart rubber components under different boundary and loading conditions. The results predicted by the present formulation are compared with the analytical solutions as well as the available published results. Some results are given as new ones as no published solutions available in the literatures to the best of the authors' knowledge.