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.
마그네틱 프로브와 노이즈 소스의 근거리장에 금속 차폐막이 놓여있을 때 차폐막 두께에 따른 EMI 차폐효과를 분석하였다. 노이즈 소스로는 마이크로스트립 라인을 이용하였으며, 금속 차폐막 재료로는 그래파이트와 페라이트를 선정하였다. 마그네틱 프로브는 IEC 61967-6 방식을 적용하여 마그네틱 프로브를 이용한 전자기 방사 측정 방법을 사용하였다. 마이크로스트립 라인과 마그네틱 프로브 사이의 투과계수를 분석하였고, 둘 사이의 거리는 단일 차폐막일 경우 1 mm, 다중 차폐막일 경우 5 mm로 수행하였다. 차폐막의 두께는 5 um, 10 um, 30 um, 50 um 으로 변화시켰다. 주파수를 150 kHz에서 1 GHz까지 변화시켰을 경우 최대 44.9 dB의 SE(Shielding Effectiveness)를 얻었다.
본 연구는 전 세계적으로 문제가 대두되고 있는 고령화 사회로 인한 신경성 퇴행 질환인 치매 및 근육통증 치료방법인 경두개 자기 전극에 관한 연구를 진행하였다. 특히 경두개 자기 전극은 두부 표피에 코일을 이용하여 뇌 심층으로 자기를 출력하여 언어능력, 인지능력, 기억력 등의 치매 증상에 의해 저하되는 능력을 향상시키기 위해 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경두개 자기 전극의 핵심인 코일의 설계를 위하여 Maxwell 3D 프로그램을 통한 시뮬레이션을 진행하였다. 선행 연구로 설계된 코일과 연구 개발을 통한 코일의 시뮬레이션 비교를 한 결과 출력의 경우 기존의 설계된 코일 보다 출력 면에서 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. B-Field, H-Field 두 개의 코일 출력의 그래프는 대칭을 이루는 것을 확인하였으나, 각 코일간의 대칭은 유사 대칭으로 정확한 대칭을 이루지 않는 것으로 확인이 되었다. 이러한 결과를 바탕으로 양 코일을 통한 두부 표피의 출력이 가능한지에 관한 확인을 위해 실험을 진행하였다. 역순방향 2-코일의 분석의 자기장의 경우 최대 출력은 3.3920e+004 H[A_per_meter]로 나타났으며 벡터장의 경우 35도에서 165도 부근에서의 자기장이 가장강한 것으로 나타났지만, 양 방향의 자기 출력으로 인하여 자기 출력이 상쇄가 되는 것을 확인하였다. 순방향 2-코일의 경우 역방향 코일과 비슷한 최대 3.2348e+004H[A_per_meter] 나타났으나 vector field의 경우 순방향 출력 및 두부 표피 출력에 관한 자기 출력이 확인이 되었다. 다만, 출력 코일에서 높이의 변화를 하였을 때, 자기 출력이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
Recently, there has been an increasing interest in the non-contact power transmission method of magnetic gears. Since there is no mechanical contact, noise caused by friction can be reduced, and even if a sudden large force is applied, the impact of the gear is close to zero. Further, since the power is transmitted by the magnetic flux, it has high reliability. However, there is a problem that a loss due to a magnetic field due to use of a magnetic flux. The loss caused by the magnetic field of the magnetic gear is a joule loss called eddy current loss. In addition, the eddy current loss in the magnetic gear largely occurs in the permanent magnet, but it is a fatal loss to the permanent magnet which is vulnerable to heat. Particularly, magnetic gears requiring high torque density use NdFeB series permanent magnets, and this permanent magnets have a characteristic in which the magnetic force decreases as temperature increases. Therefore, in this paper, the eddy current loss of the permanent magnet according to the permanent magnet attaching method is analyzed in order to reduce the eddy current loss of the permanent magnet. We have proposed a structure that can reduce the eddy current loss through the analysis and show the effect of reducing the loss of the proposed structure.
본 연구에서는 홀센서의 감도를 높이기 위해 사용되는 자속집속기의 두께, 홀소자와의 상대적 위치, 모서리 형상에 따르는 발생 자계를 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 자속집속기의 두께가 얇을수록 발생 자계가 커지는 것을 알 수 있었고, 이 경향은 반자계를 고려한 겉보기 상대투자율의 두께의존성과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 홀소자와의 상대적 위치에 따라 최대의 자계를 발생시키는 자속집속기의 최적의 두께가 변화하는 것을 알 수 있었다. 자속집속기와 홀소자의 간격이 가까울 경우, 자속집속기의 모서리 형상에 경사가 없는 것이 유리하지만, 자속집속기와 홀소자의 간격이 멀어질수록 자속집속기의 모서리를 경사지게 하는 것이 유리하다는 것을 알 수 있었다.
Kim, Miryeon;Lim, Hyein;Ahn, Sora;Lee, Seungjun;Shin, Hyungsoon
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제13권6호
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pp.556-561
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2013
Interest in spin-torque oscillators (STOs) has been increasing due to their potential use in communication devices. In particular the magnetic tunnel junction-based STO (MTJ-STO) with high perpendicular anisotropy is gaining attention since it can generate high output power. In this paper, a circuit-level model for an in-plane magnetized MTJ-STO with partial perpendicular anisotropy is proposed. The model includes the perpendicular torque and the shift field for more accurate modeling. The bias voltage dependence of perpendicular torque is represented as quadratic. The model is written in Verilog-A, and simulated using HSPICE simulator with a current-mirror circuit and a multi-stage wideband amplifier. The simulation results show the proposed model can accurately replicate the experimental data such that the power increases and the frequency decreases as the value of the perpendicular anisotropy gets close to the value of the demagnetizing field.
본 논문에서는 지구 자기장을 측정하여 방향을 인식하는 시스템 구현에 있어 하드웨어적으로 회로를 부가하는 방식 보다는 소프트웨어적인 알고리즘을 추가하여 지구 자기장의 지역적 변화와 주변 환경에 적응력을 갖는 측정 시스템을 구축한다. 소프트웨어적인 알고리즘에는 뉴럴 네트워크(neural network)를 사용하여, 입력 패턴에 따른 패턴간의 관련성을 형성하고 학습을 통해 패턴들의 특징과 관련 정보가 기억 되었을 때 출력이 입력에 feedback하는 연상회로망을 구성하여 방향 인식에 사용할 수 있는 소프트웨어를 구현하고 그 실효성에 대해 입증한다.
Kim, Sangbum;Duong, Pham van;Ha, Donghyup;Oh, Young-Hoon;Kang, Won Nam;Hong, Seung Pyo;Kim, Ranyoung;Chai, Jong Seo
한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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제18권2호
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pp.8-13
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2016
Superconducting properties of thin film MgB2 superconductors irradiated with 45 MeV ${\alpha}$-particle beam were studied. After the irradiation, enhancement of the critical current density and pinning force was observed, scaling close to strong pinning formula. Double logarithmic plots of the maximum pinning force density with irreversible magnetic field show a power law behavior close to carbon-doped MgB2 film or polycrystals. Variation of normalized pinning force density in the reduced magnetic field suggests scaling formulas for strong pinning mechanism like planar defects. We also observed a rapid decay of critical current density as the vortex lattice constant decreases, due to the strong interaction between vortices and increasing magnetic field.
최근 근거리에서 수신 모듈에 무선으로 전력을 전달하는 시스템이 많아지고 있다. 무선으로 전력을 공급할 때, 수신 공간의 효율적인 사용을 위하여 ferrite core 주변에 코일을 감아 유도기 전력을 얻는다. 본 논문에서는 100kHz 균일한 단방향의 자계 환경 내에 위치한 페라이트 코어 내부의 자계 분포를 분석한다. 수치 분석을 위 한 시뮬레이터는 유한요소 기법을 적용한 Ansoft사의 Maxwell Tool을 사용하였다. 페라이트 코어의 비투자율의 변화에 따라 집속되는 자속 밀도의 변화를 알아보고, 코일의 권선을 위해 코어의 일부를 잘라내었을 시 총자속의 변화량을 알아보았다. 계산 결과, 100 kHz 자계 환경 내에서 작은 페라이트 코어를 이용하면 코어 내에 약 $3.5{\sim}4$배의 자속 밀도가 증강됨을 확인하였다. 비투자율이 800이면서 반지름의 길이가 4.75 mm인 페라이트 코어의 가장자리에 0.5mm를 도려내었을 때 총 자속은 23% 감소함을 확인하였다.
유통매장에서는 상품 도난을 방지하기위하여 상품에 전자식 식별장치를 부착하는 도난방지시스템을 많이 사용하고 있다. 특히 고가의 상품을 판매하는 곳에서는 자기장 통신을 이용한 능동형 자명식(自鳴式) 도난방지 시스템을 사용하고 있다. 그러나 자기장 통신의 단일밴드방식의 자명식 도난방지시스템은 금속성분이 많은 설치환경에서는 오보 발생이 빈번하여 제공된 시스템을 충분히 활용하지 못하고 있다. 본 논문은 자기장 통신 주파수인 VLF대역과 UHF대역의 듀얼밴드 무선통신을 이용하여 설치환경에 대한 자기장신호 수신 성능향상 과 오보 발생 빈도를 개선한 지능형 자명식 도난방지시스템 구현 방안을 제시하였다. 태그 수신부의 VLF 수신코일 회로 변경설계 및 공진회로 개선연구를 통해 태그의 인식범위 향상 및 수신특성이 개선되어 졌다. 또한 태그에 UHF대역 무선통신기술을 결합하여 통신거리 증대 및 데이터 무결성을 향상시킴으로써 오보발생 빈도가 최소화됨을 실험을 통하여 검증하였다. 본 연구의 결과물을 이용하여 다수개의 출구를 가진 사이트에 경제적인 시스템 구축 및 낮은 오보발생을 가진 고 신뢰성 고가상품용 도난방지 시스템 구현이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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