• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권4호
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• pp.524-533
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• 2017

This paper presents a novel reset scheme for mm-scale sensing systems with stringent volume and area constraints. In such systems, multi-layer structure is required to maximize the silicon area per volume and minimize the system size. The multi-layer structure requires wirebonding connections for power delivery and communication among layers, but the area overhead for wirebonding pads can be significant. The proposed reset scheme exploits already existing power wires and thus does not require additional wires for system-wide reset operation. To implement the proposed reset scheme, a power management unit is designed to impose reset condition, and a reset detector is designed to interpret the reset condition indicated by the power wires. The reset detector uses a coupling capacitor for the initial power-up and a feedback path to hold the developed supply voltage. The prototype reset detector is fabricated in a $180-{\mu}m$ CMOS process, and the measurement results with the prototype mm-scale system confirmed robust reset operation over a wide range of temperatures and voltages.

• 센서학회지
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• 제18권3호
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• pp.197-201
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• 2009

This paper studies on the noncontact displacement sensor system to detect the displacement of the cylinder rod. For an inexpensive and a simple process, magnetic scales are printed on the cylinder rod, and magnetized by the specially designed magnetizer that has an yoke through the alternation of N and S pole. Noncontact displacement sensor system consists of cylinder with magnetic scales, Hall sensor, linear guide, controller and display. The system can detect the displacement of moving cylinder with 5 cm/sec in the case of 1 mm magnetic scale. It shows a possibility of position detection of hydraulic cylinder and air cylinder.

• 센서학회지
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• 제25권5호
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• pp.310-319
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• 2016

Three types of gap sensors, a capacitive gap sensor, an eddy current gap sensor, and a Hall effect gap sensor are described and evaluated through experiments for the purpose of precise gap sensing for micrometer scale movement, and a novel type of differential hall effect gap sensor is proposed. Each gap sensor is analyzed in terms of resolution and environment dependency including temperature dependency. Furthermore, a transport system for AMOLED deposition is introduced as a typical application of gap sensors, which are recently receiving considerable attention. Based on the analyses, the proposed differential Hall effect gap sensor is found to be the most suitable gap sensor for precise gap sensing, especially for application to a transport system for AMOLED deposition. The sensor shows resolution of $0.63mV/{\mu}m$ for the overall range of the gap from 0 mm to 2.5 mm, temperature dependency of $3{\mu}m/^{\circ}C$ from $20^{\circ}C$ to $30^{\circ}C$, and a monotonic characteristic for the gap between the sensor and the target.

• 센서학회지
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• 제7권3호
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• pp.171-178
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• 1998

SDB 웨이퍼를 이용하여 실리콘 압저항형 절대압센서를 제조하고 이를 가스누출 감지시스템에 응용하였다. 이 경우 센서는 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$, $0{\sim}100^{\circ}C$의 압력, 온도범위에서 정상적으로 동작하여야 하고 다이아프램이 파괴되었을 때 가스가 소자 외부로 누출되어서는 안된다. 따라서 다이아프램 내의 공극을 유리(Pyrex7740)와 진공중($10^{-4}$ torr)에서 양극 접합을 행하였다. 제조된 센서는 압력에 대하여 우수한 선형특성을 보였고, 압력감도는 대기압이상 $0{\sim}600\;mmH_{2}O$의 압력범위에서 $4.06{\mu}V/VmmH_{2}O$ 이었다. 온도보상 일체화 조건을 조사하기 위해 Al 박막저항을 제조하여 온도보상을 행하였는데 오프셋의 온도 drift는 80 %이상, 감도의 온도의존성은 95 %이상 보강 효과를 얻었다. 또한 다이오드(PXIN4001)를 이용한 온도보상시 오프셋의 온도 drift는 98 %이상, 감도의 온도의존성은 90%이상 보상 효과를 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.76-82
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• 2015

A hybrid fiber-optic sensor system which combines fiber Bragg grating sensors and a Michelson interferometer has been constructed and evaluated for condition monitoring of large scale wind turbines. In order to measure multiple stresses applied to wind turbines such as strain, temperature and vibration, the system uses single broadband light source. It addresses both types of sensors, which simplifies the optical setup and enhances the cost-effectiveness of condition monitoring system. An athermal-packaged FBG is used to supply quasi-coherent light, of which coherence length is about 3.28mm, for the Michelson interferometer demodulation. Experimental results demonstrated that the proposed fiber-optic sensor system was capable of measuring strain and temperature with measurement accuracy of 1pm. Also 500~2000Hz vibration signals were successfully analyzed by applying FFT signal processing to interference signals.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.378-391
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• 2002

A 250mm stroke aerostatic stage, which detects position with laser scale and is driven by linear motor, is made and analyzed positioning error in 20$\pm$ 0.5 $^{\circ}C$ controlled atmosphere, aiming at investigating positioning characteristic of ultra-precision stage. We prove this aerostatic stage has a 10nm micro step resolution by experiment. By means of analyzing laser interferometer system, the scale of measuring error is about 0.2-0.4$\mu\textrm{m}$ according to refractive index error from missing the temperature change. To improve laser interferometer system, compensate refractive index error using measuring data from thermocouple. And, confirm 0.10$\mu\textrm{m}$ repeatability and 0.13 $\mu\textrm{m}$ positioning accuracy using the compensating refractive index. Also, we confirm 0.07 ${\mu}{\textrm}{m}$ repeatability of the stage using capacitive displacement sensor.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.64-72
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• 2022

흙막이 공사는 지하굴착을 수행하는 건설공사에서 필수적으로 적용되는 공사 기법으로, 공사 규모와 관계없이 흙막이의 계측관리는 필수적이다. 그러나 굴착깊이 10m 미만에 해당되는 소규모 건축현장(총 공사비 20억 내외)의 경우에는 1) 시공업체의 영세성, 2) 현장관리자의 역량 부족, 3) 계측기기 설치·해체 및 변위분석의 복잡성 등의 문제점으로 인해 흙막이의 계측 관리가 제대로 수행되고 있지 않는 실정이다. 상기 문제점을 해결하는 선행연구 분석 결과, 대부분의 선행연구에서는 값비싼 3D 스캐너를 활용하거나 다수의 계측기기를 설치해야 되는 문제점이 있어 소규모 건설현장에 이를 적용하는 것은 어려운 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 하나의 계측기기를 활용하여 흙막이 구조체의 변위를 파악할 수 있는 레이저 센서 기반 흙막이 구조체 변위 계측 시스템의 개념 디자인을 제안하고 개념 디자인에 적용된 요소기술의 변위 인식 성능을 검증하는 것이다. 요소기술은 2D 레이저 스캐너가 선정되었으며, 선정된 2D 레이저 스캐너를 활용하여 개념디자인이 제안되었다. 2D 레이저 스캐너의 변위 인식 검증 결과, 15mm의 변위는 충분히 파악 가능한 것으로 분석되었다. 추후, 제안된 개념디자인이 개발되고 현장에 적용될 경우 소규모 건설현장의 안전사고 저감에 기여할 것으로 분석된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.829-834
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• 2011

본 논문에서는 대형 선박용 디젤 엔진의 실린더 라이너의 마모량을 측정하는 새로운 시스템의 개발에 관하여 소개한다. 제안된 시스템은 LVDT, 온도센서, 실린더 내부의 밝기조절용 LED 및 카메라가 각각 1개씩 부착된 측정부, 계측명령전달 및 측정데이터 모니터링을 담당하는 컴퓨터기반 모니터링부, 측정부의 제어 및 측정데이터의 모니터링부로의 전송을 담당하는 주 제어부로 구성된다. 개발된 시스템의 정도는 1/100 mm 의 측정정도를 갖는 내경게이지의 것과 비교되어진다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.763-764
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• 2013

A three-dimensional image capturing device and its signal processing algorithm and apparatus are presented. Three dimensional information is one of emerging differentiators that provides consumers with more realistic and immersive experiences in user interface, game, 3D-virtual reality, and 3D display. It has the depth information of a scene together with conventional color image so that full-information of real life that human eyes experience can be captured, recorded and reproduced. 20 Mega-Hertz-switching high speed image shutter device for 3D image capturing and its application to system prototype are presented[1,2]. For 3D image capturing, the system utilizes Time-of-Flight (TOF) principle by means of 20MHz high-speed micro-optical image modulator, so called 'optical resonator'. The high speed image modulation is obtained using the electro-optic operation of the multi-layer stacked structure having diffractive mirrors and optical resonance cavity which maximizes the magnitude of optical modulation[3,4]. The optical resonator is specially designed and fabricated realizing low resistance-capacitance cell structures having small RC-time constant. The optical shutter is positioned in front of a standard high resolution CMOS image sensor and modulates the IR image reflected from the object to capture a depth image (Figure 1). Suggested novel optical resonator enables capturing of a full HD depth image with depth accuracy of mm-scale, which is the largest depth image resolution among the-state-of-the-arts, which have been limited up to VGA. The 3D camera prototype realizes color/depth concurrent sensing optical architecture to capture 14Mp color and full HD depth images, simultaneously (Figure 2,3). The resulting high definition color/depth image and its capturing device have crucial impact on 3D business eco-system in IT industry especially as 3D image sensing means in the fields of 3D camera, gesture recognition, user interface, and 3D display. This paper presents MEMS-based optical resonator design, fabrication, 3D camera system prototype and signal processing algorithms.

• 지구물리
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• 제9권4호
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• pp.361-369
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• 2006

본 연구에서는 AHRS IMU 센서를 이용하여 동적 위치 결정을 위해 초기화 시험을 실시하여 회귀분석을 통해 시간에 대한 이동체의 자세 보정각에 대해 유도하였으며, 동체 방향(Heading)각의 경우 60sec를 지난 후 1°이내의 변동률로 안정되는 것을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 개할지와 준개할지로 구분하여 각 시스템 단독으로 동적 위치결정을 실험한 결과 개할지의 DGPS 단독 시스템인 경우 정확도 면에서는 우수하였지만 데이터 취득이 미비하여 이동간 거리가 12m 내외임을 알 수 있었으며, DGPS/IMU 결합 시스템의 경우 정확도와 데이터 취득 및 이동간 거리가 0.3m 내외임을 알 수 있었다. 준개할지에서 DGPS 단독 시스템의 경우 데이터 취득이 불가능한 곳을 제외하고 평균과 표준 오차를 구한 결과 DGPS〈 FIMU〈 DGPS/IMU 순으로 정확도가 우수한 것을 알 수 있었으며 이동간 거리는 개할지와 마찬가지였다. 그리고 DGPS의 경우 데이터 취득이 불가능한 곳을 여러 구간으로 비교하였을 때 DGPS 단독 시스템의 경우 최대 41.5m 가량 궤적에서 벗어나지만 결합 시스템의 경우 최대 2.2m 이내에 궤적을 구할 수 있었으며, 평균과 표준 오차를 크게 향상시킬 수 있었다. 이러한 항법 시스템을 결합하여 측량분야에 응용해 수치도화 작업내규의 지도에서 위치오차 0.2mm 오차와 비교하였을 때 축척 1 : 1,000 수치지도 작업까지도 가능한 것을 알 수 있었다.