[로봇측정및제어]변위센서의 종류 및 특징 보고서

소개

2022년 5월에 작성한 레포트입니다.

목차

1. 포텐쇼미터와 전자유도식 변위센서의 구조와 동작을 설명하세요.
2. 로터리 인코더와 자기저항식 위치·변위센서의 구조와 동작을 설명하세요.
3. 반도체 검출소자, 경사각 센서 및 자이로스코프의 구조와 동작을 설명하세요.
4. 제공된 센서키트에서 3개의 위치·변위센서 모듈을 선택하고, 각각에 대해 아두이노 보드 및 Simulink를 이용하여 동작을 확인할 수 있는 실험 방법에 대한 매뉴얼을 작성하고, 작성된 방법에 따라 실험을 수행하세요. 실험 방법에 대한 매뉴얼 및 실험 결과를 보고서로 만들어 제출하세요.

본문내용

1. 포텐쇼미터와 전자유도식 변위센서의 구조와 동작을 설명하세요.
포텐쇼미터(Potentiometer)란 변위를 직접 전기저항의 변화로 변환하고, 부가회로에 의해서 이 변화를 전압 또는 전류변화로 다시 변환하는 센서이다. 보통 직선 변위와 회전 변위를 측정하며, 측정방식에 따라 저항식 변위센서, 자기 포텐쇼미터, 광학식 포텐쇼미터로 분류된다.
- 저항식 변위센서(Resistive displacement sensor)
양 단자에 전압을 가한 상태에서 피측정 물체에 연결된 와이퍼가 저항체 위를 이동하여 변위에 대응한 전압을 얻는 방식이다.
직선 변위 검출용 포텐쇼미터는 저항체와 그 위를 직선적으로 이동하는 와이퍼로 구성되며, 변위에 비례하는 출력전압이 얻어진다.
회전 변위 검출용 포텐쇼미터는 회전축이 회전하며 내부의 와이퍼가 저항체 위를 이동하고, 저항 값은 회전각에 비례하여 변화한다. 와이퍼가 만큼 회전할 때 저항값 및 출력전압은 다음과 같다.

- 자기 포텐쇼미터
자기저항 소자를 저항체로 사용한 비접촉 포텐쇼미터로, 자계에 의해서 비저항이 변하는 반도체 소자를 고정시키고 영구자석을 회전축에 설치한 구조로 이루어져 있다.

- 광학식 포텐쇼미터
광학식 포텐쇼미터는 축의 각도에 따라 광센서가 받는 광량이 직선적으로 변하도록 설계되고, 광센서가 받는 광량이 비례하는 출력전압을 발생시킨다.

- 전자유도식 변위 센서 (Magnetic induction-type displacement sensor)
전자유도의 법칙을 이용한 센서로, 자성체를 움직인다든가, 1차 회로의 전류를 바꾼다든가 하면 2차 회로에 전류가 흐른다든가, 혹은 흐르고 있는 전류의 크기를 변한다든가 하는 것을 이용한다. 이 방식의 센서에는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer), 싱크로, 리졸버 등이 있다.

참고자료

· 없음