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조선대 메카트로닉스 설계 서보센서의 원리 및 특징

서보센서의 원리 및 특징1. potentiometer(포텐셔미터) :저항 값이 조절 가능한 저항.가장자리에 둥글게 연결된 띠는 카본(탄소)으로 이루어져 전기가 흐르고 저항의 역할을 한다. 이 카본띠는 양쪽 단자(A,B)와 연결되어 있다.오른쪽의 단자를 통해 들어온 전기는 카본띠를 통해 흐르다가 가운데 단자로 흘러나가게 된다. 이때 카본띠의 길이만큼 저항이 작용하게 되고, 흐르는 길이가 길 수록 받는 저항도 커진다. 이 원리를 이용하여 볼륨등을 조절한다.2.LVDT선형의 위치를 측정 하는 센서3개의 솔레노이드 코일이 튜브를 둘러싼 형태. 가운데 코일이 메인이며 나머지 두 개는 바깥에 위치하고 있다. 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하면서 측정 대상의 위치값을 알려준다.3.magnetic scale마그네틱스케일은 릴럭턴스 마그네틱헤드와 마그네틱스케일로 구성된 개방적이고 견고하며 내구성있는 비접촉식 마그네틱 측정 시스템이다. 아주 높은 해상도를 가지고 있다. 마그네틱스케일은 특수한 자성 재료를 가지고 있으며 일정한 간격을 두고 마그네틱화 되며, 스테인레스 밴드에 견고하게 고정된다. 설치에 편리하며 스테인레스 커버 밴드를 구비하고 있어 마그네틱스케일이 손상되지 않도록 보호할 수 있다. 설치가 편리하고 습도. 액체, 오일에 강하다.4.capacitive sensor정전용량 센서는 측정목표물과 물리적 접촉이 없이 작동. 정전용량 센서는 전도성 및 비전도성 물질을 모두 감지할 수 있지만, 보통 플라스틱, 액체, 분말 및 알갱이 모양의 재료를 감지.근접센서에 물체가 근접하면 평행판 사이의 캐패시턴스가 변하고 이러한 변화로 물체를 감지한다.5.moire fringe피치가 거의 같은 두 개 이상의 주기적 패턴이 겹쳐질 때 만들어진다.두 장의 줄무늬를 겹친 다음, 한 장을 이동시키면 밝은 곳과 어두운 곳이 서로 겹쳐서 어둡게 되는 부분의 위치가 달라진다.이동하는 줄무늬가 한 주기 움직이면 처음 출발했을 때와 같은 모양으로 겹쳐진다. 즉, 무아레 무늬가 이동해간 횟수만 세면 줄무늬가 몇 개 지나갔는지 알 수 있다. 이 원리를 이용해 공작 기계에 달아서 정밀한 길이를 측정한다.6. resolverresolver는 고정자 여자 권선에여자신호인 고주파 reference 신호를 인가한다. 그리고 통상 수kHz~수십kHz의 사인파를 인가한다. 회전자가 회전하면서 역기전력에 의해 1차와 2차측 쇄교자속이 주기적으로 변화하면서 사인파와 코사인파의 신호가 출력된다. 출력 신호는 쇄교자속에 의한 신호와 여자신호가 곱해져서 같이 출력된다.7.optical encoderoptical encoder 센서 헤드로부터 LED 빛을 스케일에 반사시켜 스케일 패턴의 차이를 탐지기로 검출해 완벽한 정형파 신호를 출력.8.Magnetic Encoder자석을 이용하여 회전각을 측정하는 장치엔코더의 샤프트에 고정된 센서 앞에 회전하는 자석에 의해 생성된 자속의 변화에 기반한 신호 감지 시스템을 사용해 자기장의 변화는 센서에 의해 샘플링되어 전기 펄스로 변환되어 위치를 결정한다.

공학/기술| 2022.07.04| 3페이지| 1,000원| 조회(447)

레포트, 조선대, 메카트로닉스, 공대

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[삼풍백화점 붕괴사고]1.사건 개요1995년 6월 29일 17시 57분 서울특별시 서초구 서초동에 위치한 삼풍백화점이 붕괴되었다.502명이 사망했고, 6명이 실종되었으며, 937명의 부상자가 나왔다.약2,700여억 원의 재산피해를 입었다.또한 삼풍그룹 회장 이준과 관계자 25명이 기소되었다.2.원인1) 대형유통시설로서 건물의 기둥과 기둥 사이에 보를 설치하는 대신 라멘조 건물보다 슬래브를 두껍게 시공하고 기둥 주변의 슬래브를 지판으로 보강하는 방식으로 지어진 플랫슬래브 구조의 건물인 데다가 내부의 기둥과 기둥 사이 간격이 일반의 건물에서는 보기 드물게 긴 10.8m로서 어느 한 부분이 붕괴될 경우 연쇄적으로 건물 전체가 붕괴될 수 있는 특성을 가지고 있었으므로, 이러한 건물의 구조적 특성상 건물의 구조안전에 대하여 주의를 기울여야 함에도 부주의했다.2) 건물 옥상에 위치한 3대의 에어컨 냉각탑(1대당 12톤)의 무게가 옥상이 견딜 수 있는 최대 하중의 4배 이상이었다.3) 냉각탑을 옮기는 과정에서 굴림대를 이용해 밀고 가는 방법을 사용하여 옥상 바닥과 지지 구조물에 엄청난 압력을 주었다.4) 전조증상을 발견한 후 사태의 심각성을 인지했음에도 영업을 계속하여 피해가 막대해졌다.3.경과종합상가 용도의 건물로 건축을 계획하여 설계 의뢰하여 놓고 백화점 용도의 건물로 사용하기 위해 건축면적을 임의로 증가시켜 새로운 시공용 설계도를 작성하도록 했다. 그 과정에서 20여 회에 걸쳐 수시로 구조계산을 추가하여 설계에 반영하게 함으로써 초기 건축계획과는 확연히 달라진 구조를 갖게 되었고, 골조시공 중에도 수시로 용도변경 등을 요구하여 부실시공을 초래했다. 또한 준공 직후부터 5층 식당주방 내 기둥 주변과, 냉각탑이 설치되었다가 이동한 경로를 중심으로 슬래브에 발생한 휨 변형에 의한 균열이 장기간 지속적으로 성장하다가, 5층 주변 슬래브와 기둥에 더욱 큰 휨모멘트와 전단력이 발생하여 균열의 폭과 깊이가 증가되고, 계속적인 균열의 진행에 따라 슬래브가 펀칭전단에 견딜 수 있는 내력을 점차 상실하며 전단파괴 현상이 일어나면서 기둥으로부터 주변 슬래브가 이탈되어 붕괴가 시작되고, 이탈 전의 기둥이 분배하고 있던 슬래브의 하중이 인접 기둥에 재분배되면서 그 하중을 이기지 못한 인접 기둥의 주변에서도 전단파괴 현상이 연쇄적으로 일어나 기둥들이 절곡되면서 슬래브가 붕괴되고, 그로 인한 충격으로 이 사건 건물 전체가 연쇄적으로 붕괴되었다.내부구조 변경; 설계당시 계획된 건물은 종합상가로, 지하4층에서 지상 4층이었다. 시공 중도에 백화점으로 용도변경을 요구하자 당시 담당시공사인 우성건설의 거절로 삼풍건설산업이 시공을 이어가게 됐다. 이후 삼풍은 불법으로 지상5층까지 확장했다.5층 용도변경; 5층을 롤러스케이트장으로 계획하고 설계했지만 중도에 식당가로 불법 변경하였다. 용도가 변경되면서 대형 가전제품, 식탁 등이 추가되어 기둥에 가해지는 하중이 3~4배 증가했다.기둥에 가해지는 하중 증가; 공간 확보 목적으로 상가건물의 벽을 없애고, 에스컬레이터를 만들기 위해 각층에 구멍을 뚫었기 때문에 사라진 벽과 구멍만큼 콘크리트가 줄어 주위 기둥에 가해지는 하중이 증가했다.냉각탑 이동; 본래 지하에 설치 예정이었던 냉각탑을 지하 공간 확보 목적으로 옥상에 설치하여 근처 거주하는 주민들에게 소음피해를 가했다. 주민들의 민원에 냉각탑 방향을 이동 시키는 과정에서 비용 절감을 위해 크레인을 사용하지 않고 굴림대를 이용해 밀고 가는 방법을 사용했다. 그 결과 건물 전체에 균열이 생겼다.전조 현상; 완공 초기에도 건물 내부에서 미세한 진동과 균열이 보이고, 물이 새는 등 작은 붕괴 징후를 보였다. 점차 균열이 심해져 뼈대 구부러짐 현상이 일어나면서 건물 전체가 기울었다. 또한 균열에서 콘크리트 알갱이와 골재가 떨어졌으며 5층 바닥은 내려앉았다.붕괴당일; 5층 식당가에서는 천장이 내려앉고 바닥이 기울어 휴업에 들어갔다. 옥상에는 펀칭현상이 나타났으며 붕괴 약 5시간 30분 전 사장, 이사 등이 균열 현장을 둘러보며 심각성을 파악했다. 붕괴 16분 전인 5시 41분 백화점 침하에 가속도가 붙기 시작하면서 동시에 중앙홀도 가속도가 붙기 시작했다. 오후 5시 57분, 5층 바닥의 가장 약한 기둥 2개가 무너지면서 옥상까지 끌어당겨 건물 붕괴가 시작되었다. 곧바로 삼풍백화점의 가장 얇았던 5층 바닥과 천장이 동시에 무너지며 아래층을 차례대로 무너뜨리기 시작했고, 약 20초 만에 건물은 지상5층에서부터 지하 4층까지 완전하게 매몰되었다.4.공학적 실패1) 설비설계도면조차 없이 완성된 골조에 구멍을 뚫어 개구부를 만들 수밖에 없도록 하는 등 건물의 구조안전에 심각한 손상을 초래하였다.2) 롤러스케이트장이 들어설 예정이었던 5층을 전문식당가로 용도변경하면서 (대리석 및 화강석의 마감재공사, 15㎝ 두께의 주방 바닥콘크리트공사, 벽돌을 사용한 칸막이 벽체공사, 온돌공사, 대형냉장고 등) 시설물적치를 고려하지 않은 보강공사를 하여 예정된 하중보다 360㎏/㎡ 이상의 과하중이 작용하도록 하였다.3) 신축 당시 구조계산담당자는 지상 5층과 지붕층의 슬래브 구조계산시 설계도상 기둥의 내력과 그 기둥 주변을 비롯한 일부 슬래브 단면의 내력을 부족하게 계산하고, 지상 2층부터 5층까지의 바닥 슬래브를 전후면 외곽기둥의 100㎝ 깊이 중 30㎝만 연결하도록 함으로써 그 주변 슬래브에 응력이 집중되게 하고 전단에 저항할 수 있는 유효면적을 감소시켰다.4) 초기 설계당시 지붕층 슬래브에는 냉각탑 설치를 위한 설계, 시공이 되어 있지 않았음에도 불구하고 자체하중이 각 28.7t(물의 하중까지 포함하면 45.5t)인 냉각탑 3개 설치하여 5층을 받치는 기둥과 5층 바닥 슬래브에 극심한 손상을 가져오게 하였고 심지어 구조계산담당자는 옥상에 설치하기로 예정된 후에도 냉각탑 3개에 대한 구조계산을 누락하였다. 또한 위 냉각탑을 이전 설치하는 과정에서 옥상 슬래브 위로 끌고 이동함으로써 슬래브에 과다한 하중이 작용하도록 하여 심각한 손상을 가하였다.5) 신축공사 중 골조공사를 도급받은 현장소장과 관계자들은 시공에 참여하는 인부들을 제대로 지휘·감독하지 못하고, 지상 5층 및 지붕층 슬래브를 비롯한 많은 슬래브의 상부인장철근이 정상적인 위치보다 4-6㎝(가장 낮은 부분은 13-18㎝) 정도 가라앉은 상태로 시공되게 했으며 상당수의 지판부분 슬래브의 두께를 정상 두께인 45㎝보다 5㎝정도 얇게 시공되게 함으로써 슬래브의 유효두께를 감소시켜 내력을 심히 떨어뜨렸다.세부사항) 설계도상 5층 4열 E행 부위에 해당하는 기둥 상부에 시공하도록 되어 있던 15㎝ 두께의 지판시공이 누락되도록 하여 그 부분 슬래브의 전단내력을 심하게 떨어뜨렸고, 설계도상 북측 1번 코아 4열 부위에 지상 2층에서 5층까지 설치된 보에는 중앙하단부에 직경 22㎜짜리 철근 8대를 배근하여야 함에도 4대만 배근되도록 하였으며, 보의 스터럽(늑근)은 직경 13㎜짜리 철근으로 단부 15㎝, 중앙부 25㎝ 간격으로 배근하여야 함에도 직경 10㎜짜리 철근을 단부와 중앙부 구별 없이 30㎝ 간격으로 배근되도록 하였고, 5층 슬래브 상부철근과 벽체의 정착 길이는 철근 지름의 40배인 64㎝를 확보하여야 함에도 15-18㎝ 정도로 짧게 정착시켰으며, 설계도상 4열 G행 부위 슬래브의 상부철근은 직경 16㎜짜리와 19㎜짜리를 번갈아 15㎝ 간격으로 배열하고, 하부철근은 직경 16㎜짜리를 15㎝ 간격으로 배열하여야 함에도 불구하고, 1층 슬래브는 상부와 하부의 구별 없이 직경 13㎜짜리 철근을 15㎝ 간격으로 배열되도록 하고, 2층부터 지붕층까지의 슬래브는 직경 13㎜와 16㎜짜리 철근을 번갈아 15㎝ 간격으로 배열되도록 함으로써 예정된 철근콘크리트골조의 강도와 내력을 가지지 못하도록 하였다.5.경영적 실패1) 종합상가를 짓기로 건축계획을 수립하여 공사를 시작하다가 그 후 백화점을 짓기로 사업계획을 변경하였으면 실제로 사용될 용도에 따라 백화점 시설에 맞는 종합적 건축계획을 새롭게 수립하고 백화점으로서의 설비설계도면을 먼저 확정한 후 그에 맞추어 구조계산과 설계를 종합적으로 다시 하여 건물의 안정성에 관한 검토를 한 후 체계적인 시공을 하여야 함에도 불구하고 위 사항을 전부 누락한 채 백화점을 건축했다.2) 지붕층 슬래브의 마감공사 시공방법을 명기하지 않음으로써 시공자가 구조 계산시에 비하여 고정하중을 초과하여 시공하도록 만들었다.3) 식당가와 운동시설(롤러장) 양자 간에는 고정하중 및 적재하중의 차이가 크므로 미리 기둥과 바닥 슬래브의 내력을 식당용도에 맞출 필요가 있음에도 설계도면에 구조계산을 반영하지 않았고, 5층을 식당가로 사용하기 전에 따로 구조계산을 의뢰하여 설계도면에 반영하는 조치를 취하지 않았다. 또한 5층을 받치는 기둥과 바닥 슬래브의 내력을 보강하는 등의 조치를 강구했어야 됐음에도 백화점 측은 아무런 조치를 취하지 않았다.

공학/기술| 2022.06.13| 5페이지| 2,500원| 조회(205)

조선대, 공학윤리, 삼풍백화점, 윤리적실패

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