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[전자공학] 변위 센서의 개념 및 종류 그리고 이론

변위 센서1. 변위 센서의 개념 및 종류 그리고 이론2.변위 센서의 개념과 종류변위 센서란?: 그야말로 말 그대로 어떤 물체가 이동한 거리나 위치 변화를 아날로그 값이나 디지털 값으로 나타낸다. 변위 센서는 크게 접촉식이나 비접촉식으로 나눈다. 접촉식 변윈 센서:전자 유도식,자기식,광학식 비접촉식 변위 센서:와류식,광학식(laser),초음파식항목와전류식광학식초음파식접촉식(처음 Trans 등)검출대상물체금속투명체, 경면체를 제외한 모든것거의 모든 물체거의 모든 물체(sort한 것 제외)측정거리짧음보통김짧음정도높음높음낮음높음응답속도빠름빠름느림느림먼지, 기름, 물 등강함보통보통약함측정면큼작음중간~큼작음색에 따른 영향없음있음3.변위센서의 특징비교4.변위센서 사용상의 Point와 전류식광학식초음파식측정거리40mm 이내5000mm 이내재질철 외에는 감도 저하투명체, 경면체외측정 Pointhead경의 2배f 1mm정도f 100mm 정도환경물, 기름에 강함물, 기름에 약함바람에 약함5.와전류식 변위센서의 동작 원리6.광학식 변위센서의 원리7.초음파식 변위센서의 동작원리8.레이저식 변위센서레이저광선이란: 레이저광선은 보통 빛에 비하여 매우 순수하며 퍼지지 않고 곧바로 진행하는 빛이다. 물체를 태울 때 나는 빛이나 형광등에서 나오는 빛은 고온으로 가열된 원자나 분자 하나하나에서 자유로이 발생하는 빛이며, 이러한 빛은 같은 종류의 원자나 분자에서 나오는 빛이라도 무수히 다른 파장의 빛을 포함하고 있다. 그리고 개개의 원자나 분자에서 나오는 빛은 서로 관련성이 없는 여러 가지 빛의 모임이다. 그러나 레이저광선은 한 종류의 파장만을 가진 빛이며 위상(位相)이 고른 연속된 빛이다. 이 빛의 스펙트럼을 분광프리즘으로 조사해 보면 아주 가는 1개의 선 펙트럼이 된다. 즉, 레이저광선은 위상이 고른 단색광(單色光)이며 이런 빛을 코히어런트광 또는 코히어런트가 좋은 빛이라고 한다. 레이저광선을 렌즈로 집속하면 매우 작은 넓이(빛의 파장을 단위로 하여 측정할 수 있을 정도)로 집광할 수 있다.9. 레이저의 특징단색성이 뛰어나다. 위상이 고르고 간섭현상이 일어나기 쉽다. 퍼지지 않고 직진을 하며 집광성이 좋다. 에너지 밀도가 크다10.레이저 거리 측정계레이저의 직진선을 이용하여 측정하고자 하는 물체의 거리를 측정 광학식 변위 센서에서 처럼 수광부에 레이저를 받아들인다.11.레이저 거리 측정계의 사용레이저 거리 측정계는 주로 토목이나 건축 현장에서 많이 사용한다.뿐만 아니라 고 정밀 장거리 레이저 측정기는 주로 군용으로 사용된다. K-1전차 조준경12.군에서의 레이저 거리 측정계 개발 현항현재 레이저 거리측정기는 휴대용, 전차포수 조준 경용, 대공정밀 사격통제용, 항공기 탑재용 등으로 개발되어 지상, 해상, 공중을 막론하고 정밀한 거리측정이 요구되는 무기체계에 있어서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 원리는 레이저를 표적에 쏜 후 반사되어 돌아오는데 걸린 시간과 빛의 속도를 곱하여 표적까지의 거리를 계산하는 것으로, 레이저 거리측정기가 측정 할 수 있는 거리는 보통 10km∼20km이며 측정거리 오차는 최대 ±10m로서 정확도가 매우 높다. 초기의 레이저 거리측정기에는 출력파장이 0.69미크론(1미크론=10-6m)인 루비레이저를 사용하였으나, 파장이 가시광선 영역으로 적의 관측에 의해 노출될 가능성이 크기 때문에 군사적 운용에 취약하다는 문제점이 있었다. 이에 따라 출력파장이 눈에 보이지 않는 근적외선 영역인 10.6미크론의 Nd : YAG레이저를 70년대 후반부터 사용하기 시작하였다. Nd : YAG레이저 거리 측정기는 비교적 소형으로 제작될 수 있고 고출력을 얻을 수 있다는 장점 때문에 선진각국에서 가장 보편적으로 사용하고 있으며 국내에서는 국방과학연구소가 80년대 초에 개발하여 양산된 휴대용 거리측정기가 군에 보급되어 있다. Nd : YAG레이저 거리측정기의 단점으로는 출력파장이 사람의 눈을 손상시킬 만큼 영향을 주는 파장범위에 있기 때문에 훈련 및 정비관리에 안전대책이 요망된다는 점이다. 따라서 미국, 프랑스 등 주요국가에서는 80년대부터 눈에 안전한 여러 가지 형태의 거리측정기를 개발하기 시작하였으며 눈에 안전한 파장범위에 있는 10.6미크론 파장의 CO2레이저 거리측정기가 그 대표적인 예이다. 그밖에 1.54미크론 파장의 라만(Raman shifted Nd : YAG)레이저 거리 측정기와 역시 같은 파장의 어비움(Erbium)레이저 거리측정기가 무기체계 특성에 맞게 개발되어 있다.13.레이더레이더도 변위 센서의 이용의 한 종류로 볼 수 있다. 전파를 쏘아 어느 물체에 맞고 되돌아오는 전파로 그 물체의 변위와 거리 속도 마저 도 측정이 가능케하는 것이다14.레이더의 원리레이더의 기본원리는 RADIO ENERGY(short pulse)가 지향성 안테나에서 발사되어 어느 목표물에 부딪히면 energy의 일부가 되돌아 나오는 반사파가 생기고 이 반사파를 수신, 검파하는 장비로 그 목표물에 대한 방위(bearing)를 알 수 있게 되는 원리이다. 즉 전파를 목표물에 보내어 그 전파 energy의 반사파를 수신하고 전파의 직진성과 정속성을 이용하여 그 왕복시간과 안테나의 지향특성에 의해 목표물의 위치(방위 및 거리)를 측정하는 장비인 것이다. 따라서 전파가 지상 안테나에서 전방향으로 발사되고 수신되는 것은 그 소요시간이 거리에 비례 하므로 목표물의 방위(bearing)로 위치확인과 동시에 거리도 알 수 있게 되며 이는 거리측정시설(DME)의 원리에도 이용되고 있다. 또 음의 전파와 같이 360도 전방향으로 회전하고 있는 레이더 안테나가 있다면 전파가 도달되는 지역은 그 지역내의 모든 목표물이 레이더 탐지권(Radar Coverage)에 속하게 되는 것이다.15.레이더 방정식레이더 방정식에 포함된 가정 목표물 볼륨(target volume)내에 들어있는 강수 입자는 동질한 쌍극성 구형(homogeneous dielectric sphere)의 모양이어야 하며, 그 직경이 레이더 파장보다 작아야 한다. X 밴드 레 이 더 (보통 파장 3.2cm)의 경우, 레일리 산란(Rayleigh scattering)을 적용하기에는 보통 1.6mm를 넘지 않으면 무난하지만, 3mm까지 그리 심각한 오차를 유발하지는 않는다. 큰 우박의 경우를 제외하고는 항상 OK! 2. 펄스 볼륨(pulse volume)은 강수 입자들로 완전히 충만해 있다. 만약 그렇지 않다면, 빔 충만 인자(beam filling factor)가 도입되어야 한다. 3. 반사 인자(reflectivity factor) z는 샘플된 펄스 볼륨에서는 균일해야 하며, 샘플링 시간 동안에 일정해야 한다. 빔 볼륨 내에서의 큰 경도(large gradient)는 오차의 원인이 된다. 4. 강수 입자는 모두 물방울이거나 혹은 얼음 형태로 통일되어야 한다. 즉, 모든 입자에 대해 |K|2는 같아야 한다. 5. 다중 산란(multiple scattering)은 무시된다. 6. 입사파와 반사파는 모두 선형적으로 편파되어(linearly polarized) 있어야 한다. 7. 안테나 방사 패턴(antenna radiation pattern)의 주방사부(main lobe)는 가우시안 모양을 가지거나 또는 거의 그래야만 한다. 8. 수신 전력(received power)에 대한 부방사부(side lobe)의 기여도는 무시된다. 부방사부의 전력이 주방사부보다 20dB 이상 작으면 이에 해당한다. 9. 안테나는 포물형 반사경(parabolic reflector)이여야 하고 단면(cross-section)이 원형(circular)이어야 한다. 또한 안테나 이득(antenna gain)을 이미 알고 있어야 한다. 10. 지형 클러터(ground clutter)에 의한 송신 신호(transmitted signal)의 흡수는 무시한다. 11. 시스템 전력의 손실이 모두 고려되어야 한다. 12. 측정된 전력 Pr은 목표물 펄스 볼륨(target pulse volume)을 대표할 수 있도록 충분한 개수의 펄스나 혹은 독립된 샘플에 대해 평균되어야 한다.16.레이더 방정식밴드파장(㎝)주파수기본적인 활용 분야K X C S L1 3 5.6 10 2337,500 9,300 -10,000 5,300 - 5,700 2,700 - 2,900 1,100 - 1,300구름물리, 안개, 대기 미립자 구름물리, 강설관측, 항공기 레이더 저기압성 강우, 국지경보 태풍, 집중호우, 네트워크 레이더 태풍, 항공교통 통제17.레이더 밴드별18.레이더 종류19.군용 레이더 종류대공탐지레이더 지상설치 장거리용 대공탐지레이더는 운용에 따른 제한조건이 가장 적은 레이더로서 주로 높은 고지에 설치하여 장거리 고공표적(항공기, 미사일 등)을 탐지, 표적 제원을 추출하여 우군지휘/통제 체계에 전파하는 조기경보/공중 전장감시 및 통제용으로서 무 중단 운용되는 주요 센서이다. 중/고 고도에 대한 탐지성능이 우수한 반면 저고도 표적에 대해서는 지형차폐의 영향으로 취약하다. 지형차폐 효과를 이용한 침투를 최대한 방지하기 위해서는 항공기에 탑재하여 고 고도에서 하 방 감시형태로 운용 하므로써 저고도 비행표적 및 순항미사일 등을 장거리에서 탐지할 수 있다. 항공기 탑재 운용 시 항공기 운항에 따른 제한, 탑재 여건에 따른 제한, 항공기 구조적 제한 등 지상설치의 경우에 비하여 여러 가지 제약조건이 추가되며 막대한 운용/유지비용 또한 문제점으로 대두된다. 장거리 레이더는 적에게 노출되어 있어 대전자전 기능의 강화와 대방사 미사일(ARM)의 공격대비도 중요하다. 국지 대공작전 및 장거리레이더의 탐지공백을 메우기 위하여 중거리 또는 단거리레이더를 운용한다. 전술용으로 다양하게 적용되는 단거리 레이더의 경우 이동을 용이하게 하기 위하여 소형/경량화한 차량 탑재형이 많이 운용된다.20.향후 변위 센서 발전 방향3차원 위상 배열 레이더 공장 내에서의 자동화에 필요한 변위 센서 방범용 등으로 쓰이는 동작 감지 센서{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.04.11| 20페이지| 2,500원| 조회(3,693)

레이저, 센서, 전기, 변위센서, 광학식

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[전자공학]트랜지스터의 원리 및 특성,종류 평가A+최고예요

..PAGE:1트랜지스터(Transistors)의 원리 및 특성,종류1. 쌍극성 트랜지스터2.BJT의 동작원리3. BJT의 전압-전류특성4. BJT 기본 증폭기5. BJT 바이어스 회로6. BJT 실제특성7. 전계효과 트랜지스터..PAGE:2트랜지스터의 개발1947년 Willam Shockley등이 트랜지스터 발명하면서 전자공학은 진공관 시대로부터 실리콘 웨이퍼를 사용한 고밀도 집적회로로 전환된다쌍극성(Bipolar) 트랜지스터세 개의 반도체를 연속 접속하여 두 개의 PN 접합을 갖는 구조PNP형/NPN형단극성 트랜지스터-하나의 PN접합을 이용, 전계효과 트랜지스터(FET)세계 최초의 트랜지스터, 1947세계 최초의 Bipolar Junction Tr., 1948..PAGE:3쌍극성 트랜지스터(BJT)Bipolar Junction Transistor세 개의 반도체를 연속 접합 시킨 구조의 트랜지스터각 반도체에 연결된 단자의 명칭: 이미터(emitter), 컬렉터(collector), 베이스(base)NPN형 트랜지스터PNP형 트랜지스터..PAGE:4BJT의 구조에피텍셜 플라나(epitaxial planar)구조 PN접합의 3차원 적층구조NPN 트랜지스터의 도식적 구조이미터 측의 도핑농도를 컬렉터측에 비해 훨씬 높게 만든다이미터와 베이스 사이의 결핍층 두께는 컬렉터와 베이스 사이보다 좁다..PAGE:5BJT의 작동특성트랜지스터의 활성트랜지스터에 적절한 바이어스를 가하면 전류가 흐르기 시작한다트랜지스터에는 두 개의 PN접합이 있으므로 두 개의 바이어스가 필요하다NPN 트랜지스터의 경우 small VEB에 의해 컬렉터와 이미터 사이의 전위장벽이 제거되고 large VCE 가 흐르게 된다트랜지스터의 증폭베이스 전류의 작은 변화는 컬렉터 전류의 매우 큰 변화로 나타나며 이를 증폭이라고 한다.PNNECB++VEBVCB..PAGE:6BJT의 전압-전류특성NPN 형 트랜지스터 PNP형 트랜지스터베이스와 이미터간에 흐르는 전류 IB의 계산컬렉터와 이미터간에 흐르는 전류 ICE의 계산IC(max)=VCCRCIC(min)=0IB(max)=IC(max)bIB(min)=0b배컬렉터 전류의동작 범위베이스 전류의동작 범위..PAGE:7BJT 회로의 출력특성과 부하곡선입력루프 : 베이스-이미터 간의 루프출력루프 : 컬렉터-이미터 간의 루프입력특성 이상화 된 출력특성IBQ가 결정되면 부하선도의 Q점으로부터 VCE와 IC를 구할 수 있다..PAGE:8Q점의 의미교류 소신호 증폭시 바이어스(직류성분)가 없다면 신호는 양의 부분만 증폭된다.교류전압 vs에 적절한 직류전압 VBB를 합해 항상 vs+VBB>VT가 되게 하면 교류 전 파형에 대한 증폭이 가능하다...PAGE:9BJT 등가모델직류등가회로직류에 대한 다이오드 특성은 하나의 전압원 VT=0.7V과 컬렉터전류 IC로 등가화교류(소신호)등가회로동저항-교류신호에 대한 다이오드 특성은 하나의 저항과 같다동저항 rd 베이스/이미터간에 흐르는 직류전류에 반비례..PAGE:10BJT 증폭회로직류증폭회로-베이스단으로 입력된 직류전압의 증폭회로B-E 루프 :C-E 루프 :교류증폭회로-소신호원 vs에 의해서만 구동되는 회로직류전압원은 교류에 대해서 단락과 같다B-E루프에서의 KVL증폭률입력과 출력의 전압이 180o 위상차가 난다..PAGE:11트랜지스터의 바이어스회로소신호 증폭-트랜지스터 증폭기의 사용목적바이어스회로 없이는 왜곡 없는 소신호 증폭은 불가능트랜지스터는 교류신호 중 음의 성분을 증폭할 수 없다교류 신호+직류(바이어스) : 교류신호의 최소값을 양으로 만들어 증폭이미터 안정화 바이어스:바이어스를 안정화 시키기 위하여 이미터 단자에 RE접속고정 바이어스:하나의 전원으로 두 개의 전원기능을 대신할 수 있는 바이어스 회로전압분배 바이어스:두 개의 저항으로 전원 VCC를 분배하여 베이스전원으로 사용iC(max)ICQ0VIBQiB(max)0V음의 전류성분증폭 불가능iC(max)IBQICQiB(max)0VQ점이 알맞게 선정되어 전 신호 증폭iC(max)IBQICQiB(max)IB(max)이상의 전류성분증폭 불가능IBQVCCR1RC+-REIBQVCCR1R2RC테브닌등가회로+-RE..PAGE:12트랜지스터의 실제특성이상적인 트랜지스터 실제 트랜지스터트랜지스터의 종류범용 소신호 트랜지스터-일반적인 스위칭, 소신호 증폭용전력 트랜지스터-작동기/스피커 구동, 금속 케이스는 컬렉터와 접속되어 방열판의 기능을 겸한다*************8101214070㎂60㎂50㎂40㎂30㎂20㎂10㎂vCE(V)iC(㎃)iB(㎂)포화영역차단 영역활성 영역DvCE=vceDiC=icQ..PAGE:13전계효과 트랜지스터(FET)단극성 트랜지스터

공학/기술| 2006.04.25| 14페이지| 2,500원| 조회(4,906)

트랜지스터, 전계효과 트랜지스터, . 쌍극성 트랜지스터, BJT의 동작원리, B..

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[전자공학]다이오드(Diodes)의 특성및 원리

..PAGE:1다이오드(Diodes)1. 다이오드의 선형 모델2. 전원장치3. 기타 다이오드..PAGE:2다이오드의 직류 등가회로다이오드는 순방향 전압이 가해짐에 따라 소자를 통과할 수 있는 전류 용량이 지수함수적으로 증가함을 알 수 있다.다이오드를 수학적 모델로 만들기 위해서는 선형 근사를 수행해야 한다.누설전류 0, 순방향 무한대다이오드의 순방향 작동특성을 살펴보면 사용된 반도체의 종류에 따라 turn on 전압이 다름을 알 수 있다.따라서, 다이오드의 작동특성은 다음과 같이 이상화 된다...PAGE:3다이오드의 교류 등가회로소신호 증폭기로서의 다이오드 특성 고찰직류전압 VD와 교류전압 vd의 합을 다이오드 양단에 인가소신호 : vd 는 VD 에 비하여 매우 작다고 가정라디오 안테나에 인가되는 전압이나 자기 헤드에서 검출되는 유도전압 등이 사례..PAGE:4전원장치일반전원 : 2상 혹은 3상 교류모든 전자 시스템은 에너지 원으로 직류 전압과 전류를 필요로 한다반도체나 각종 전자기기는 직류전원으로 구동한다.직류 전압원 : 배터리 혹은 직류전원 공급기가 필요정류 : 교류를 직류로 변환하는 조작정류회로, 평활회로, 정전압 회로, 안정화 회로정류전원(rectifying power) : 교류에서 직류를 얻는 전원회로..PAGE:5반파정류..PAGE:6전파정류..PAGE:7브리지 정류..PAGE:8정류기 필터커패시터의 전원 충전/방전원리맥류의 직류변환+vo-+-Dvs+-CRLab+vi-t0Vpvotvo..PAGE:9..PAGE:10제너 다이오드Zener 다이오드 : reverse break down 전압이 항상 일정하므로 전압 조절기로 사용할 수 있다다이오드 내를 흐르는 전류가 변해도 출력전압은 일정출력전압을 일정하게 유지하기 위해 사용

공학/기술| 2006.04.25| 13페이지| 2,500원| 조회(2,344)

제너다이오드, 발광 다이오드, 다이오드의 원리, 다이오드의 종류, 광 다이오드

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[전기공학,전자공학]발전기와 전동기의 구동원리 및 종류,특징

..PAGE:1발전기와 전동기의 구동원리 및 종류,특징1. 교류발전기2. 3상 교류 발전기3. 직류발전기4. 직류전동기5. 교류전동기6. 3상 교류전동기7. 스텝 모터..PAGE:2EMF와 EMI전자력(Electromagnetic force)-자계내에 전류가흐르는 도체를 두면 도체는 힘을 받는다플레밍의 왼손법칙 적용모터의 작동원리전자유도(Electromagnetic induction)-도선에자기장을 가하면 전류가 생성플레밍의 오른손 법칙 적용발전기의 작동원리기계적인 회전에너지로 전력 생성발전기와 전동기의 기본 구성형태영구자석이나 전자석으로 자계 형성코일로 만들어진 회전자코일은 링형 정류자(슬립링)에 연결정류자는 브러시와 접촉브러시는 교류전류를 공급/추출발전기가 작동하기 위한 3대 조건계자 : 자장전기자 : 자장 내에 도체 위치회전자와 고정자 : 자장과 도체의 상대운동..PAGE:3교류발전기의 작동원리자계에 대한 회전자의 위치에 따라 유도되는 전압은 정현함수의 형태를 갖는다..PAGE:4교류발전기의 유형영구자석은 취성(brittle)재료이므로 크기에 제약이 있다.영구자석 대신에 계자로 전자석을 사용하거나 회전자와 계자의 역할을 치환하는 등의 다양한 변형이 가능하다.슬립링에 가해지는 부담 최소화..PAGE:5회전-계자 방식의 다양한 유형돌출된 고정자의 코일과 돌극 회전자돌출된 고정자와 원통형 회전자홈에 위치한 고정자 권선과 돌극 회전자홈에 위치한 고정자 권선과 원통형 회전자..PAGE:6고정자와 전기자 코일전기자 코일을 원주방향으로 분산하여 원형 계자 내부에 균일한 자기장 형성전기자 코일의 극수(P)를 늘리면 1회전당 생성되는전력의 주파수가 늘어난다f=(P.N)/120 [Hz] = 60 [Hz] in Korea발전기의 극수를 늘리면 회전자의 회전속도를줄일 수 있어 발전기가 대형화 할 수록회전속도를 낮추기 위해 극수를 늘인다..PAGE:72상/3상 교류가정용 교류전원은 2상-안전성이 높다-전력 효율이 낮다산업용 교류전원은 3상-위험성이 높다-전력효율이 높다2상/3상 모두 순시전력은 항상 0공간적으로 120o의 각으로 회전체에 감겨 있는 코일이 자계 내에서 일정한 속도로 회전하면 각 코일에서는 2/3p 씩 위상차를 갖는 크기와 주파수가 동일한 3 개의 전압이 발생한다..PAGE:83상 시스템..PAGE:9성형결선3상교류 발전기의 출력선은 6개를 연결하여 3선으로 만드는 방법Y 형 결선D 형 결선3상전력과 가정용 2상 전력간의 변환240 V,중간탭접지로12.5 kV,3상 전력변압기..PAGE:10직류발전기정류자와 브러시를 사용하는 원리는 교류발전기와 동이하지만 정류자는 두 개의 반원형 슬립링으로 나누어진다.전력송전 효율과 안전성의 문제 때문에 교류발전기에 밀려 사장됨..PAGE:11직류전동기SNS NS Nab회전NSS NS NS NNSabS NS NN SNSabab회전SNSNS NS N전동기(motor)-EMF를 사용하여 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 바꾸는 기계직류전동기-직류전원으로부터 회전력을 얻는 회전기계, EMF를 이용하여 토크 발생정류자/브러쉬/회전자/계자로 구성계자-정적인 자계를 형성회전자코일에 형성된 자장이 회전력 생성..PAGE:12직류전동기권수를 늘린 전기자 코일항상 전기자와 계자의 자장방향은 직각으로 최대의 회전력 유도 가능다수의 전기자가 연속 작동으로 원활한 회전력 생성..PAGE:13교류와 회전자계60Hz 일반 교류 전원은 1초에 120번 전류의 흐르는 방향이 바뀐다.3상 전원은 3개의 상을 갖는다.회전자장-3상 전원을 고정자에 120o 간격으로 배치된 세 개의 코일 aa’, bb’, cc’에 가하면 자기장은 고정자 내에서 회전하게 된다(60 rev/sec)최초의 회전자계형 모터Galileo Ferraris(이탈리아,1885)..PAGE:143상 동기 전동기(Synchronous motor)회전자계는 일반 교류전동기에서와 동일-회전자계 형성회전자영구자석 또는 직류가 가해지는 전자석으로 구성된다.정적인 자장이 형성된다.회전자의 자력선이 고정자의 자력선과 일치하는 방향으로 회전자가 회전동기전동기회전자의 회전속도는 회전자에 연결된 부하와는 상관 없이 회전자계의 회전속도와 동일

공학/기술| 2006.04.25| 17페이지| 2,500원| 조회(4,658)

교류발전기, 스텝 모터, 직류 전동기, 3상 교류발전기, 직류 발전기

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[전자회로이론]증폭,필터회로이론 (기초전기전자이론)

..PAGE:1기초전기전자이론 (증폭,필터회로)계측/제어용 아날로그 회로저항과 전압분압기 이론브릿지회로이론연산증폭기이론반전증폭기 이론필터회로D/A변환기목 차..PAGE:2계측/제어용 아날로그회로계측과정에서의 전자회로 : 센서로부터 검출된 전기신호를 원하는 비율로 증폭/ 원치 않는 신호성분을 제거/ 영점조정/ 민감도조정전압분할기, 브릿지 회로, 전압추종기, 인스트루먼트 앰프 및 각종 연산증폭기, 저역통과 필터제어과정에서의 전자회로 : 디지털 출력신호(혹은 PWM 신호)를 아날로그 신호로 변환/ 작동기가 필요로 하는 양으로의 증폭과정(전류증폭기 등)D/A 변환기(래더저항기), 아날로그 전력증폭기, 달링톤 트랜지스터, PWM 전력증폭기, H-브릿지 등기타 접지루프, 실드, 연결용 전선 등..PAGE:3저항과 전압분할기저항 : 전류의 흐름을 방해하는 소자기판용 저항 : 1/4W 가 일반적임모터의 속도조절 등 고전류 용도의 경우 권선형 저항을 사용 용량(W) 확인 필요 (예 24V 3A 모터의 경우 다음 예에서 최소 50W 급의 저항을 사용해야 함)예) 위 그림과 같은 경우 권선형 저항의 용량은? 적당한 저항값은?Sol) 24/(R+6)=3 이므로 R=2 Ohm/ 24V*2 Ohm =48 W신호처리 회로의 경우에 저항은 원하는 전압을 얻어내기 위해 사용 전압분할기출력전압..PAGE:4브릿지회로다양한 브릿지 회로가 저항, 커패시턴스 및 인덕턴스의 측정을 위해 고안되었다.휘스톤 브릿지(Wheatstone Bridge) : 저항 변화의 정확한 측정을 위한 회로, 2개의 전압분할기가 병렬 연결된 구조스트레인 게이지를 이용한 하중의 측정-6장참조복수 게이지 장착과 리드선 연결방식 등에 따라 온도보상, 리드선 저항의 보상 등의 기능을 수행할 수 있다...PAGE:5연산증폭기연산(신호의 처리)을 위해 사용하는 차동 증폭기구성 : 2 개의 입력단자, 하나의 출력단자, VCC 와 VEE 의 전원입력특징A = 105 이상의 전압이득거의 무한대인 주파수 대역높은 입력 임피던스 : 내부로 유입되는 전류 0낮은 출력 임피던스 : 신호의 왜곡없이 출력Golden Rule출력전압은 두 입력간의 전위차를 0 으로 만든다회로 내부로 유입되는 전류는 0 이다LM2904 단전원 OP 앰프의 예..PAGE:6전압추종기/반전증폭기전압추종기: 증폭비 1 인 반전증폭기출력전압 = 입력전압입력 임핀던스가 매우 큰 ‘버퍼’신호원의 출력전류가 매우 미약할 경우나 신호선이 매우 긴 경우에 사용-신호의 왜곡 방지반전증폭기: OP 앰프의 기본회로신호의 반전/증폭Vou /Vin = - R2 /R1증폭비의 조절 : R2를포텐시오미터로 대체하면 조절가능..PAGE:7인스트루먼트 앰프계측용 증폭기 (instrumentation Amplifier)계측된 신호내에 섞인 common mode noise 제거효과가 탁월저항 R 의 조절로 증폭이득 조절 가능응력, 온도, 속도, 가속도 등 각종 물리량의 계측시 사용DO, PH 등 각종 이화학적 계측시 사용..PAGE:8필터회로연산증폭기를 사용하여 주파수에 선택적으로 작동하는 회로를 설계할 수 있다.저역통과필터(LPF) : 저주파 신호만을 통과시킨다.고역통과필터(HPF) : 고주파 신호만을 통과시킨다.대역통과필터(BPF) : 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다대역저지필터(BRF) : 특정 주파수 대역의 신호만을 걸러낸다.다양한 종류의 필터 회로들이 실용화 되어 있다.Bessel Filter, Butterworth Filter, Chebyshev Filter신호의 선형성은 Butterworth Filter 가 가장 양호하다...PAGE:91차 Butterworth 저역통과필터차단주파수 fH 이상의 주파수를 갖는 신호성분을 걸러내는 저역통과필터1차 Butterworth : 차단특성은 decade당 -20dB설계순서차단주파수 fH를 선정한다1 mF 이하의 범위에서 커패시터를 선정한다(0.1 mF 정도면 적당하다)R 값을 fH 식으로부터 계산한다통과대역에서의 이득 AF를 계산하여 결정한다...PAGE:101차 Butterworth 고역통과필터차단주파수 fL 이하의 주파수를 갖는 신호성분을 걸러내는 고역통과필터1차 Butterworth : 차단특성은 decade당 -20dB설계순서차단주파수 fL을 선정한다1 mF 이하의 범위에서 커패시터를 선정한다(0.1 mF 정도면 적당하다)R 값을 fL 식으로부터 계산한다통과대역에서의 이득 AF를 계산하여 결정한다...PAGE:11대역통과 필터고역통과 필터와 저역통과 필터를 직렬로 연결하여 대역통과 필터를 만들 수 있다.fL=200Hz, fH=2kHz 인 대역통과 필터를 설계한다.설계순서는 앞서의 각 필터의 설계순서와 동일하다...PAGE:12D/A 변환기(래더저항)마이크로프로세서 등에서 출력되는 디지털 정보를 입력신호로 받아서 이를 아날로그 전압 또는 전류로 변환하는 시스템디지털 정보 : 2진수(Binary Code), 혹은 2진화10진수(BCD)2진가중 D/A 변환기(binary weighted D/A converter) : 정확한 비율의 저항기들을 병렬로 연결한 구조, 복잡하나 고속화 가능, 합산형 연산증폭회로사다리형 D/A 변환기 : R 및 2R 의 두 가지 저항만을 사용한 단순한 구조, 연산증폭기 없이도 작동, 약간의 시간지연 발생출력전압Vout=5V(1/2D7+ 1/4D6+ 1/8D5+..+1/256D0)..PAGE:134~20mA / 1~5V ?많은 종류의 상업용 계측기들의 출력신호 가 4~20 mA 로 출력된다.이를 전압신호로 바꾸어 계측하려면?(특히 0~5V의 전압신호)전류신호 출력단과 GND 사이에 250 W 용량의 저항을 연결20[mA]인 경우 : V=I.R= 0.02[A] . 250[W] = 5[V]5[mA]인 경우 : V=I.R=0.004[A] . 250[W] = 1[V]이와 반대로 계측용 증폭기를 제작하여 0~5V 의 출력전압이 나오는 경우도 이 출력단에 전압 추종기와 250W 용량의 저항을 연결하면 4~20 mA 의 출력신호를 얻을 수 있다.능동형 전류증폭기를 이용한 전류출력회로..PAGE:14전류증폭기제어기에서 출력되는 낮은 전류용량을 갖는 전압신호를 작동기 구동을 위한 전류신호로 변환하기 위하여 전류증폭기가 사용된다.달링톤 트랜지스터 : 가장 전형적인 아날로그 전류증폭기복수의 트랜지스터를 세로로 접속한 것으로, 큰 전류 증폭율(hFE)를 얻을 수 있다 발열, 비선형성전력 증폭용 연산증폭기 : 높은 선형성 및 증폭특성, 젼력 증폭의 제한, 고가, 발열 (STK084 등)연산증폭기 궤환신호를 이용한 FET 전류제어 : 연산증폭기의 빠른 귀환특성을 이용하여 FET 의 비선형성을 선형화 시킨 아날로그 전류증폭기- 발열..PAGE:15PWM 전류제어 : 마이크로프로세서로 작동상태를 모니터링하여 작동기에 가해지는 전류의 듀티비를 조절하는 디지털 방식의 전류증폭회로 발열이 없으며, 고효율이나 민감한 시스템에서는 소음이나 미세진동 유발 (2장참조)서보앰프 : 아날로그(혹은 디지털) 입력신호에 비례하는 전류신호를 출력하는 전용 앰프 시스템, PID 귀환제어기능, 모터나 액튜에이터의 서보제어에 사용 - 고가

공학/기술| 2006.04.22| 18페이지| 2,500원| 조회(3,255)

필터회로, 브릿지회로이론, 연산증폭기이론, 반전증폭기 이론, D/A변환기

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