실험레포트 용량성 근접센서와 유도형 근접센서

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본문 *용량성 근접센서와 유도형 근접센서* 1. 이론 ① 용량성 근접센서의 원리 용량성 근접 센서(capacitive sensor)는 유전체 상수가 1.2 보다 큰 물체가 존재하면 반응한다. 이 경우 센서 내부의 물질은 콘덴서 (capacitor or condensor) 로서 동작하고, 센서 탐침(probe) 의 전체 용량 성분이 올라간다. 이것이 내부 발진기의 기동신호가 되어 출력단을 켜게 되고 출력신호를 보낸다. 즉, 센서는 측정 범위 내 물체의 존재를 검출할 수 있다. 용량성 센서는 나무, 액체, 그리고 화학재료와 같은 비금속을 검출 할 수도 있다. 정전 용량형 레벨 스위치는 레벨이라는 한정된 목적으로 사용하기 때문에 전계의 발생에 따른 변화를 감지하는 전극이 회로로부터 돌출하여 구성되어 있다. 이에 대해 정전 용량형 근접 스위치는 일반 스위치와 똑같은 원주형 또는 사각의 형태를 이루고 있으며 전극은 케이스 내부에 함께 내장되어 있다. 검출원리가 같은 이유 때문에 당연히 정전 용량형 근접수위치도 레벨검출이 가능하고, 실제의 사용예도 많다. 또한 정전 용량형 근접스위치는 범용 목적으로서는 레벨스위치에 비해 일반적으로 검출감도는 높고, 미소한 정전용량형의 변화도 검출한다 계속해서 도체유전체를 분리하여 검출하는 점에서는 반사형 광전 스위치와 같지만, 광전스위치의 검출거리가 수cm부터 수cm로 광범위한 것에 비하여 정전 용량형 근접스위치의 경우는 수mm로 부터 겨우 10cm 정도로 소위 근접스위치의 범위에 있다. 광전스위치는 검출물체의 투명도, 색, 표면의 반사 상태 따위로 검출성능은 영향을 받을 수 있지만 정전용량형 근접스위치의 경우에는 기본적으로 전계의 확산으로 분해능력을 기대할 수 있다. 일반 근접스위치와 같이 검출부는 고주파 발진회로로써 구성되어 있으나, 일반 근접스위치가 발진코일에 흐르는 전류에 의해 생성되는 전류를 이용하는데 대하여 정전용량형 근접스위치는 전극에 인가되는 전압에 생성되는 전계를 이용하고 있다. 전계는 +전하에 의해 생긴 에네르기의 영역에 있고, 전극(도체)에서 대지에 대하여 plus전압이 인가되어 전극과 대지간에 전계가 생성되어 있다. 이러한 경우 전극에서 충전된 전하의 양 Q는 V에 비례되고, 비례정수를 C라 한다면 Q=CV식이 성립된다. 정전용량 근접스위치에서는 발진회로의 각 단자를 전극으로 그 전극과 전원 LINE간의 정전용량이 변화되면 발진상태가 변화하도록 구성되어 있다. 전원 LINE과 대지간은 직접 도체에 접속되어 있지 않으면서도 배선에 따른 정전용량 Cs가 전극과 대지간의 정전용량에 비교하여 크므로 회로전원 LINE은 접지되어 있는 것으로 가정할 수 있다. 발진상태의 변화는 발진 변화에 의해서이고 발진주파수의 변화에 의해서 그 변화를 스위칭 신호로 변화하여 출력으로 되어진다. ② 용량성 근접센서의 응용분야 위의 그림은 용량성 센서를 포함하고 있는 핸드셋의 기계적 적층부를 보여주는 단면 모습이다. ③ 유도성 근접센서의 원리 유도성 근접센서 (inductive promiximity sensor) 는 금속의 표면을 검출하는 데 사용된다. 이 센서는 페라이트(ferrite) 코어를 가진 코일과 발진기-검출기 (oscillator-detector), 그리고 고체상태(Solid state) 의 스위치이다. 센서가 가까이 접근 시 금속 물채의 존재가 있으면, 발진의 크기는 감소한다. 수신기는 변화를 검출하고 고체상태 스위치를 단랃 시키는데, 센서의 검출 범위를 벗어나게 되면 다시 켜지게 된다. 특징 core에 코일을 감으면 Inductandce가 형성되고, 이 Inductance는 Core의 (투자율)가 저하하는 성질이 있다. 여기서 u가 저하하면 Inductance도 저하하기 때문에, 전압E도 이것에 대응하여 저하하게 된다. 이 원리를 이용해 자계의 변화를 잡을 수 있다. 구성 자기포화소자를 사용하는 경우, 여러 종류의 회로기술이 필요하다.그림 7은 검출회로의 기본 구성이다. 자기포화 소자를 작동 시키기 위해서는 고주파발진기, 검파회로, 그리고 증폭회로를 필요로 한다. 여기서 고주파 발진기 OSE는 자기포화 소자의 전원으로서 사용되고 검파회로 D는 코일 a-b간에 발생하는 교류전압이 검파장치로서 사용하며 그리고 증폭기 A는 검파출력의 증폭수단으로서 각각 사용된다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 용량, 근접, 센서, 스위치, 검출, 정전용량