정밀과계측

본문내용

압력에 따른 유전율의 변화 => 압력변환기
- 수분량에 따른 유전율의 변화 => 수분검출계 => 건조기제어
4) 인덕턴스변화형 변환기
- 변위 => 인덕턴스 => 전압, 전류로 변환
- 코일의 인덕턴스(코어형)
A : 자기회로(코어 등)의 단면적, μo : 공기중의 투자율(permeability)
*μ : 코어재료의 상대 투자율(permeability), N:권수, 코어의 길이
=> l, A, μ, N의 변화를 이용한 인덕턴스변환기
- 인덕턴스의 변화방법
① 가변철심형 : 코일내부의 코어(core, 철심)을 이동시켜 인덕턴스변화
② 가변공극형 : 코어의 일부에 공극(air gap)을 만들고 이의 크기를 변화시켜
인덕턴스 변화
③ 차동식 : 일종의 가변공극형으로 1차와 2차코일의 코어사이에 가동코어 사용
- 인덕턴스변화형 변환기의 분류
① 자기인덕턴스형(self-inductance type)
- 코일에 일정전압 => 인덕턴스의 변화에 따른 전류변화
- 종류 : 가변철심형, 가변간격형, 차동식
- 가변철심형의 원리 : 코어를 이동시켜 투자율을 변화시키는 원리
=> =>
=> 감도 : l의 크기에 따라 불일정(sensitivity drift), l이 커지면 ↓
- 가변간격형의 원리
자기저항 : 코어부 : l1/μ1A1, 철판부 : l2/μ2A2, air gap부 : 2x/μ0A0
이고 단면적이 로 일정하다면
=> ∴
=> 감도 : x가 변할 경우 불일정(sensitivity drift), x가 커지면 ↓
=> 차동식으로 개선
② 상호인덕턴스형(mutual-inductance type)
- 1차코일에 일정전압 => 상호인덕턴스의 변화 => 2차코일의 전압변화
- 종류 : 가변간격형과 가변철심형(차동변압기, differential transformer, LVDT)
- 가변간격형의 원리
1차코일에 일정전압 => 측정량에 의한 간격변화 => 2차측의 유기전압변화
- 인덕턴스변화형 변화기의 종류
① 인덕턴스 두께 게이지(inductive thickness gauage)
- 측정대상물의 두께변화를 자속밀도로 변환
- 종류 :
측정물이 자성재료인 경우 => 측정대상물의 두께가 증가하면 자속밀도 증가
측정대상물의 투자율이 낮을 때(1근처) => 자성체상에 물체를 올려 놓고 측정
투자율이 1인 비철금속이나 비도체피막의 측정 : 와전류게이지 사용
② 와전류변환기(eddy-current transducer)
- 센서와 자성재료사이의 거리를 측정, 비도체의 두께측정
- 단일코일구조의 원리 : 코일에 AC공급 => 전자기장형성
=> 도체의 표면에 동심원의 와전류(induced eddy current)형성
=> 이 와전류는 코일에 의한 자장에 반대되는 자장을 교대로 형성
=> 이 두자장의 중복으로 코일의 인덕턴스 감소
=> 거리 변화에 따라 인덕턴스감소량 변화(와전류의 크기는 거리에 반비례)
=> 코일에 흐르는 전류가 변화하며 이는 Eo로 나타남
- 2중코일구조 원리 :
일차코일(active coil)과 이차코일(reference coil)에 의해 전자기장형성
(입력교류는 고주파, 1MHz) => 와전류 형성
③ 차동변압기, LVDT(linear variable differential transformer)
- 인덕턴스변환기의 대표적, 상호인덕턴스형 중 가변철심형
- 차동변압기의 구조 및 원리
차동변압기중에 철심의 이동거리가 출력이 0이 되는 근방에서만 작동시켜
선형성을 보장한 것이 LVDT
- 코어의 재질 : 순철, permalloy(저주파용), ferrite(훼라이트, 고주파용)
저항 ↑, 포화자속밀도 ↑, 투자율 ↑
- RVDT(rotary VDT) : 코어가 캠모양

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정밀과계측,   전기적검출변환요소,   전기적변환의 종류