일반기술

공작기계 감시를 위한 광 기계식 가속도 센서

가속도센서는 관성센서의 일종으로서 연구, 군사용 등의 특수용도 시장과 더불어 최근에는 자동차 및 가전제품의 성능향상이나 신기능 추가의 요구에 따라서 그 적용분야가 확대되고 있다.압전형 가속도센서의 모든 압전재료가 온도에 민감하여 주위의 온도변화가 가속도센서의 감도에 변화를 초래하며, 압전형 가속도센서는 높은 임피던스를 가지고 있어 연결 케이블에서의 접지루프, 마찰전기잡음, 전자기잡음 등을 일으킨다. 또한 기존의 가속도센서는 복잡한 공정 그리고 선형성의 문제점이 있었다.본 기술은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 MEMS기술을 이용하여 크기가 소형인 센서를 설계하였으며, 기존의 케이블 대신 광섬유를 사용하여 전기적 잡음 및 열악한 작업환경에서도 진동을 효과적으로 감지할 수 있으며 원거리 측정이 가능한 기술이다. 또한 결국 좌우대칭의 진동질량과 수직형상의 스프링 빔으로 구성된 센서의 구조는 측정하고자 하는 가속도 성분을 효과적으로 감지하도록 하는 기술이다.현재 가장 널리 사용되고 있는 가속도센서는 압전소자를 이용한 압전형 가속도센서이며, 이는 압전소자에 극성 방향으로 힘을 가하면 양쪽면에 전하가 발생하며 이에 의하여 전위차가 발생하는 원리를 이용한 것이다. 이 전위차는 가한 힘의 크기에 비례하므로 정확한 진동량을 측정할 수 있다. 이러한 압전형 가속도센서는 다른 진동측정변환기보다 넓은 주파수 영역에서 좋은 선형성을 가지며, 전원이 필요없다는 장점이 있다. 본 기술은 이러한 가속도센서를 MEMS 기술을 이용하여 센서의 크기가 소형이며, 광의 전송로로써 광섬유를 사용하여 무인자동화 시스템을 구축할 때 다수의 공작기계를 장거리에서 감시하는 데 매우 유용한 특징이 있는 기술이다.