일반기술

차동변압기를 이용한 전자수평센서

본 발명의 전자수평센서는 토목 및 건축 분야에서 측량에 필요한 수평을 정밀하게 설정할 수 있고 수평기와 관련된 제반 장치들을 자동화하는데 필요한 기술로서 두 가지 사실에 바탕을 두고 있다. 즉, 중력 하에서 고정된 축에 대해 자유롭게 흔들리는 흔들이(2)가 회전축(1)과의 마찰이나 공기(또는 액체) 저항에 의해 결국은 정지하게 되고, 정지 상태에서 흔들이(2)의 회전축(1)과 흔들이(2)의 한 점을 잇는 선은 항상 연직선과 일정한 각을 이루게 되는 현상[1]과 차동변압기(7)를 사용하면 매우 미소한 변위를 측정하는 것이 가능하다는 사실[2]을 이용하였다. 차동변압기(7)를 사용하여 측정할 수 있는 변위의 분해능은 0.05㎛ 정도이다. 이런 분해능을 가진 차동변압기(7)를 사용하고, 흔들이(2)의 회전축(1)과 흔들이(2)의 철심(3) 부분까지의 거리를 10cm으로 하면 200만 분의 1 라디안(0.1초)의 정밀도내에서 수평을 잡는 것이 가능하다.본 발명은 공사현장 혹은 공장 등에서 물체의 수평 상태를 확인하는 전자수평센서에 관한 것으로, 액체의 기포관을 사용하지 않고 수평 상태를 전기 신호로 바꾸어 측정할 수 있도록 함으로써 정밀한 수평 기준을 설정할 수 있도록 하였다. 수평센서의 주요구조는 센서 몸체에 고정된 회전축에 대해 자유롭게 흔들리는 흔들이 및 센서 몸체에 장작된 차동변압기로 구성되어 있다. 차동변압기의 1차 코일에 일정한 주파수와 일정한 전압의 교류 전원을 인가하면 2차 코일의 출력 전압이 철심의 위치에 따라서 변하게 되므로 수평상태를 측정할 수 있다. 본 발명은 수평으로부터 벗어난정도를 전기신호로 인출할 수 있는 센서로서, 수준기나 트랜싯, 광파기 등 수평과 관련된 제반 장치들에 부착하여 수평을 정밀하게 자동 조절할 수 있는 센서로 활용 가능하다.