센서의 종류와 특성

소개글

센서의 종류와 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 센서의 개요

2. 광(光) 센서

3. 이미지 센서

4. 변위 센서

5. 근접/위치 센서

6. 역학 센서

7. 참고

본문내용

도전형 센서
- 원리 : 빛이 조사되면 물질의 도전율이 증가되는 광도전 효과를 이용함
- 특징 : 응답 속도가 느림. 가시광 이상의 장파장 광 검출에 이용
- CdS 광도전셀 : 광도전체로 CdS, CdSe를 사용하는 센서
고감도, 소형, 저가격, 가시광선 민감, 저속 응답성
→ 카메라의 노출계, 가로등 자동 점멸기 사용
- PbS 광도전셀 : 광도전체로 PbS, PbSe를 사용하는 센서(적외선 민감)
집합형 센서
- 원리 : p형/n형 반도체 접합 → p형(-),n형(+)전하, 공픽영역발생
빛 조사 → 광자가 반도체 전자를 활성화, p형 전자가 n형이동
→ 입사광에 비례하여 기전력 발생
- 포토다이오드 : 희망하는 파장대의 빛 응답을 위한 반도체 재료 변호 자외선-근적외선 영역 사용,
응답시간은 수십sec-nsec 저감도 → 광통신의 수광소자, 리모컨, 노출계
응용
3. 이미지센서
찰상관
- 광도전형 촬상관의 원리 : 광 조사 → 각 화소의 광도전막 저항 변화 → 전자빔이 주사 → 신호 검출
- 대형 크기, 정밀성 → TV 카메라, 감시용 카메라 , VTR 카메라 사용
고체 이미지 센서
- MOS 이미지 센서의 원리 : p형 Si 기판 + n형 MOSEFT(metal oxide semiconductor field effect transistor)구조에서 pn접합이 광전 변환과 함께 신호전하 축적 → 광조 사에 따른 전위차 저하 → 주사펄스에 의한 충전전류 검출
→ 영상신호 확인(큰 잡음)
- CCD 이미지 센서의 원리 : MOS 커패시티(또는 pn접합 다이오드)의 감광부 + CCD신호 전송부
+ 출력부
- 소형, 경량, 저가격, 저전력, 자계 무영향
→ 가장 많이 사용됨(생산라인의 감시, 로봇의 눈,형사인식등에 활용)
응용
4. 변위센서
개요
- 정의 : 센서에서 검출체까지의 거리, 또는 검출체의 이동한 거리에 비례하여
전기신호를 출력하는 센서
구분
센서 종류
접촉식
포텐션미터, 차동변압기,인코더
비접속식
와전류형센서, 광학센서, 초음파 센서
포텐션미터(Potentionmeter)
- 원리 : 위치에 따른 저항 변화를 이용하여 변위를 측정함.
차동변압기(Differentail transformer)
- 정의 : 센서에서 검출체까지의 거리, 또는 검출체의 이동한 거리에 비례하여
전기신호를 출력하는 센서
- 특징 : 내진 및 내구성이 좋음. 간단한 구조, 히스테리시스가 작음. 외부 자계에 민감함.
초음파 변위 센서(Ultrasonic D.S)
- 원리 : 압전자의 공진을 이용하여 초음파 발생 → 물체에 반사되어 오는 초음파 검출
→ 시간 지연차로 변위 검출
2d=vt(d: 거리, v: 음파속도, t: 시간)
- 특징 : 측정 범위(0.5 - 10mm), 정밀도(0.1mm이하), 온도, 습도에 대한 보정 필요,
발진 방향성 고려
광학식 변위 센서
- 원리 : 측정체에 반사되어 빛 양을 수감소자등으로 측정하여 거리를 알아냄
응 용
5. 근접/위치센서 : ON/OFF 변위센서
광전 센서
- 투과형 센서 : 송광기와 수광기를 대향식으로 설치하고, 그 사이를 통과하는 물체의 유무를
검출하는 센서
- 직접 반사형 센서 : 송광기와 수광기가 동일한 센서에 설치
- 미러 반사형 센서 : 송광기/수광기에 대향되는 곳에 미러 설치
근접센서
- 고주파 발진형 근접 센서 : 와전류형 변위센서의 간이 형태
- 정전용량형 근접 센서 : 정전용량형 변위 센서의 간이 형태
짧은 검출거리. 물체 향상 및 유전율이 다름
- 자기형 근접 센서 : 자석이 접근하면 연결되는 read switch
응 용
6. 역학센서
스트레인 게이지
- 원리 : 변형이 되면 저항이 변하는 소자
압력센서
- 압력계 : 기계적 지시계를 부착한 기기로서 구성이 간단하고 저가임
- 스트레인게이지 압력센서 : 다이어프램에 스트레인 게이지를 부착하여 압력을 측정함
하중 센서
- 기계식 하중계 : 스프링 등의 기계적 부품을 이용한 기기 (예 : 체중계)
- 스트레인게이지형 하중센서 : 알루미늄 봉에 스트레인 게이지를 부착하여 하중을 측정함
- 압전형 하중센서 : 압전 효과를 이용하여 하중을 측정함. 정하중은 측정불가
가속도계
- 스트레인게이지형 가속도계 : 가속도에 의한 변형율을 게이지로 측정함
- 압전형 가속도계 : 부가질량에 의해 하중을 받으면 압전재료에서 전하가 발생되어서
출력전압이 달라짐
- 비교
압전형 : 고주파수, 저감도, 소형
스트레인 게이지형 : 저주파수(DC 측정가능), 고감도, 대형
응 용

키워드

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