센서 및 계측의 정의

1.계측의 기본 요소

2.센서의 정의

-.물리 / 화학 / 생물량을 측정하여 전기량으로 변환하는 소자 ( 비교 : 변환기 )

-.센서의 기술 : 재료 / 가공기술 + 전자기술 + 광기술 + 제어기술 + 시스템기술

3.센서의 특성

정적 특성

- 정밀도 (accuracy)

- 분해능 (resolution)

- 반복성 ( repeatibility )

- 히스테리시스 (hysteresis)

- 선형성 (linearity)

동적 특성

- 상승시간 (rising time)

- 시정수 (time constant)

- 무응답시간 (dead time)

- 세틀링 시간

시스템 요소 특성

- 전달함수

- 이득

- 일차계 시스템 요소

- 무응답 시간요소

- 이차계 시스템 요소

3-1.센서의 정적 특성

정밀도 - 정의 : 퍼센트 오차 ( 오차 = 측정치 - 참값 )

분해능 - 정의 : 출력에 변화를 줄 수 있는 센서의 정밀도

- 광학식 로타리 엔코더 분해능

- A/D Converter N bit :

반복성 - 정의 : 동일한 반복 입력에 대한 추종 정도

선형성- 정의 : 입력과 출력 간의 선형관계 ( 기울기 : 감도 , 영역 : 범위 )

히스테리시스 - 정의 : 입력이 증가 / 감소할 때 입력 - 출력 특성곡선의 차이

- 내부 분자 구조의 변형에 기인함( 비교 : 관성효과와 외부마찰 )

3-2. 센서의 동적 특성

상승 시간 - 정의 : 계단입력 인가시 최종 응답의 10% 에서 90% 까지 도달 시간 - 짧을수록 동적 응답성이 우수함

시정수 - 정의 : 계단입력 인가시 최종 응답의 63.2% 에 도달하는 시간

무응답 시간 - 정의 : 계단입력 인가시 출력이 나타나기까지의 시간

세틀림 시간 - 정의 : 계단입력 인가 뒤 최종 응답의 2% 범위에 도달 시간

주파수 응답 - 정의 : 정현파 입력이 시스템에 인가되었을 때 응답특성

- 응답의 이득 , 차단 주파수 (3dB cut-off frequency )

종류별 센서

1. 광 센서

1-1.광도전형 센서

- 원리 : 빛이 조사되면 물질의 도전율이 증가되는 광도전 효과 (photo-conductive effect) 를 이용함

- 특징 : 응답 속도가 느림 . 가시광 이상의 장파장 광 검출에 이용

- CdS 광도전셀 : 광도전체로 CdS , CdSe 를 사용하는 센서,고감도 , 소형 , 저가격 , 가시광선 민감 , 저속 응답성

카메라의 노출계 , 가로등 자동점멸기 사용

- PbS 광도전셀 : 광도전체로 PbS , PbSe 를 사용하는 센서 ( 적외선 민감 )

1-2.광전자 방출형 센서

- 원리 : 빛의 진동수가 어떤 한계 진동수보다 커지면 금속으로 전자가 방출되는 광전자 방출효과

( photoemissive effect) 를 이용한 센서

- 광전관 : 광전자를 방출하는 음극 + 광전자를 흡수하는 양극 구조,저감도 , 양호한 선형성 ( 입사광 - 전류 ),

고속 응답성

- 광전자 증배관 : 광전관 +2 차 증배기, 감도 증가,고감도 + 고속 응답성 a 분석기기 , 의료용기기 , 촬상관 응용