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토크 측정 기술 소개 ( Torque Measuring Technology)
 
종래에는 전통적 방법인 물리적.기계적 측정방법으로 하중과 거리를 이용한 연산적인 방법을 사용하였지만 오늘날 보다 손쉬운 전기.전자식 센서를 이용한 방법에 의하여 직접적이며 신뢰성있는 토크를 측정하고 있다. 이러한 경향은 과거에 높은 가격으로 제공된 스트레인 게이지식 토크 센서가 보편적이고 양산적인 방법으로 사용자나 이용자에게 경제적인 비용으로 시험. 연구.개발 공정제어 및 품질관리용등 산업전반에 폭넓게 적용될 것이다.

스트레인 게이지 자체는 오실레이터 기능으로 transducer의 Q factor는 전형적인 높은 10-4 으로 진폭시 회로는 1/10-9의 높은 안정성으로 증폭 된다.

단순한 형태로 SAW-Transducer는 수정체와 같은 극도로 섬세 가공된 피에조 물질위에 위치한 2개의 얇은 금속전극의 디지털판으로 이루어져 있으며 이러한 판을 구성하는 그 전극은 극성을 변화시킴으로 인가되는 적정파수의 RF신호가 크리스털표면을 확장시키거나 수축시킨다. 이러한 현상이 레이리파장 또는 표면파장을 발생시킨다. 마주보는 전극은 대체로 작동하는 중심 주파수의 파장의 1/2 또는 1/4에 위치하고 있으며 표면파장 또는 청음속도는 빛의 10-5 이다. 예컨데 3미터 파장인 100Mhz주파수에서 CW신호는 청음 파장 약 30 마이크론을 가질 것이다.

보편적으로 많이 사용되는 토크 센서 응용기술이며 이러한 기술을 통하여 출력신호가 주파수 도메인으로 나타나게 되는 것이다.

기술응용의 장점은 낮은신호가 작동전자 노이즈가 쉽게 발생하는 여러가지 속도의 전기기계에서 효율적으로 보여진다.

그림에서 보여지듯이 SAW트랜스듀서가 비틀림이 생기는 사프트에 장착되며 가압 전압과 Pick-off신호는 RF-Couple에 의하여 출력을 컨트롤하고 데이터를 표시하는 전자 인터페이스로 송신된다. 이러한 기술은 작동 모터의 사프트에 연결 되어 회전하면서 발생되는 물리적인 힘을 센서를 통하여 발생된 전파를 감지하여 RF를 통하거나 Rotary transformer를 통한 시리얼통신을 거쳐 ASIC의 전자제어및 D/A를 통한 증폭이나 FILTERING을 통하여 데이터로 전송함으로 효율적인 측정을 할 수 있는 것이다. RCL-2477RCL-2000 Series

출력신호는 +-5V/ 10V나 디지탈 신호를 가지는 RS-485 Interface 에 의한 처리가 가능하다. RCL-2400 Series참조

  • 타 비접촉식 회전센서에 비하여 경쟁적인 가격
  • 손쉬운 장착 및 기존제품에 보수적 장착이 가능
  • 자동 보정 및 추가 조정이 불필요
  • 에너지 소모가 적다
  • 토크 및 각도 위치 측정
  • 온도.습도특성에 강하다.
  • 전통적인 회로와 전자제어의 구조를 가지는 스트레인게이지 타잎의 토크센서가 많이 적용되나 Strain gage는 가혹한 환경조건하에서 실시간 토크를 측정하는 데에는 완전치 못한점을 보완 할 수 있다.

정해진 마그테틱 패턴에 따른 사프트 주위에 자장을 형성시키고 회로와 토크가 가해질때 사프트의 회전에 의해 발생되는 자기장의 변화를 측정하는 독자적인 회로와 신호처리 기술을 채용하였다. 사프트로부터 약 10mm떨어져 토크가 측정되며 먼지.액체등 기타 비자성물질이나 어떤 사프트 속도에서도 최소의 히스테리시스를 가진다.

시스템 구성은 마그테틱 샤프트 와 샤프트 특성에서의 토크변화를 인식하는 감지헤드 및 전자제어 부문으로 되어 있다. 측정 시스템의 구성은 센서에서 모뎀을 통해 소프트웨어에 의한 PC-Disply 및 제어가 가능하도록 되어 있어 누구에게나 용이하게 토크를 측정할 수 있으며 데이터 저장.출력이 가능하다. RCL-2200/2100 참조

작동원리는 그림과 같이 2개의 오목거울을 샤프트에 고정시키고 레이저 다이오드가 샤프트로부터 약 몇센티미터 거리에 설치하여 각각의 빛이 직접 오목거울에 비추도록 한다. 이러한 방법으로 샤프트가 회전되며 거울이 되어 빛을 감지기로 반사기킨다. 2개의 포토다이오드로 구성된 감지부는 빛에 민감하지 않은 적은 크기(수마이크론 미터)의 방으로 나누어져있어 빛의 양에 따른 시간측정이 이루어진다. 이러한 시간표시 측정의 장점은 빛강도의 약함과 무관하게 작용한다는 것이며 측정정확도가 주위환경의 오염이나 레이저 다이오드 내구에도 영향을 받지 않는다.

본 시스템의 구성은 보통의 철선을 사용하여 구조적인 기계적 구성을 하며 RF-Technology의 결합을 통한 이상적인 토크측정 을 구현한는 것이다. 기술적 해결을 통한 접근이 이루어 졌으며 구체적인 적용이 진행중이며 경제적인 상용화가 가능하리라 생각된다.

* Wire Sensor Technology의 상세한 사항은 추후 보다 더 업데이터 한 내용으로 소개드립니다.

제품의 구성 및 기술사양은 ........................RCL-2337 참조

  • 다양한 측정 센서 적용
  • 원격제어 측정범위 선택
  • 원격 0점 조정
  • 조립이나 작동이 용이
  • 측정신호 진폭 - ...40 kHz
  • 장착샤프의 폭넓은 적용
  • 속도 및 성능 측정
  • 가혹한 환경조건에서 적응
  • 시리얼 인터페이스 응용

토크측정기술의 다양한 정보를 위해서 제품정보란과 기술정보란에서 국외를 자주 방문 하시면 지속적인 업데이트로 여러분에게 한층 알찬 정보를 전하겠습니다.

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