센서 공학 개론 시험문제

1.초전형 적외선 센서의 원리왿� 특징

초전형 적외선 센서는 열형에 속하며, 초전 재료의 개발과 가공 기술의 발달로 응답 속도 및 감도 등의 성능이 향상됨. 저가격화로 그 활용이 증대되고 있음. 재료로는 강유전 세라믹, LiTaO3 등의 단결정, 황신글리신, PVDF(폴리비닐플로이드) 등의 유기재료가 사용되고 있으나, 현재로는 제조 및 가격 면에서 세라믹계가 많이 사용됨.

초전형 센서의 특징

1) 물체의 온도를 비접촉으로 측정
2) 물체에서 방사하는 적외선을 받는 수동형이므로 수광 및 투광이 필요한 능동형에 비해 작업이 간단
3) 열형 소자 중에서 감도가 가장 높음
4) 온도 변화에 의한 에너지를 받을 때만 전압을 출력함

초전형 센서의 원리

세라믹 장유전체를 사용한 적외선 센서는 세라믹 소자가 자발 분극 특성을 가지고 있으므로, 소자 양단을 고전압을 걸어 +왿� –로 분극해 둠. 분극의 크기는 온도에 의존. 그림 5-4 (a)에 나타난 것과 같이 소자 표면의 전하가 이온 증착에 의해서 중화되고 있으며, 센서의 창을 통과한 적선이 흑화막을 거쳐 소자에 입사하면, 적외선 에너지가 열로 변환되어 표면 온도가 변화. 소자의 표면 온도가 변화하면 온도 변화에 따라 소자의 극성 크기가 변화. 이 때문에 소자 표면 전하왿� 흡착 부유 이온 전하의 완하 시간이 달라지므로 전기적 평형이 무너져, 그림 5-4 (b)왿� 같이 결합할 상대가 없는 전하가 발생한다. 이왿� 같이 온도 변화에 따라 전하가 발생하는 현상을 초전 효과라함.

2. 홀 소자의 동작원리왿� 이용방법에 대하여

정의 : 홀 효과를 이용하여 자계의 방향이나 강도를 측정할 수 있는 자기 센서를 홀 소자 또는 홀 발전기라 한다. 홀 상수가 크고, 온도 의존성이 작은 게르마늄이나 인듐과 안티몬의 화합물(InSb), 갈륨과 비소의 화합물(GaAs) 등을 사용하며, 되도록 두께가 작은 평판형으로 만든다. (기본구조 그림 5.1 참조)

응용분야 : 자기장의 변화가 전류나 위치 등에 기인할 때는 이들 전류·위치 등의 측정에 응용할 수 있다. 홀기전력은 자기장의 세기왿� 전류를 곱한 것임을 이용해서 전력계나 아날로그계산기의 곱셈기·변조기에 사용된다. 자기장에서 기전력으로는 비가역적인 전달이며, 고주파에서도 사용할 수 있으므로 마이크로파의 전류를 한쪽 방향으로만 회로에 흘리는 자이레이터 등에도 이용된다.