유도계수 (Inductance) 란?
• Michael Faraday and Joseph Henry discovered that a changing magnetic field could induce a voltage in a neighboring circuit and that this voltage was proportional to the time rate of change of the current which produced the magnetic field.
• The constant of proportionality is the inductance symbolized by L [H].
dt L di v
) pitch small
very of
helix long
a of case In
(
2
/
2
G N A s
N
L
G: geometrical factor,
μ: permeability (air: μ0 = 4π x 10-7 H/m), N: number of complete turns of wire A: cross sectional area, s: axial length of the helix
유도성 전류, 전압 파형
The current waveform in 2 H inductor and the corresponding voltage waveform
If the current is sin waveform, how is the responded voltage ? If the current is
constant, what does
the coil operate?
유도성 (Inductive) Sensor 1
• 상호 Inductance를 이용한 Sensor
– 같은 축 방향으로 두 coil을 배열한 후 한 coil에 교류전류를 흘려주 고 다른 coil에서 유도되는 전압을 측정하여 두 coil 간 상대적인 거 리 측정
– 두 coil이 가까울 수록 coil의 유도 전압 증가하고 두 coil이 멀어지 면 유도 전압 감소
– 두 coil간 변위를 측정하는 가장 간단한 System이지만 두 coil간 거 리와 유도 전압이 반드시 비례하지 않음
• 자기저항의 변화를 이용한 Sensor
– 하나 혹은 두 개의 동일 축상에서 고정된 coil 안에 자기저항이 큰 물질을 이동시키면 coil 내 자기 선속의 변화가 유발되고 이로 인 한 유도전압의 변화를 측정하여 자기저항성 물질의 위치 변화를 측정
– 자기저항성 물질의 이동에 대한 유도전압의 변화가 선형적이지 않 음
유도성 (Inductive) Sensor 2
• 선형 가변 차동 변환기
(LVDT: Linear Variable Differential Transformer)
– 유도성 sensor 중 가장 자주 사용되고 임상에서 주로 압력, 변위 또는 힘 을 측정하는데 사용
– Coil 사이에서 철심이 이동할 때 유도되는 전압은 철심의 변위에 비례하고 전압의 위상도 변함
– 따라서 유도전압과 위상을 측정하면 철심의 위치를 알 수 있음
– 넓은 주파수 대역에서 선형성을 나타내고, 민감도가 높으며 방향 인식 및 수십 μm 변위 측정이 가능함
– 위상감지 복조와 같은 복잡한 신호처리 과정 필요
Dynamic Systems and Controls Lab
The University of Texas at Austin
