위치와 속도의 측정

산업계의 다양한 분야에서 위치와 속도를 포함한 모션의 측정은 시스템과 기계장치의 정확한 동작을 구현하기 위한 필수적인 정보이다. 이러한 측정을 위하여 위치센서로 통칭되는 다양한 디바이스가 있으며, 수행하고자 하는 측정의 요구사항에 적합한 센서를 선택하는 것이 무엇보다 중요하다.

본문에서는 각 응용에 가장 적합한 센서를 소개하고 사용자가 선택할 수 있는 다양한 솔루션들을 살펴본다. 이를 위하여 응용의 분류를 "모션의 유형"과 "측정의 유형"과 같이 두 가지 측면으로 살펴본다.

회전은 예를 들어 기계적인 암, 또는 모터 밸브와 같이 시스템이 축을 중심으로 회전하는 운동이다. 회전운동의 측정은 각도를 단위로 이루어진다.

싱글턴

회전운동이 360° 범위 내에서 이루어질 때 이를 “싱글턴”이라 하며, 중심축에 대한 회전 각도는 다음의 두 종류의 센서를 이용하여 간단히 측정할 수 있다.

• 앱솔루트 싱글턴 로터리 인코더
• 경사계

경사계를 이용하였을 때 가장 큰 장점은 경사를 측정하기 위하여 회전축에 센서를 연결하여 측정할 필요가 없으며, 시스템의 어느 위치이든 자유롭게 설치할 수 있다. 또한 센서의 크기도 작아서 설치 공간의 제약이 있을 때 선택할 수 있다.

더욱 자세한 기술적 내용을 경사계와 싱글턴 로터리 인코더의 비교 에서 찾아볼 수 있다.

멀티턴

멀티턴 회전은 논리적으로 1회전 이상의 회전을 의미한다. 이러한 멀티턴 운동에서는 회전의 위치와 속도 이외에 회전의 횟수도 측정되어야 하며, 이를 위하여 앱솔루트 멀티턴 로터리인코더를 사용하여 모션 제어를 할 수 있다. 이에 관한 더욱 자세한 내용을 앱솔루트 인코더에서 찾아볼 수 있다.

또한 싱글턴 인코더와 멀티턴 인코더의 차이점 에 대해서도 참고하기 바란다.

본문에서는 모션 측정에 많이 사용되는 측정의 형태와 디바이스의 유형에 대하여 소개한다. 이러한 관점에서 측정의 유형은 절대적인 측정과 상대적인 측정으로 분류할 수 있다.

앱솔루트 vs 인크리멘탈

상대적인 측정은 이전 시점이나 속도에서 현재 시점까지의 이동거리와 같이, 고정된 기준점이 없이 상대적인 이동거리를 측정하는 것이다. 이러한 상대적인 측정은 인크리멘탈 인코더를 사용하여 완벽하게 측정할 수 있다. 상대적인 측정을 위하여 인크리멘탈 인코더를 적용하는 응용은 회전운동의 측정뿐만 아니라 로터리 인코더를 포함하고 있는 병진운동의 측정에도 동일하게 응용된다.

인크리멘탈 인코더 는 경제적인 비용과 작은 크기로 만들 수 있는 매우 중요한 장점이 있으며, 단지 속도나 상대적인 위치의 측정이 필요한 경우에 최적의 선택이다.

어떠한 종류의 제어시스템에서는 작업 공정의 진행에 따라 위치가 변하지 않는 고정된 기준점에 대한 절대적인 위치 정보가 필요한 경우도 있다. 앱솔루트 인코더와 경사계는 이러한 요구사항에 적합하게 디자인되었다. 물론 특정한 위치에 대한 오프셋이나 리셋을 설정하는 것도 가능하다. 속도의 측정 또한 가능하며, 그러므로 가장 중요한 특징은 전원이 공급되지 않는 상태에서도 절대적인 위치 정보를 유지할 수 있다는 것이다.

그러나 절대위치의 측정을 위한 추가적인 구성요소에는 추가적인 비용이 필요하며, 이로 인하여 앱솔루트 인코더는 인크리멘탈 인코더에 매우 비싸다.

POSITAL의 회전 측정 기술은 배터리를 사용하지 않아 유지보수의 부담이 없다. 특히 위건드센서 기반의 에너지하베스팅 기술은 위치센서 분야에서 중요한 기술적 도약으로 평가되고 있다.

결국 “나의 응용에 적합한 위치 센서는 어떤 제품인가?”와 같은 질문에는 측정의 대상이 되는 운동의 유형과 제어시스템에 필요한 측정의 유형을 분석해 보아야 한다. POSITAL은 최고의 제품을 고객에게 제공함과 동시에 설계 단계에서도 고객을 지원하고 있다.