센서의 기초와 종류

▶센서의 기초:

▶센서의 정의:

센서는 인간의 오감에 대응하는 것이라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있습니다.

우리들 인간은 눈, 귀, 피부,코, 혀라고 하는 5개의 기관에 의해 외계의 자극을 감지하고 있습니다.

오감으로서 감지하는 신호는 신경세포를 통해서 대뇌에 전달되고, 이곳에서 비로소 사물의 형상, 음, 냄새, 맛 등이 인식됩니다.

표 1 인간의 감각과 센서와의 비교.

인간감각	센서	물리현상
시각(눈)	광센서	광기전력현상 광전도효과
청각(귀)	압력센서 자기센서	압전효과 홀효과 파에조저항효과 자기저항효과 조셉효과 표면탄성파
촉각(피부)	온도센서 압력센서	열저항효과 압전효과 피에조저항효과 광전효과 표면타성파 초전효과
후각(코)	가스센서 온도센서	흠착효과
미각(혀)	미(맛)센서	미개발

일반적으로 밖에서 얻어지는 온도, 압력, 변위, 속도등의 물리량이지만, 성분, 농도 등은 화학량으로 전기량은 아닐 때가 많습니다.

이와 같이 비전기량을 전기량으로 바꾸는 수많은 트랜스듀서(tranceducer)까지 포함시켜 이들을 넓은 의미로 센서라고 합니다.

▶광센서:

최근, 산업체에서 에너지 절약이나 자동화를 위하여 광에 의한 계측에 필요성이 중요시되어, 센서의 개발이 활발히 이루어지고 있습니다.

글결과, 가지각색의 센서가 실현되고 있는 실정입니다.

빛, 즉 광은 전자파(Elecro magnanetic qave )의 일종으로 TV 나 라디오 등의 방송에 이용되고 있는 전파와 같은 것입니다.

광센서란 인간의 눈으로 감지할 수 있는 가시광선을 중심으로 적외선에서 자외선 영역의 광자체 또는 광에 포함되어 있는 정보를 전지신호로 변환하여 검지하는 전자디바이스의 총칭이다.

광센서에는 검출하려는 파장범위 범위대를 기준으로 방사선센서, 자외선센서, 가시광선센서, 적외선 센서 등이 있으며, 최근에는 광섬유를 이용한 센서의 연구가 활발히 이루어지고 있습니다.

▶온도센서:

지금부터 약 380년 전, 이탈리아 물리학자이인 갈릴레이에 의해 발명된 온도계는 여러 가지 기술진보를 거듭하여 오늘날 가장 대중적인 계측기로 사용되고 있습니다.

현대 산업사회에서 온도센서에 대한 중요성은 점차 커지고 있는 상태입니다.

온도센서는 (Temperature Sensor)는 열이나 온도를 전류나 전압으로 변환하여 검지하는 센서이며, 다른 센서에 비해 종류가 많습니다.

온도센서는 크게 접촉 식과 비접촉식으로 분류합니다.

측정 대상물과의 접촉을 통해 온도를 측정하는 방식으로(백금) 저항 온도센서, 서미스터, 열전대, 바이메탈 등 대부분의 센서가 이에 해당하고 비접촉식에는 방사온도계, 광온도계가 있습니다.

▶습도센서:

습도의 조절은 쾌적한 분위기조성, 반도체, 정밀기기의 생산, 식품가공산업 등에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.

습도란 습기의 정량적인 표현방법으로서, 기체 1 [㎡] 안에 포함되어 있는 수증기의 양을 g단위로 표시한 것이 절대습도이고 우리가 사용하고 있는 습도는 상대습도[%] RH를 말하며 공기 중의 수증기압 P와 이 온도계에서의 포화수 중 백분율로 표시한 것입니다.

▶압력센서:

압력센서는 프로세스 또는 시스템에서 압력을 측정하는 소자로서 공업계측, 자동제어, 환경제어, 전기용품 등 그 용도가 다양하고 가장 폭넓게 사용되는 센서 중하나입니다.

압력센서의 측정원리는 변위, 변형, 자기-열전도율, 진동수 등을 이용하는 것으로 현재 많이 실용화되어 사용되고 있습니다.

최근에는 반도체 기술의 발전과 마이크로 머시닝 기술의 발전으로 보다 소형 화되고 복합화된 다기능의 스마트 센서에 대한 관심이 높아지고 있습니다.

▶음향센서:

소리를 계측하는 센서로는 마이크로폰이 극히 일반적이지만, 공기 중뿐만 아니라 유체에서 사용되는 수중 마이크로폰과 각종 음향 진동 변환기도 음향센서로 분류할 수 있습니다.

음향센서의 종류로는 음성을 통신망에 태우기 위한 전화용 송화기, 가청대역의 소리를 재생 전기신호로 변환하는 방송용, 마이크로폰, 기록된 매체로부터 소리를 재생하는 센서 등이 있습니다.

참조:센서의 기초.

저자:진경시, 김경화, 김남오, 고봉철 공저.

출판사:태영문화사.

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