아낌없이 주는 나무

1. 온도 센서

  ▣ 다음 요소의 명칭과 용도를 쓰시오.

  ① 명칭 : 온도 센서           ② 용도 : 온도 측정용

  ※ 문제의 온도 센서는 액체 봉입형으로 온도를 감지하기 위한 것이다.

  ※ 감열부에 봉입된 열팽창계수가 높은 액체를통해 접점을 ON·OFF하여 온도를 제어한다.

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3. 오발 기어식 유량계

  ▣ 다음 요소의 명칭과 용도를 쓰시오.

  ※ 오발 (Oval ) : 계란형의, 타원형의

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4. 타코 미터

  ▣ 다음 센서의 정확한 명칭과 용도를 쓰시오.

  ① 명칭 : 압력계, 압력게이지

    ※ 이 기기는 유체의 압력을 측정하는 압력 게이지이다.

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6. 토크 센서

  ▣ 다음 센서의 정확한 명칭을 쓰시오.

  ① 명칭 : 토크 센서

  ※ 토크 센서는 토크 미터라고도 한다.

  ※ 토크 센서 : 토크를 측정하는 센서이다. 토크가 걸릴 때 발생하는 비틀림을 측정하여 토크를 측정할 수 있다. 토크의

                        단위는 N-cm, N-m, in-lbf, kgf · cm /m 로 표시한다.

  토크 측정은 다음과 같은 방법을 사용한다.

    ⊙ 로드셀과 비슷하게 Strain Gauge 사용한 방법 (변형게이지식 토크 센서)

    ⊙ 자기장을 이용한 방법 (자기변형 토크 센서)

    ⊙ 음파를 이용한 방법

    ⊙ 회전각 측정 센서를 이용한 방법 (위상차 검출형 토크 센서)

    ⊙ 앵글 타입 기어를 사용할 때 베어링 하우징에서 받는 힘을 측정하는 방법

토크를 측정하는 데는 동력전달축을 제동장치와 결합하여 그 일을 열 또는 전기 에너지의 형태로 방산시켜 그 때의 제동량으로부터 구하는 것과 동력전달축의 비틀림 각이나 변형 등으로부터 측정하는 방법이 있다.

전자는 흡수동력계라 불리고, 전기, 물, 공기, 고체 마찰 동력계로 분류된다.

후자는 토크미터라 하여, 실제로 움직일 때의 전달 토크가 계측 가능한 특징이 있다.

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7. 스트레인 게이지

  ▣ 다음 센서의 정확한 명칭을 쓰시오.

          ㉮ 정전용량형 센서                                         ㉯ 유도형 센서

  ※ 정전용량형 센서는 금속과 비금속 모두 감지하는 근접센서이며, 유도형 센서는 금속만 감지하는 근접 센서이다.

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  ※ 유도 센서의 정의: 변압기의 작동 원리에 따라 작동하는 비접촉식 센서의 일종입니다. 위치 및 속도 감지에 사용됩니다.

      그것은 구성을 위해 코일 또는 인덕터를 사용합니다. 따라서 이름이 유도형 센서입니다.

   ⊙ 유도형 센서에는 다음 두 가지 원리가 사용됩니다.

      • 전선을 통한 변동 전류의 흐름은 자기장(H)을 생성합니다.

      • 전도성 본체 주변의 자기장 변동으로 인해 본체에 전류가 흐릅니다.

   ⊙ 검출 코일에서 발생하는 고주파 자계 내에 검출 물체(자성 금속)가 접근하면 전자유도 현상에 의해 근접 물체 표면에

        유도전류가 흘러 검출 물체내에 에너지 손실이 발생하게 된다. 이 유도전류에 의해 에너지 손실이 발생하게 되면 검출

        코일에서 발생하는 발진 진폭이 감소·정지하게 되고, 이 진폭의 변화량을 이용하여 검출물제 (자성 금속)의 유무를

        판단한다.

근접 센서는 유도 센서의 한 예입니다. 코일에 AC(교류)를 흐르게 하는 전원을 사용합니다. 전도성 타겟이 코일에 가까워지면 코일의 임피던스가 변경되고 타겟이 있음을 나타냅니다. 사람의 유무 및 센서 근처의 금속 물체를 감지하는 데 사용됩니다. 유도성 센서는 두 가지 가능한 출력 상태로 인해 유도성 근접 스위치라고도 합니다.

유도 센서는 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 공작 기계, 금속 대상 등을 감지합니다.

유도형 센서의 장점은 다음과 같습니다.

  ◈ 열악한 환경 조건을 견딜 수 있습니다.

  ◈ 수명이 더 깁니다.

  ◈ 설치가 매우 쉽습니다.

  ◈ 매우 예측 가능한 결과와 성능을 제공합니다.

  ◈ 전환율이 높습니다.

유도형 센서의 단점은 다음과 같습니다.

  ◈ 유도 센서의 감지 범위는 감지되는 금속의 유형, 모양, 크기 및 설계에 사용된 코일 크기에 따라 다릅니다. 위와 같은

       이유로 인덕티브 센서는 감지 거리에 한계가 있습니다.

  ◈ 금속성 타겟만 탐지할 수 있습니다.

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▣ 정전용량형 센서 : 검물물체와 센서 사이의 정전용량 변화를 검출하는 방식

위 그림과 같이 극판에 +전압을 인가하면 극판면에는 +전하가 대지쪽은 -전하가 발생하면서 극판과 대지사이에 전계가 생기게 된다. 물체가 극판쪽으로 접근하면 유도를 받아서 물체 내부에 있는 전하들이 극판쪽으로 -전하가 반대쪽은 + 전하가 이동하게 되는데 이것을 '분극 현상'이라 한다. 물체가 극판에서 멀어지면 분극현상이 약해져서 정전용량이 작아지고 반대로 극판 쪽으로 접근하면 분극현상이 커져 극판면의 +전하가 증가하여 정전용량이 커지는데 이 변화량을 검출하여 물체의 유무를 판단한다.

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9. 광센서

  ▣ 다음 센서의 정확한 명칭과 구조적인 분류의 명칭을 쓰시오.

  ① 명칭 : 광센서         ② 분류형 : 직접 반사형

※ 광 센서는 광학 센서, 광전 센서, 포토 센서 등 명칭이 많으며, 문제의 센서는 방광부와 수광부가 한 몸체에 있는 직접

       반사형 (확산 반사형)이다.

※ 광전 센서는 빛을 매체로 대상물을 검지하는 센서를 총칭하며, 주로 빛을 내는 투광부와 빛을 받는 수광부로 구성되어

    있다. 광전 센서 원리는 투광부에서 발사된 빛이 검출물체에 의해 반사/투과/흡수되는 정도에 따라 수광부에 도달하고,

    수광부는 이를 검지하여 출력 신호를 얻는다. 또는 검출 물체 자체에서 발광하는 빛을 검지하는 타입도 있다. 광전 센서

     는 보통 투과형/미러반사형/확산반사형 3타입으로 구분되며, 화이버 센서나 레이저 센서도 광전 센서(빔 센서)의 일종

     이다.

10. 유량 센서

  ▣ 다음 센서의 정확한 명칭을 쓰시오.

  ① 명칭 : 유량 센서

※ 이 센서는 전자유량계이다.

※ 전자유량계는 전도성 유체가 자기장에 수직으로 흐를 때 자기장과 유속이 유체에 수직인 방향으로 전압차가 발생하고

    이 전압의 크기가 유속에 비례하기 때문에 유량을 측정할 수 있다. 측정원리는 1831년 영국의 Michael Faraday가 자기

    장 내부에서 Circuit이 이동할 때 Circuit에서 유도된 전압을 측정하였다. 이러한 원리가 전자유량계에 응용되었고 실제로

     Faraday가 지자기를 이용하여 템즈강의 유속을 측정하려는 시도가 있었다.

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라. 응용 제어 동작

 ※ 기본제어동작을 다음 조건과 같이 변경하시오.

  ① 누름버튼 스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

    ㉠ 연속동작 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 기본제어동작이 연속동작하여야 합니다.

    ㉡ 정지 스위치(PB3)를 1회 ON-OFF하면 해당 행정이 완료된 후 정지하여야 합니다.

  ② 실린더 B의 로드측이 하중에 의하여 종속된 상태로 낙하하지 않도록 카운터밸런스 밸브를 부착하고, 카운터밸런스

       밸브의 압력은 3 MPa(30 kgf/cm2)로 설정하고, 압력계를 설치하여 확인합니다.

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【 문제 풀이 】

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1. 기본 제어 동작

기본 제어 동작의 회로 오류를 확인하기에 앞서 변위 단계 선도에 단계별 동작 상황과 시작신호를 표기하고

제어 회로에는 알기 쉬운 부분인 솔레노이드에 동작 상황을 표기한다.

이제 단계별 동작 상황을 파악하기에 앞서 초기 상황을 확인해 보자.

초기 상황은 릴레이 코일 K1과 솔레노이드 밸브 Y1, Y3는 전원선과 직렬로 릴레이 또는 누름 버튼 a접점으로 연결되어

있어 릴레이 코일은 소자 또는 OFF 되어 있고 그런데 전기제어 회로에서는 솔레노이드 밸브 Y2는 전원선과 릴레이 K1과

눌러져 있는 LS1↑에 의해 직렬로 연결되어 있어 ON 상태에 있는데 유압 회로에서는 초기 상태에 솔레노이드 밸브 Y3가 ON되어 있는 있는 상태이다. 무엇인가 이상하다. 단계별로 동작을 살펴 보면서 확인해 보자.

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첫번째 단계, 시작 신호 버튼 PB1을 누르면 리밋 스위치 LS3 ↑가 눌러져 있고 LS4 b접점은 붙어 있으므로

릴레이 코일 K1이 여자되고 K1 a접점으로 자기 유지하고 솔레노이드 밸브 Y1은 ON되고 Y3는 시작 준비를 한다.

솔레노이드 밸브 Y1이 ON되어 실린더 A가 전진하게 된다. 첫번째 동작은 이상이 없다.

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두번째 단계, 실린더 A가 전진을 하여 리밋 스위치 LS2를 누르면

제어회로에서는 솔레노이드 밸브 Y3를 ON시키게 되어 있는데

2번째 동작 즉, 실린더 B를 전진시키기 위해서는 솔레노이드 밸브 Y2를 ON 시켜야 한다.

따라서 솔레노이드 밸브 Y2와 Y3를 바꾸어야 한다.

​

세번째 동작, 실린더 B가 전진을 하여 리밋 스위치 LS4를 누르게 되면 LS4 b접점으로 릴레이 코일 K1이 소자되는데

K1 이 소자되면 K1 b접점으로 다음 단계 시작준비를 하고

K1 a접점으로 솔레노이드 밸브 Y1, Y2를 OFF시키며 실린더 A는 후진을 하게 된다.

세번째 단계는 이상이 없다.

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네번째 단계, 실린더 A가 후진을 하여 리밋 스위치 LS1을 누르게 되면

솔레노이드 밸브 Y3가 ON되어 실린더 B가 후진하게 된다.

이때 솔레노이드 밸브 Y2, Y3는 양솔레노이드 밸브이므로 Y2를 OFF시켜야 하는데

이미 K1 a접점에 의하여 솔레노이드 밸브 Y2는 OFF되어 있는 상태이다.

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이상의 내용을 정리하면 다음과 같다.

다음으로

 ① 누름버튼 스위치를 추가하여 다음과 같이 동작합니다.

   ㉠ 연속동작 스위치(PB2)를 1회 ON-OFF하면 기본제어동작이 연속동작하여야 합니다.

   ㉡ 정지 스위치(PB3)를 1회 ON-OFF하면 해당 행정이 완료된 후 정지하여야 합니다.

를 풀어 보도록 하자.

이는 별도의 푸쉬 버튼 스위치를 설치하여 PB1을 계속 누르는 것과 같은 효과 즉, PB1을 자기 유지 시키라는 것이고

PB3 b접점을 설치하여 전원을 차단하라는 주문이다.

따라서 PB2 a접점과 PB 3 b접점을 별로듸 릴레이 코일 K2와 직렬로 연결하고 PB1와

PB2를 자기 유지시키기 위해 K2 a접점을 병렬로 연결한다.

[작업시 유의 사항]

 ① 리밋 스위치 LS1과 LS2, LS3은 a접점이고, LS4는 b접점이다.

 ② 응용 회로에서 카운터 밸런스 밸브나 릴리프 밸브는 미리 압력을 기본 작업 전 설정한 후 분리하여 테이블에 놓고,

      릴리프 밸브의 호스를 연결하여 4 MPa의 압력을 설정하는 것이 시간적으로 유리하다.

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