유도 센서의 작동 원리

LVDT, RVDT, 리졸버는 보통 1차 및 2차 권선이라고 하는 코일 간에 유도 커플링 변화를 측정합니다. 1차 권선은 2차 권선에 에너지를 결합하지만 2차 권선에 결합되는 에너지 비율은 자기 투과성 대상의 상대 변위에 비례하여 달라집니다. LVDT에서 1차 권선은 권선의 내경을 통과하는 금속봉을 사용합니다. RVDT 또는 리졸버에서 1차 권선은 보통 형태를 갖춘 회전자이거나 회전자 주변부에 배치된 권선 주위로 회전하는 봉입니다. LVDT 및 RVDT의 일반 응용 분야에는 항공 우주 에일러론, 엔진 및 연료 시스템 제어의 유압 서보가 포함됩니다. 리졸버의 일반 응용 분야에는 무부러시형 전기 모터 정류가 포함됩니다.

유도 센서의 중요한 이점은 연관된 신호 처리 회로를 감지 코일과 매우 가까운 곳에 둘 필요가 없다는 것입니다. 따라서 감지 코일은 자기 또는 광학 등 다른 감지 기술을 방해할 수 있는 혹독한 환경에서도 사용할 수 있습니다. 감지 코일을 감지점에 놓으려면 비교적 섬세하고 실리콘으로 만든 전자제품이 필요합니다.

응용 분야

유도 센서는 어려운 조건에서 안정적인 작동을 위한 긴 궤도 기록을 갖추고 있습니다. 그 결과, 안전 관련, 안전 우선 또는 고안전성 응용 분야를 위해 자동적으로 선택합니다. 이러한 응용 분야는 군사, 우주항공, 철도, 중공업 부문에서도 흔하게 나타납니다.

이 단순한 명성의 이유는 보통 다음과 무관하게 기본 물리학 및 작동 원리와 관련됩니다.

• 이동식 전기 접점
• 온도
• 습도, 물 및 응축
• 먼지, 기름, 그릿, 모래 등 외부 물질

유도 센서의 장단점

기본 작동 요소 즉, 감겨진 코일과 금속 부품의 특성으로 인해 대부분의 유도 센서는 매우 튼튼합니다. 단순한 명성을 고려할 때 ‘유도 센서를 왜 더 자주 사용하지 않을까’라는 의문이 생깁니다. 그 이유는 유도 센서의 물리적 강건성이 장단점으로 작용하기 때문입니다. 유도 센서는 정확하고 안정적이고 강건한 경향이 있지만 크고 부피가 크고 무겁습니다. 또한 세밀하게 감긴 코일의 물질 부피와 요건은 특히 정밀 권선이 요구되는 고정밀 기기를 생산하려면 비용이 많이 듭니다. 단순 근접 센서를 제외하고 더욱 정교한 유도 센서는 많은 주류, 상업 또는 산업 응용 분야에 사용하기에 엄두를 내지 못할 만큼 고가입니다.

유도 센서가 상대적으로 보기 드문 또 다른 이유는 설계 기술자가 지정하는 데 어려움이 있을 수 있다는 것입니다. 각 센서는 연관된 AC 생성 및 신호 처리 회로를 별도로 지정하여 구매해야 하기 때문입니다. 따라서 아날로그 전자기기에 대한 상당한 기술과 지식을 요구합니다. 더 젊은 기술자는 디지털 전자기기에 중점을 두는 경향이 있으므로 이러한 훈련은 피해야할 원치 않는 ‘기술’로 여깁니다.

최신형 – 유도 엔코더 또는 인코더

하지만 최신형 유도 센서는 최근 유통되기 시작해 기존 부문과 주류 부문에서 모두 성장세를 보이고 있습니다. 이러한 최신형 유도 센서는 대개 유도 엔코더 또는 ‘인코더'(incoder, 즉 inductive와 encoder가 결합됨)라고 합니다. 작동 방식은 기존의 기기와 동일한 기본 물리학을 사용하지만 부피가 큰 전압기 구성과 아날로그 전자기기 대신 인쇄된 회로 기판과 현대 디지털 전자기기를 사용합니다. 이러한 방식은 품질이 우수하여 2D 및 3D 센서, 단초점(<1mm) 선형 기기, 곡선 기하, 그리고 소형 회전형 엔코더  와 대형 회전형 엔코더 같은 고정밀 앵글 엔코더 등 유도 센서용 응용 분야에 광범위하게 사용됩니다.

PCB를 사용하면 센서를 얇고 유연한 기판에 인쇄할 수 있기 때문에 기존의 케이블과 커넥터를 사용할 필요가 없습니다. 이러한 방식은 물리적인 유연성은 물론 손쉽게 제공할 수 있는 OEM 방식의 맞춤형 설계의 유연성으로 인해 큰 장점으로 작용합니다.

기존의 유도 감지 기술과 마찬가지로 이러한 방식은 혹독한 환경에서 안정적이고 정밀한 측정을 가능하게 합니다. 그 밖에도 다음과 같은 몇 가지 중요한 장점이 있습니다.

• 비용 절감
• 정확도 증가
• 중량 감소
• 단순화된 기계 공학(예: 베어링, 실링 및 부시)
• 컴팩트 사이즈 – 기존 LVDT에 비해 특히 스트로크 길이가 눈에 띄게 짧음
• 전기 인터페이스의 단순화 – 대개 DC 공급과 절대적 디지털 신호