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로터리 인코더의 고정밀도 각도 측정방법에 대한 최근 기술개발 동향

전문가 제언: ○ 고분해능 각도 측정방법으로 사용되는 로터리 인코더는 모터 등의 회전각에 장착되어 산업용의 로봇과 공작기계 등의 산업기계분야, 측정기기분야와 프린터의 종이 보내는 회전제어의 전기제품 및 첨단과학의 측정 장치까지 제어하는 센서로 사용된다. 여기서는 각도가 360° 회전하면 원위치로 돌아오는 닫힌계라는 성질을 이용하여 고정밀도의 각도교정 장치가 없어도 자기각도 오차를 교정할 수 있는 자체교정 각도검출기(Self-calibratable Angle device: SelfA)에 대해서 기술한다.

○ 물건을 제작하는 분야에서 각도의 고정밀도 계측기술의 확립은 불가결하며 고정밀도 상태가 가시화되어 사용자에게 보여줌으로서 측정의 신뢰성을 높일 수 있는 것이다. SelfA의 각도 오차를 낮추기 위해서 눈금판, 커플링, 장착기구 등의 부품의 온도 및 습기 등이 환경에 변형이 작을 수 있도록 낮은 영율, 높은 압축강도 및 낮은 열전달계수를 갖는 재료의 선택이 요구된다. 또한 로터리 인코드의 재료가 가공하기 용이한 것으로 선택하여 제작에 따르는 오차를 줄일 수 있어야 한다.

○ 로터리 인코더의 연구는 국내에서는 미미하나 해외에서 적극적으로 추진되고 있다. D. Jucius는 로터리 인코더의 회전디스크를 UV 임프린트 방법으로 가볍고 값싼 폴리머디스크로 제작한 것에 대해서 발표했다(Optics&Laser Techn.56(2014)107). 과학기술대연합대학원과 한국표준과학연구원(KRISS)은 고정밀 회전인코더를 이용한 회전진동 교정시스템을 발표하였다(한국음향학회지 33(2014)31).

○ KRISS의 길이센터에서는 정밀한 로터리 인코더의 각도를 교정할 수 있는 각도기준기를 개발해서 각도 교정에 대응하고 있다. 그러나 로터리 인코더가 기기에 장착된 경우, 시스템 전체에 대한 각도 오차교정에 대해서는 대응하지 못하고 있다. 이것에 대해서 많은 사용자가 각도교정을 요구할 것으로 예상된다. 논문에서와 같이 교정기관, 연구소 등에서 로터리 인코더를 기기에 장착한 상태에서 얻은 신호를 푸리에변환방식으로 데이터를 해석하는 기술개발로 사용자의 요구에 대응하는 것이 필요하다.

저자: Tsukasa WATANABE
자료유형: 니즈학술정보