로렌츠 힘을 이용한 공진형 MEMS 자기장 센서

전문가 제언

○ 산업용 각종 자기장 미터와 항법장치, 전기자동차 등 지구자기장보다 큰 세기의 자기장을 대상으로 하는 측정에는 특별히 예민한 센서가 요구되지 않는다. 반면에 지구자기장 세기의 10억분의 1 수준인 생체 자기장신호 측정은 전통적 자기장 측정원리와는 근본적으로 다른 초전도양자간섭장치(SQUID) 같은 첨단 기술이 요구된다.

 

○ 이 논문에서 대상으로 하는 Lorentz 힘을 바탕으로 하는 자기장 센서는 위의 두 극단적 자기장의 중간쯤에 해당하는 세기의 자기장 측정에 많이 쓰이며, 이제는 완성된 성숙한 기술로 자리 잡고 있다. 특히 이 종류의 센서는 MEMS 가공으로 만들어지는 경우가 많아서 초소형 조합이 가능한 장점이 있다. 이에 따라 자기장 위치에 근접하게 센서를 설치하는 것이 가능하여 공간 측정분해능을 크게 높일 수 있다.

 

○ 현재 로렌츠 힘 센서의 원리는 잘 확립되어 있으나, 이를 활용하는 자기장 센서의 구조와 작동 원리에 대한 연구는 끊임없이 이어지고 있다. 공진형 MEMS 자기장 센서에서는 흔히 멤브레인이나 캔틸레버 구조의 공진기를 사용한다. 공진기의 변위는 압전 저항, 용량 혹은 광학적 감지 기술에 의해서 측정된다.

 

○ 시설과 측정능력에서 자기장 측정기술의 국내 최정상에는 한국표준과학연구원이 있다. 표준연이 보유하고 있는 저자기장표준장치는 비자성 챔버와 지자기장 상쇄장치로 구성되며, 세계적으로도 몇 순위 내에 드는 첨단 시설이다. 이들 장치와 시설은 표준시설로서의 기능을 해치지 않는 범위에서 산업과의 협력연구에 적극 활용될 수 있을 것이다.

 

○ 최근 표준연 생체신호센터 연구팀이 자체 개발한 뇌자기신호 측정기술이 호주의 세계적 의료기기회사에 기술이전되었다고 보도되었다. 이 사례에서 보듯이 상대적으로 중·저급 기술인 로렌츠 기술 활용 아이디어 역시 출연연이 갖추고 있는 첨단 연구 능력과 접목될 때 세계적 수준의 기술 개발로 이어질 수 있을 것이다.

저자

Byoungyoul Park, Meiting Li, Sampath Liyanage, Cyrus Shafai

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2016

권(호)

241()

잡지명

Sensors and Actuators, A: Physical

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

12~18

분석자

은*준

분석물

• 로렌츠 힘을 이용한 공진형 MEMS 자기장 센서.pdf [507,788 byte]

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