月: 2023年12月

광멀티미터란?

광 멀티미터(영문: Optical multimeter)는 빛을 이용한 측정기입니다.

다양한 빛의 특성을 측정할 수 있는 기능이 내장되어 있습니다. 광 손실 테스터, 광 손실 테스터, 광 손실 테스트 세트 등으로 불리기도 합니다.

빛의 세기를 측정하는 광 파워미터, 광섬유의 신호가 얼마나 손실되는지를 측정하는 로스테스터, 리턴 로스테스터의 기능을 가지고 있기 때문에 이렇게 불리게 되었습니다. 또한, 광원으로 레이저를 탑재한 것도 있어 안정된 광원으로도 활용할 수 있습니다.

광멀티미터의 사용 용도

광멀티미터는 전기 회로에서 빛을 이용한 측정기이며, 주로 전류와 전압을 측정하는 데 사용됩니다. 고주파 전류 및 고전압 측정에도 적합하여 많은 산업 분야에서 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라, 빠르고 신뢰할 수 있는 측정이 가능하여 의료 현장 등에서도 사용되고 있습니다.

1. 전자 회로 테스트

광멀티미터를 사용하여 회로 내부의 전압, 전류, 저항, 용량 등을 측정하여 회로의 작동 상태를 확인할 수 있습니다. 또한, 광멀티미터는 고속 측정이 가능하기 때문에 고속 회로의 동작 확인에도 적합합니다.

2. 온도 측정

광멀티미터는 표면에서 방출되는 적외선을 감지하여 온도 분포를 영상화하는 열 이미징이나 비접촉식 온도 측정에도 사용됩니다. 예를 들어, 건축물의 단열 성능 평가, 전기 기기의 과열 감지 등이 있습니다.

측정 대상의 표면 온도에 따라 적외선이나 근적외선이 방출됩니다. 이 방출된 빛을 광멀티미터로 감지하여 측정 대상의 온도를 비접촉으로 측정할 수 있습니다.

3. 의료용

피부나 눈 질환의 진단과 치료에 활용된다. 특히 안과 의사가 녹내장 등의 질병을 진단하고 치료하기 위해 광 멀티미터를 사용하기도 합니다.

또한 근적외선을 이용해 뇌의 활동을 비침습적으로 영상화하는 뇌 기능 영상화 기술도 개발되고 있는 상황입니다. 이를 통해 뇌신경과학 및 임상 의학 분야에서의 응용이 기대되고 있습니다.

광멀티미터의 원리

광멀티미터는 전기 회로에서 빛을 이용한 측정기이며, 신호와 광원의 원리는 다음과 같습니다.

1. 신호의 원리

광멀티미터는 광섬유를 사용하여 빛을 송수신합니다. 광섬유는 매우 가는 유리섬유로 만들어져 있으며, 송신 측에서 발생시킨 빛이 광섬유를 통해 수신 측으로 전송됩니다.

수신 측의 광센서는 빛을 받아 신호로 변환하고, 이 신호를 회로의 전기적 파라미터로 읽습니다. 매우 높은 정확도로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 전기 회로에서 전기적 노이즈의 영향을 받지 않아 신뢰도 높은 측정이 가능합니다.

2. 광원의 원리

광 멀티 미터의 광원은 주로 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드가 사용됩니다. 이러한 광원은 전력 소모가 적고 매우 높은 밝기를 발산하기 때문에 광 멀티미터에 적합합니다.

전송된 빛은 측정 대상 회로에 입사하여 회로 내부에서 반사, 굴절, 산란 등이 일어납니다. 이 빛은 다시 광섬유를 통해 수신부로 돌아와 포토다이오드 등의 광센서에 의해 광신호로 변환되어 측정값으로 표시됩니다.

이처럼 광섬유를 사용하면 비접촉식으로 정밀한 측정이 가능합니다. 또한, 광섬유는 전기 신호보다 신호 지연이 적기 때문에 고속 측정에도 적합합니다.

광멀티미터의 특징

비접촉으로 측정할 수 있어 안전성과 신뢰성이 높고, 측정 대상에 손상을 입히지 않는 것이 특징입니다. 반면, 측정 대상의 표면 온도를 측정하기 때문에 내부 온도나 부품의 열화 상태 등은 측정할 수 없습니다.

사용 환경에 따라 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 측정 전에 측정 대상과 측정 조건을 정확히 파악하여 신중하게 측정하는 것이 중요합니다.

기능 테스터란?

기능 테스터는 전자 기판이 실제로 제대로 작동하는지 기능(기능)을 검사하는 테스트 장비입니다.

모든 장비의 전자 제어는 전자기판을 통해 이루어집니다. 장비가 안전하고 올바르게 작동하는지 여부는 먼저 전자기판에 결함이 없는지 검사하여 확인합니다.

전자 기판의 검사에는 기판 외관 검사(AOI)와 회로 내 검사(ICT) 및 기능 검사(FCT)가 있으며, 기판 외관 검사는 기판 검사 및 실장 검사라고도 합니다.

기판 외관 검사에는 기판의 배선에 결함이 없는지, 기판 위의 부품이 제대로 조립되었는지 카메라 등의 외관으로 검사하는 기판 외관 검사 장비가 사용됩니다. 기능 검사는 일반적으로 기판 외관 검사 후에 이루어지며, 실제로 전자 기판이 제대로 작동하는지 검사합니다. 기능 테스터는 이러한 기능 검사를 할 때 사용됩니다.

기능 테스터의 사용 용도

기능 테스터의 사용 용도인데, 전자 기판이 원하는 기능대로 동작하는지 여부를 기능 검사하는 용도로 사용됩니다.

내용은 기능 검사하고자 하는 전자 기판에 입력(영문: input) 신호를 보냈을 때 기대하는 출력(영문: output) 신호나 전자 부품의 동작이 수행되는지 확인하기 위해 사용됩니다.

전자 기판마다 기대하는 기능은 당연히 다르기 때문에 의도한 검사가 가능한 기능 테스터를 선정하는 것이 매우 중요합니다.

예를 들어, 전원 기판이라면 스위치를 켰을 때 기대하는 전압이나 전류가 흐르는지, LED 점등 검사라면 입력 전류에 따라 해당 LED가 어느 정도의 출력으로 점등되는지 등을 테스트하게 됩니다. 최근에는 다양한 종류의 기판에 대응하는 매우 다재다능한 기능 테스터도 등장하고 있습니다.

기능 테스터의 원리

기능 테스터의 원리는 전자기판이 원하는 기능(기능)대로 동작하는지 검사하기 위해 전자기판에 전원을 공급하고 필요한 전기적 입력 신호를 인가하여 출력 단자 신호나 탑재된 전자부품의 동작이 의도한 대로 동작하는지 확인하는 데 있습니다.

기능 검사에서는 검사하고자 하는 기판을 기능 테스터에 장착하여 실제로 동작하는지 확인합니다. 입력 신호는 FPGA 등에서 생성된 테스트 패턴을 이용하여 마이컴 등의 IC 동작을 하는 경우가 많습니다.

전자기판을 동작시키기 위해 실제 동작 전류를 흘려보내 출력 파형을 확인합니다. 만약 기판에 납땜 불량 등이 있으면 기판 내부가 단락되어 기판 자체가 파손될 수 있습니다. 따라서 기능 테스터를 통한 기능 검사 전에 기판 외관 검사를 꼼꼼히 하여 기판 배선 불량이나 부품 실장 불량이 없는지 확인하는 것이 중요합니다.

기능 테스터는 어디까지나 기판이 실제로 동작을 출력할 수 있는지를 테스트하는 것으로, 각 부품의 전기적 특성(저항값이나 다이오드 특성 등)을 세밀하게 검사하는 것과는 구별됩니다. 이 경우 인서킷 검사(ICT)라고 하며, 동작 전류보다 훨씬 약한 전류를 통전시켜서 검사합니다.

기능 테스터의 기타 정보

1. 인서킷 검사와의 차이점

인서킷 검사는 의도한 부품이 제대로 실장되었는지 확인하는 것이 주된 목적입니다.

예를 들어, 칩 부품 실장 시 납땜 단선이 발생하지 않았는지, 다이오드의 극성(방향)이나 IC의 1핀에 해당하는 부분이 올바르게 장착되었는지, 칩 저항의 저항값이 올바른지 등을 검사합니다.

베이스는 부품의 단자에 프로브 핀을 접촉시켜 전기적으로 평가하는 검사로, 예를 들어 BGA와 같이 내부에 단자가 존재하는 IC 패키지나 기판 내층의 블라인드 VIA 연결과 같은 부분은 평가할 수 없습니다.

이에 반해 기능 테스트는 기본적으로 기능 불량품은 제거할 수 있기 때문에 이쪽이 더 중요시되며, 범용성이 높은 기능 테스터에는 인서킷 검사 기능이 내장되어 있는 경우가 많습니다.

2. 실제 기능 테스트 항목 사례

실제 기능 테스트 항목 사례로는 출력 회로의 전류값이나 전압 파형, LED 점등이나 스위치 동작, FPGA의 패턴으로 마이컴 동작 확인, 커넥터 단선 등의 체크와 같은 항목을 들 수 있습니다.

최근 전자기판의 기능은 스마트폰 등 전자통신기기나 자동차의 첨단 전자제어 용도로 대표되는 것처럼 매우 복잡하게 구성되어 있어, 시판되는 테스터를 그대로 사용할 수 있는 사례는 오히려 적고, 커스텀 요구사항에 대응하는 경우가 증가하고 있습니다. 기판에 맞는 주변 회로와 픽스처, 경우에 따라서는 전자파 차폐 BOX(전파 암실) 등을 세트로 취급하는 업체도 있습니다.

신호 발생기란?

신호 발생기(영어: Signal generator)는 다양한 전기적 신호 파형을 생성하는 장치를 말합니다.

생성된 신호는 모든 장치에서 테스트용 신호로 활용된다. 생성할 수 있는 신호는 무선통신의 디지털 변조를 포함한 고주파(RF) 표준 신호와 오디오 신호를 비롯해 펄스파를 생성하는 것까지 다양합니다.

신호 발생기의 사용 용도

신호 발생기는 시험 대상 장치나 통신용 고주파 부품 등 DUT의 실시 시험 전에 유사 신호를 이용하여 시뮬레이션이나 실측 평가를 진행하여 디버그 조정을 할 목적으로 사용됩니다.

신호 발생기는 어디까지나 기준 테스트용 신호 파형을 생성하는 기능을 가지고 있기 때문에 측정용으로 사용하는 장비는 아닙니다. 이 점은 오실로스코프나 디지털 멀티미터, 스펙트럼 분석기 등 대상 물리량을 평가하기 위한 측정 장치와 다른 점입니다.

신호 발생기의 원리

신호 발생기의 파형 신호 생성은 현재 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 방식으로 이루어지고 있습니다. 실제로는 디지털 직접 합성 발진기(DDS)라는 디지털 회로가 이 작업을 수행합니다.

DDS는 위상 어큐뮬레이터와 파형 ROM, D/A 컨버터로 구성되어 있으며, 위상 어큐뮬레이터는 래치와 가산기로 구성되어 있습니다. 클럭에 동기화하여 주파수 설정값 N을 적산하면 N에 비례하는 속도로 디지털화된 삼각파가 생성됩니다. 이 데이터에서 파형 ROM의 주소를 지정하여 출력된 파형을 D/A 컨버터로 아날로그 변환하여 저주파수 필터를 통과시키면 부드러운 아날로그 파형을 얻을 수 있습니다.

일반적으로 파형 ROM에 저장된 파형은 정현파이기 때문에 출력되는 파형은 정현파가 됩니다. 여기서 역 푸리에 변환의 기본 개념으로 돌아가서 임의의 파형은 정현파의 합성으로 생성할 수 있다는 것을 염두에 두면, 이렇게 생성된 유사 정현파를 조합하여 신호 발생기는 기본적으로 모든 파형을 생성할 수 있습니다.

신호 발생기의 종류

신호 발생기의 종류는 다양하지만, 대표적인 것으로 다음 두 가지를 꼽을 수 있습니다.

1. 함수 발생기

범용성이 높은 신호 발생기 중 하나가 함수 발생기입니다. 신호 발생기 중에서도 디지털 기술의 발달로 하나의 신호 발생기로 임의의 파형을 생성할 수 있는 것이 개발되고 있습니다.

함수발생기를 이용하면 모든 신호를 유사하게 생성할 수 있기 때문에 시험 대상 장치의 실지 시험 전에 유사 신호를 이용한 시뮬레이션을 통해 디버깅 및 조정을 할 수 있습니다. 또한, 고주파(RF) 디지털 변조 파형 생성용 신호 발생기는 스펙트럼 분석기, 파워미터 등과 함께 RF 전자부품의 특성 평가용으로 널리 사용되고 있습니다.

2. RF 디지털 변조 파형 생성용 신호 발생기

신호 발생기에는 5G, 와이파이 신호와 같은 복잡한 변조 파형을 생성하는 고주파(RF) 디지털 변조 파형 생성용 신호 발생기도 있습니다. 벡터 표준 신호 발생기(디지털 표준 신호 발생기)라고 불리는 이 계측기는 I/Q 변조기를 내장하고 있습니다.

따라서 1024QAM, QPSK 등의 I/Q 변조 방식으로 업컨버팅이 가능합니다. 이 신호 발생기는 IQ 베이스밴드 제너레이터와 결합하여 통신 시스템이 지원하는 정보 대역폭 내 대부분의 신호를 에뮬레이션하여 출력할 수 있습니다.

신호 발생기 기타 정보

1. 신호 발생기 사용법

신호 발생기는 전압 전류계, 신호 분석기, 전력계 등과 함께 전자 회로 측정기의 핵심입니다. 요즘은 복잡한 변조된 디지털 시스템에 대해서도 PC 내 전용 소프트웨어 상의 어플리케이션과 함께 사용함으로써 간단하게 임의의 신호를 발생시킬 수 있는 측정 환경을 계측기 제조사에서 제공하고 있습니다.

또한 복잡한 최신 디지털 시스템 대응뿐만 아니라 전자, 전기 회로 입문자를 위해 간편하게 신호 발생이 가능한 측정기 키트가 시판되고 있습니다. 이 키트는 최신의 복잡한 신호를 다루는 것이 아니기 때문에 인터넷 쇼핑몰 등에서 매우 저렴한 가격으로 구입할 수 있습니다.

이 신호 생성용 키트는 전자, 전기 회로 입문자에게도 기본적인 사인파, 삼각파, 펄스 파형 등의 신호를 그 동작 주파수와 함께 임의로 조정하여 출력할 수 있어, 간단한 전자 회로 실험 검증에 매우 유용한 장비입니다.

2. 신호 파형의 회로 시뮬레이터로의 입력

최근 일부 측정기 벤더에서는 이 실제 신호 파형을 회로 시뮬레이션에 그대로 가져올 수 있는 EDA 환경도 구축되어 있어, RF 및 아날로그/디지털 회로 설계자에게는 매우 든든한 존재가 되고 있습니다.

예를 들어, RF의 비선형 동작이 디지털 변조 신호 파형의 왜곡에 미치는 영향에 대해서는 과거에는 실측으로 변조 파형을 입력받아 출력 파형을 평가하거나 IMD(상호 변조 왜곡) 등의 거동으로 대체 검증하여 회로 설계에 피드백하는 것이 일반적이었습니다.

그러나 현재는 실제 변조 신호 파형 자체를 RF 아날로그 회로나 프론트엔드 모듈에 회로 시뮬레이터에서 반영할 수 있어 EVM(변조 정확도)과 같은 통신 시스템 상의 특성을 회로 설계적으로 시뮬레이터에서 검토할 수 있게 되었습니다.

압력 센서란?

압력 센서(영어: Pressure sensor)는 기체나 액체 등의 압력을 측정하는 장치입니다.

측정부가 압력에 의해 발생하는 변화를 전기 신호로 변환하여 압력을 출력합니다. 대표적인 측정부는 게이지식입니다.

게이지식 압력 센서에는 반도체 게이지, 스트레인 게이지, 금속 박막 등이 사용됩니다. 측정 시 압력의 기준은 대기압이나 절대압, 임의의 기준으로 설정할 수 있는 종류도 있습니다.

압력 센서의 사용 용도

압력 센서는 많은 산업 공정에서 배관이나 장비의 압력을 측정하는 데 사용됩니다.

압력 크기 범위와 어떤 기체나 액체에서 사용할지, 사용하는 온도, 내구성 등을 고려하여 적절한 압력 센서를 선정해야 합니다.

압력 센서의 사용 사례는 아래와 같이 다방면에서 사용되고 있습니다.

• 액체 충전 장치에서의 액체 압력 측정
• 플랜트에서 파이프 내 흐르는 액체나 기체의 압력 측정
• 압력에 대한 반응성이 높은 물질을 사용하는 장치 내 압력 제어를 위한 압력 측정

압력센서 매트 적용 분야

• 자동차, 산업기계, 항공우주, 의료 등 응용분야에 적용

압력 센서의 원리

게이지식 압력 센서는 다이어프램의 변형을 감지하여 압력을 측정합니다. 감지 방법에는 반도체 게이지식, 스트레인 게이지식, 금속 박막식 등의 종류가 있습니다.

다이어프램 표면에 4개의 게이지 저항을 배치하여 압력에 의해 다이어프램이 변형되면 전기 저항값이 변화합니다. 4개의 게이지 저항을 브리지 회로로 연결하여 저항 변화를 전압으로 출력합니다.

1. 반도체 게이지식 압력 센서

반도체 게이지식 압력 센서는 반도체 자체를 다이어프램으로 하여 반도체가 압력을 받으면 전기저항이 변하는 피에조 효과를 이용하여 압력을 측정하는 방식입니다. 압력에 대한 저항값의 변화가 다른 방식에 비해 매우 크고, 견고한 다이어프램을 만들 수 있어 장비의 내구성이 높은 것이 특징입니다.

2. 스트레인 게이지식 압력 센서

스트레인 게이지식 압력 센서는 다이어프램의 뒷면에 스트레인 게이지를 부착하여 게이지 저항값의 변화를 측정합니다. 스트레인 게이지는 변형되면 전기저항이 변하는 금속의 성질을 이용하여 변형량을 측정하는 장치로, 변형량과 압력을 대응시켜 압력을 출력할 수 있습니다.

3. 금속 박막식 압력 센서

금속 박막식 압력 센서는 다이어프램 위에 금속 박막을 형성하고 압력에 의해 변형된 금속 박막의 전기저항 변화를 측정하여 압력을 측정합니다. 스트레인 게이지식보다 감도가 높고 고온에서도 사용할 수 있는 것이 특징입니다.

4. 게이지식 이외의 압력 센서

게이지식 압력 센서 외에도 정전 용량식, 광섬유식, 진동식 등의 압력 센서가 있습니다.

정전용량식은 고정된 전극과 다이어프램 전극 사이의 정전 용량을 감지하는 방식이다. 압력 변화에 따라 변형되는 다이어프램의 변위량을 커패시턴스 변화로 측정하여 압력으로 환산합니다. 여러 종류의 가스 및 혼합 가스의 압력을 측정하는 데 적합합니다.

광섬유식은 다이어프램에 압력이 가해지면 광섬유 끝의 회절 격자가 변형되어 반사되는 빛의 파장 변화를 측정한다. 고온, 고정밀 측정이 가능하며 용융 수지의 압력, 체내 혈압 측정 등에 사용됩니다.

진동식은 실리콘 다이어프램 팁에 진동자를 장착하여 압력에 의해 다이어프램이 변형되면 진동자의 고유진동수가 변화합니다. 진동수의 변화를 감지하여 압력으로 변환합니다. 고정밀, 고감도, 고해상도 등의 특징이 있습니다.

압력 센서의 응용 사례

1. 압력 센서 매트

압력 센서의 응용 사례 중 하나로 압력 센서 매트를 들 수 있습니다. 압력 센서 매트는 바닥 등에 깔아두는 것을 전제로 하고 있으며, 얇은 매트 형태로 되어 있는 것이 일반적입니다.

압력 센서 매트의 활용 예로는 보안이 강화된 방의 출입 감지나 공장의 위험한 장소의 출입 감지 등을 들 수 있습니다. 출입자가 압력 센서 매트를 밟으면 압력 센서가 감지한 정보를 바탕으로 부저를 울리거나 램프를 점등시킬 수 있습니다.

또한, 시설의 방이나 집 현관 등에 압력센서 매트를 설치하면 치매환자의 외출 시점을 파악할 수 있습니다.

2. 자동차용 압력 센서

자동차용 압력 센서는 연비 등을 개선하기 위해 액체나 기체 등의 압력을 정밀하게 측정하는 센서로 사용되고 있습니다. 자동차에 사용되는 압력 센서는 소형으로 정밀한 측정이 가능하고, 가혹한 사용 환경에서 사용되기 때문에 피에조 저항을 이용한 반도체 게이지식 압력 센서가 많이 사용되고 있습니다.

자동차용 압력센서는 사용 온도가 -30℃~150℃, 사용 부위에 따라서는 300℃가 넘는 온도까지 장기간 안정적으로 고정밀하게 작동해야 합니다. 또한, 디젤 엔진은 연료와 공기의 혼합가스를 매우 높은 압력으로 압축해야 하기 때문에 압력 센서는 200MPa라는 매우 높은 압력까지 정밀하게 측정할 수 있는 능력이 요구됩니다.

광 파워 미터란?

광 파워미터(영어: Optical power meter)는 빛의 강도(파워)를 측정하기 위한 장치를 말합니다.

특히 광섬유 통신에 사용되는 빛의 강도를 측정할 때 ‘광 파워미터’라는 명칭이 사용됩니다. 측정하는 빛의 종류나 측정 단위 체계에 따라 다양한 명칭이 사용되고 있으며, 예를 들어 레이저 파워미터, 방사조도계, 광도계, 조도계 등의 명칭이 일반적으로 사용되고 있습니다.

이름만 다를 뿐 아니라 측정 결과를 표시하는 단위도 다르지만, 물리적인 빛의 세기를 나타낸다는 점에서는 모두 공통점이 있습니다.

광 파워미터의 사용 용도

광 파워미터의 사용 용도는 빛의 강도의 절대값을 정확하게 측정하고자 할 때 사용됩니다.

빛의 세기를 측정하는 장치로서 매우 범용성이 높아 광섬유 통신의 통신 파장 광원이나 각종 레이저, LED 등의 범용 광원 등 다양한 광원의 출력을 측정하는 데 활용되고 있습니다. 가격도 저렴하고, 실험실 내뿐만 아니라 다양한 현장에서 활용될 수 있도록 소형의 핸디형 제품도 많이 판매되고 있습니다.

너무 강한 빛에 노출되면 안구 손상 등 생체에 독성을 가져와 위험할 수 있기 때문에 레이저 광원 등을 안전하고 올바르게 다루기 위해서는 사용하는 빛의 강도를 측정하는 것이 매우 중요합니다.

광 파워 미터의 원리

광 파워미터의 원리는 광전효과를 이용한 포토다이오드나 바이오센서 등의 센싱 디바이스를 이용하여 측정하고자 하는 빛의 강도 값을 전류값이나 온도 변화 등의 물리적 척도로 변환하여 계측하는 것입니다.

일반적으로 광 파워미터는 광강도를 측정하기 위한 반도체 센서와 그 결과를 출력하는 디스플레이와 같은 표시기로 구성됩니다. 반도체 센서로 사용되는 것은 광전효과에 의해 광강도를 전류값으로 측정하는 포토다이오드 센서와 센서가 빛을 받았을 때의 온도 변화를 측정하는 써모파이로 센서나 파이로일렉트릭 센서가 사용됩니다.

특히 포토다이오드 센서는 수광한 광자량에 대해 높은 선형성으로 전류값으로 변환할 수 있어 많은 광 파워미터에 채용되고 있습니다.

이러한 센서에서 전류값으로의 변환이나 온도 변화는 수광하는 파장에 따라 효율이 다르기 때문에, 측정 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 센서는 각 파장에 대해 올바르게 조정되어 있어야 합니다. 경우에 따라서는 감도가 낮은 파장대를 보정하기 위해 센서 입력 증폭기를 사용하여 신호를 증폭하는 경우도 있습니다.

광 파워 미터의 기타 정보

1. 광 파워 미터가 다루는 빛의 파장에 대해

광 파워미터는 빛의 강도를 측정하는 장치이므로 빛의 파장을 측정할 수 없습니다. 측정 결과로 빛의 파장과 강도가 표시되지만, 이 파장은 측정된 것이 아니라 그 파장에 최적화된 보정을 사용했다는 의미이며, 사용자가 직접 측정에 맞게 설정하는 것이므로 주의가 필요합니다.

일반적으로 광 파워미터는 예를 들어 블루레이 디스크나 DVD 등의 용도로 가시광선 400nm에서 700nm의 파장 범위에서 여러 파장을 선택할 수 있는 타입이나 광섬유 통신용으로 1,300nm에서 1,550nm 등 자주 사용되는 범위의 레이저 광원 파장을 중심으로 합니다. 여러 파장을 선택할 수 있는 타입이 수요도 많아 많이 취급되고 있습니다.

2. 광 파워 측정 시 유의사항

광 파워미터에 많이 사용되는 포토다이오드는 반도체의 PN 접합에 빛이 입사하여 발생하는 밴드간 흡수에 의한 광기전력, 즉 광전효과를 그 동작원리로 하고 있지만, 포토다이오드는 그 밴드갭의 양에 따라 전류값으로 변환할 수 있는 광파장이 크게 다릅니다.

예를 들어, InGaAs라는 화합물 반도체계 포토다이오드에서는 800nm에서 1,700nm 부근의 광파장 대응이 가능하며, Si계 포토다이오드에서는 400nm부터 가시광선까지 대응 가능합니다.

따라서 측정하고자 하는 광파장에 적합한 광 파워 미터를 사용하지 않으면 값이 정확하지 않을 뿐만 아니라 경우에 따라서는 평가가 불가능할 수도 있습니다. 광섬유 통신의 평가는 온도 변화나 진동으로 파장이 흔들릴 가능성도 있어 정확한 평가를 위해서는 측정 파장의 정합성과 안정된 온도, 진동이 없는 환경적 배려가 중요합니다.

영상처리장치란?

영상처리장치란 카메라 등의 영상에 포함된 정보를 추출하여 무엇이 찍혀있는지 식별, 측정, 분석하는 장치입니다.

영상처리장치에는 외부 장비와 연동할 수 있는 인터페이스가 마련되어 있습니다. 영상처리장치에서 얻은 사물의 형태, 거리, 개수 등을 외부 장비로 전송하여 생산라인의 제어 등이 가능해집니다.

영상처리장치를 사용하는 용도 및 목적(대상물의 종류, 대상물의 이동속도, 처리 정밀도, 처리속도 등)에 따라 장비의 사양, 적용하는 영상처리 기법 및 시스템 제어 방법을 선정하는 것이 중요합니다. 최근에는 인공지능이나 머신러닝과 결합된 장비의 개발도 이루어지고 있습니다.

영상처리장치의 사용 용도

영상처리장치는 일상생활부터 공장, 의료, 교통-수송 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다다. 구체적인 사용 용도는 다음과 같습니다.

• 공장에서의 부품 등의 품질 검사 및 수량 측정
• 이미지 모델, 문자, 바코드를 통한 대상물 식별 및 인증
• 스테레오 영상 등 3차원 정보를 기반으로 한 로봇 제어
• 감시 카메라의 영상 선명화 및 이상 감지
• 자동차의 운전 보조 및 자율주행
• 엑스레이, CT 등 의료 영상으로부터의 진단 보조
• 개인 식별을 위한 얼굴 인증 시스템
• 역이나 상업시설의 인원 계측 시스템

영상처리장치의 원리

영상처리장치의 원리는 카메라나 센서의 신호를 영상화한 후 컴퓨터에서 영상변환, 변형, 특징량 등의 정보를 추출하여 대상물을 식별, 측정, 분석하여 영상에서 대상물 정보로 변환하는 것입니다이다.

영상처리장치는 영상 입력부, 영상처리부, 외부 인터페이스부, 시스템 제어부로 구성됩니된다. 각 부분의 기능은 다음과 같습니다.

1. 영상 입력부

카메라 등 센서의 신호를 디지털 데이터로 변환하여 이미지화합니다. 적외선 카메라나 라인 센서 카메라 등 특수 카메라의 신호를 영상화할 수 있는 타입도 있으며, 사용 목적에 따라 선택햡니한다.

2. 이미지 처리부

영상 입력부에서 얻은 이미지를 데이터로 처리하여 이미지의 변환, 변형, 특징량 등의 정보를 추출하는 연산을 수행하여 무엇이 찍혀있는지 식별 및 측정, 분석을 합니다. 영상처리부는 목적에 따라 영상처리 연산을 조합한 영상처리 절차를 수행한다. 일련의 영상처리 절차는 프로그램을 작성하여 실행합니다.

영상처리 연산은 다루는 데이터 양이 많습니다. 따라서 검사 등 단시간에 판단이 필요한 경우에는 화상처리 전용 LSI나 신호처리 전용 LSI를 사용하여 속도를 높이고 있습니다.

3. 외부 인터페이스부

화상처리 시작 신호를 수신하거나 화상처리부에서 측정 및 분석한 결과를 ON/OFF 신호나 이더넷 및 시리얼 통신 데이터로 출력합니다. 제조라인의 제어장치나 로봇 등 사용 목적에 따라 연동하는 장비가 달라지기 때문에 TCP/IP나 RS-232C와 같은 일반적인 통신 방식부터 OPC와 같은 산업용 통신 방식까지 다양한 통신 방식 중 적합한 것을 선택합니다.

4. 시스템 제어부

영상 입력부, 영상처리부, 외부 인터페이스부의 동작과 연계를 제어하여 영상 입력, 대상물 식별, 측정 및 분석, 외부 기기로 결과 출력과 같은 일련의 처리를 위한 제어를 수행합니다. 각 부분의 동작 및 연계의 타이밍과 내용은 영상처리장치의 목적에 따라 달라지기 때문에 프로그램을 작성합니다.

영상처리장치를 이용하여 검사 및 품질관리를 수행하기 위해서는 시스템에 요구되는 성능을 바탕으로 이미지의 입력부터 결과 출력까지의 처리 절차를 영상처리 소프트웨어의 조합과 외부 장비와의 연계를 프로그램화해야 합니다.

화상처리장치의 기타 정보

화상처리 소프트웨어

영상처리부의 역할인 이미지를 데이터로 처리하여 이미지의 변환이나 변형, 특징량 등의 정보를 추출하는 연산처리는 컴퓨터 프로그램으로 실행되며, 이를 영상처리 소프트웨어라고 합니다. 영상처리장치의 영상처리 소프트웨어는 영상 입력부터 영상처리, 그리고 외부 장비와의 연동이라는 일련의 처리 제어가 가능한 것이 중요합니다.

최근에는 카메라와 외부 출력의 표준화가 진행되면서 이미지 처리뿐만 아니라 카메라 제어, 이미지 표시 및 처리 결과의 외부 출력 인터페이스 제어 등을 갖춘 패키지도 등장하고 있습니다. 또한, 검사나 계측에 목적을 한정한 영상처리 소프트웨어 패키지 등도 있습니다.

최근에는 기존 영상처리 소프트웨어에 머신러닝이나 AI 기술 등을 결합하여 분석이나 특징 추출의 정확도를 높이는 시도도 이루어지고 있는 상황입니다.

인쇄 검사기란?

인쇄 검사기(영어: Print inspection system)는 식품 및 의료 산업의 제조 공정에서 이루어지는 날짜 인쇄 등에 대해 실수나 문제가 없는지 검사하는 장비입니다.

최근 소비자들의 안전과 안심에 대한 인식이 높아지면서 식품이나 의료에서 제품의 유통기한 표시 오류는 큰 문제로 이어질 수 있습니다. 인쇄 오류는 제품 회수에 따른 비용과 시간 손실뿐만 아니라 고객의 신뢰를 잃을 수 있습니다.

따라서 인적 요인에 의한 오류를 방지하는 인쇄 검사 장비는 제조 현장에서 수요가 많은 장비이다. 인쇄검사장비를 도입하면 높은 정밀도와 일정한 기준의 안정적인 검사가 가능하며, 이미지 보존을 통한 기록을 담보할 수 있습니다.

인쇄 검사기의 사용 용도

인쇄 검사기는 제품이나 패키지에 인쇄된 기한 날짜, 제조소 고유 기호, 로트 번호 등에 대해 인쇄 유무, 인쇄의 누락이나 오탈자, 오류 등을 검사하는 기능을 가지고 있기 때문에 제조 라인에서 사용되는 경우가 많습니다.

사람이 직접 확인하기 어려운 판별이나 제품 뒷면 등 육안 검사에 시간이 많이 소요되는 부분의 인쇄 검사를 할 수 있습니다. 검사에 사용한 이미지는 저장할 수 있기 때문에 출하 후의 문제 발생에 대비할 수 있어 리스크도 줄일 수 있습니다.

인쇄 검사기는 검사 후 NG 제품만 배출하는 메커니즘과 연동할 수 있습니다. 배출기구와 연동하여 라인을 가동한 상태에서 NG 제품을 배출할 수 있습니다. 주요 메커니즘으로는 공기 배출구에서 에어제트에 의한 배출 메커니즘과 암 메커니즘에 의한 NG 제품을 핀포인트 배출하는 메커니즘 등을 도입할 수 있습니다.

인쇄 검사기의 원리

인쇄 검사기는 인쇄면을 촬영하는 카메라, 촬영한 이미지를 검사하는 분석 장치, 결과와 설정을 표시하는 모니터, 그리고 이미지를 저장하는 스토리지로 구성되어 있습니다.

제조 현장의 라인에서 흘러나오는 대상의 인쇄면은 고정된 디지털 카메라에 의해 이미지로 촬영됩니다. 촬영된 이미지는 이미지 분석을 통해 문제가 없는지 검사합니다. 생산 현장에서는 오류를 정확하게 검출하는 것뿐만 아니라, 오류를 과도하게 검출하지 않는 것도 중요한 포인트 입니다.

이미지 분석 기술의 발달로 인쇄 부분의 문자뿐만 아니라 얼룩의 존재 등 다른 문제도 감지할 수 있는 다양한 기능을 갖춘 인쇄 검사 장비도 있습니다. 또한, 인쇄기와 연동할 수 있는 인쇄 검사기도 판매되고 있어 검사의 효율화 및 자동화를 기대할 수 있습니다.

인쇄 검사기의 기타 정보

인쇄 검사기의 장점

1. 검사원의 감소와 실수 제거
인쇄 검사기를 도입하면 인쇄 검사에 필요했던 검사자의 인력을 사용하지 않고도 작업을 할 수 있게 됩니다. 또한, 수작업으로 검사를 할 경우 검사 실수가 발생할 수 있습니다. 작업 효율과 품질 보장을 장기적으로 유지하기 위해서도인쇄 검사기는 매우 중요합니다.

2. 고정밀 인쇄 검사 가능
인쇄 검사기는 프린터와 연동 기능을 탑재한 모델도 있으며, 항목 전환, 캘린더 등의 동기화가 자동으로 이루어지기 때문에 설정 누락이나 실수가 없습니다. 또한, 인쇄 검사기는 인쇄 오류, 인쇄 누락, 인쇄 결함 등을 정확하게 식별할 수 있기 때문에 과도한 오류 반응을 제어하고 불필요한 손실품을 방지하여 생산성을 유지하면서 확실한 검사를 할 수 있습니다.

3. 인쇄 이미지를 저장할 수 있어 재발 방지에 도움이 됩니다.
인쇄 검사기의 검사 이미지를 저장해두면 출하 시 검사 이력을 남길 수 있습니다. 제품 출하 후 문제가 발생했을 때, 검사 이미지가 남아 있지 않으면 인쇄 검사를 한 날짜와 시간, 출하 시 상태도 확인할 수 없어 원인을 알 수 없습니다. 검사 이미지를 모두 저장해두면 원인 규명 및 재발 방지에도 도움이 되고, 식품이나 의료품의 안정적 공급을 더욱 안정적으로 할 수 있다는 장점도 있습니다.

캠 포지셔너란?

캠 포지셔너(영어: Cam Positioner)는 기계 공학 및 자동 제어 분야에서 사용되는 장치 중 하나입니다.

기계식 캠을 대체하고 구조를 단순화하는 것을 목적으로 합니다. 기계식 캠은 원형 또는 타원형의 캠축을 회전시켜 그 형상에 따라 특정 동작을 하는 부품을 조작하는 메커니즘입니다.

캠 포지셔너는 센서나 인코더 등을 사용하여 축의 회전 각도와 위치를 감지하고 이를 제어 시스템에 피드백하는 것이 일반적입니다. 제어 시스템은 미리 설정된 캠의 프로파일을 기반으로 축을 제어합니다.

즉, 캠의 형상을 캠 포지셔너에 프로파일로 설정해두면 기존의 기계식 캠을 대체할 수 있습니다. 이를 통해 기계식 캠의 복잡한 메커니즘을 피하고 구조를 단순화할 수 있습니다.

캠 포지셔너 사용 용도

1. 자동차 산업

엔진의 밸브 제어에 사용됩니다. 엔진의 정확한 타이밍과 밸브의 개폐를 제어하여 연비 향상, 배기가스 배출량 감소 등을 실현합니다.

2. 기계 가공

가공 장비에 사용됩니다. 예를 들어, 선반, 밀링머신 등 공작기계에서 공구의 정확한 위치 제어 및 절삭 동작을 제어하는 데 사용됩니다.

3. 조립 라인

제품 포장 및 조립 라인에 사용됩니다. 정확한 위치 제어를 통해 제품 포장 및 조립 작업을 빠르고 정확하게 수행 할 수 있습니다.

4. 로봇 공학

로봇 공학 및 자동화 시스템에 사용됩니다. 캠 포지셔너는 로봇 팔의 운동 제어 및 위치 결정에 사용되기도 합니다.

5. 인쇄

캠 포지셔너는 인쇄 공정에도 사용됩니다. 인쇄 헤드의 위치 제어 및 잉크 공급 제어에 캠 포지셔너가 사용됩니다.

캠 포지셔너의 원리

캠 포지셔너는 센서에 의한 측정, 제어 시스템에 의한 정보 처리, 액추에이터에 의한 위치 제어 등의 요소로 구성됩니다. 이를 통해 축의 위치와 속도를 정확하게 제어하여 원하는 동작을 구현할 수 있습니다.

1. 센서 또는 인코더

캠 포지셔너는 축의 회전 각도와 위치를 측정하기 위해 센서 또는 인코더를 사용합니다. 이를 통해 현재 축의 상태를 감지하여 제어 시스템에 피드백합니다.

2. 제어 시스템

캠 포지셔너는 제어 시스템과 연동하여 작동합니다. 제어 시스템은 센서와 인코더로부터 피드백 정보를 받아 목표 축의 회전 위치 및 회전 속도와의 차이를 계산합니다.

3. 액추에이터

제어 시스템은 축의 위치를 제어하기 위해 액추에이터에 지령을 보낸다. 액추에이터는 전기 모터, 유압 실린더, 공압 실린더 등의 형태를 취할 수 있습니다. 액추에이터는 제어 시스템의 명령에 따라 축을 정확한 위치로 이동시킵니다.

4. 피드 포워드 제어

캠 포지셔너에서는 피드 포워드 제어가 사용되기도 합니다. 피드포워드 제어는 사전에 프로파일에 따라 예측된 위치 및 속도 정보를 사용하여 액추에이터를 제어합니다. 이를 통해 지연 및 응답 시간의 영향을 최소화하고 보다 정확한 제어를 실현할 수 있습니다.

캠 포지셔너의 종류

주요 캠 포지셔너의 종류는 다음과 같습니다.

1. 광학식 캠 포지셔너

광학 센서를 사용하여 캠의 볼록한 부분의 위치를 감지합니다. 광학 센서는 캠의 볼록부 사이의 빛의 반사 또는 투과를 감지하여 위치 정보를 얻습니다.

2. 레이저 캠 포지셔너

레이저 센서를 사용하여 캠의 볼록한 부분의 위치를 비접촉식으로 감지합니다. 레이저 빛의 반사 또는 산란 패턴을 분석하여 위치 정보를 얻습니다.

3. 인코더 포지셔너

인코더라는 장치를 사용하여 캠의 회전 각도를 감지합니다. 인코더는 캠의 회전에 따라 펄스 신호를 생성하여 위치 정보를 얻습니다.

4. 포텐쇼미터 포지셔너

전위차계라는 가변 저항을 사용하여 캠의 위치를 감지합니다. 캠의 회전에 따라 가변 저항기의 저항값이 변화하여 위치 정보를 얻습니다.

저주파 발진기란?

저주파 발진기(영어: Low frequency oscillator)는 비교적 낮은 주파수의 신호를 발생시키는 장치를 말합니다.

저주파라는 단어 자체의 정의는 사용되는 분야에 따라 다르지만, 판매되는 장비로서의 저주파 발진기의 사양은 대략 수 Hz~수백 kHz의 범위입니다. 발진회로를 이용하여 특정 주파수의 교류신호를 생성할 수 있으며, 일반적으로 주파수 신호를 이용한 시험에서 기준신호를 생성하는 역할을 합니다.

발진기로 만들 수 있는 대략 20Hz~20kHz의 신호는 가청 영역이기 때문에 증폭하면 사람이 소리로 들을 수 있습니다.

저주파 발진기의 사용 용도

저주파 발진기의 사용 용도는 오디오 기기의 주파수 특성을 분석할 때 가장 많이 사용됩니다. 주파수 신호를 이용한 통신용 전자기기에서는 대부분 고주파(RF)가 사용되는 경우가 많고, 우리에게 친숙한 저주파는 음파이기 때문에 음향기기가 저주파 신호를 이용하는 회로로 가장 많이 사용됩니다.

예를 들어, 오디오 앰프를 DUT(Device under test: 피시험기기)로 하여 입력 신호를 저주파 발진기에 의해 생성합니다. 출력 신호를 FFT 분석기 등으로 분석함으로써 대상 앰프의 특성을 분석할 수 있습니다.

저주파 발진기의 원리

저주파 발진기의 원리는 발진회로를 기반으로 한 안정된 주파수 신호의 생성 기술에 있습니다. 일반적으로 잘 알려진 LC 공진회로 기반의 하트레이형이나 콜피츠형 발진회로는 파장의 제약으로 저주파수 파형 구현이 어렵기 때문에 RC형(혹은 CR형) 발진회로가 사용되는 것이 특징입니다.

RC형 발진기에는 비엔나 브리지 회로, 브리지드 T형 회로, 상태변수형 회로 등이 있으며, 모두 증폭기의 리턴량을 조절하여 발진을 얻을 수 있습니다. 그 중에서도 비엔나 브리지 회로는 잘 알려져 있으며, 회로에 앰프가 하나만 있다는 편리함 때문에 널리 사용되고 있습니다.

한편, 상태변수형에서는 보다 낮은 왜곡과 2상 출력을 얻을 수 있습니다. 주파수 제어에는 가변 저항기나 바리캡이라고 불리는 가변 용량 커패시터가 사용되기도 합니다. 또한, 커패시터와 고정 저항을 이용한 스텝 가변도 주파수 결정 방법의 한 예입니다.

RC 발진 회로만으로는 진폭이 일정한 정현파를 얻을 수 없습니다. 따라서 진폭을 제어하는 장치가 보통 필요합니다. 전구나 서미스터 등 인가전압에 따라 저항값이 변하는 소자를 이용하여 복귀량을 조절하는 방법, 출력의 전압을 감지하여 복귀량을 조절하는 전자회로를 구성하는 방법 등이 있습니다.

저주파 발진기의 기타 정보

1. 자작 전자회로 키트 및 PC 소프트웨어

저주파 발진기는 비교적 친숙한 전자회로이기 때문에, 이를 이용해 가정 등에서 사용하는 부저 등을 만들 수 있습니다. 따라서 자작용 전자회로 키트나 전자회로를 배우는 학생들을 위한 교재로도 폭넓게 사용되고 있습니다.

또한, WindowsPC에서 저주파수 음원을 생성할 수 있는 무료 소프트웨어(WaveGene 등)도 널리 보급되어 있습니다.

2. 저주파수 발진기의 정밀도와 보정

일반적으로 RC형 발진기의 주파수 정밀도는 석영(쿼츠)이나 세라믹을 이용한 발진기에 비해 그다지 좋지 않습니다. 그 이유는 저항이나 커패시턴스 값에 편차가 있고, 온도에 따라 RC 값이 변하기 때문입니다.

그러나 RC형 발진기는 석영(쿼츠) 등에 비해 상대적으로 저렴하고 간편하게 구성할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있으며, 정확도를 향상시키기 위한 노력이 이루어지고 있습니다. 그 대표적인 개선 방법이 바로 캘리브레이션이라고 불리는 캘리브레이션입니다. 그 캘리브레이션에는 디지털 회로를 활용하는 방식이 널리 사용되고 있으며, 특히 제품 출하 전에 주파수 값은 캘리브레이션을 통해 조정됩니다.

디지털 회로를 활용한 캘리브레이션은 내부적으로 가지고 있는 클럭과 비교하여 보정을 하는 방식이 사용되며, 예를 들어 메모리 주소의 특정 값을 캘리브레이션 용도로 사용하는 것이 일반적입니다. 이는 디지털 회로의 동작적으로 OSCCAL이라는 레지스터의 값을 변화시키면서 원하는 발진 주파수가 될 수 있는 레지스터 값을 자동으로 선택할 수 있습니다.

AC 서보 모터란?

AC 서보 모터(영어: AC servo motor)는 상위 컨트롤러 등의 전기적 명령 신호를 물리적인 동작으로 변환하는 액추에이터의 하나입니다.

예를 들어, 로봇의 팔을 지정된 위치로 이동시키는 동작 등을 예로 들 수 있습니다. 서보 모터의 서보는 충실하게 명령대로 움직인다는 의미가 있으며, AC 서보 모터는 전기적 제어를 통해 정확한 회전 위치, 회전 속도, 회전력을 구현할 수 있습니다.

모터에는 직류 모터, 교류 모터, 펄스 모터 등이 있지만, AC 서보 모터는 교류 모터로 분류되며, 현재 특히 FA(공장자동화) 분야에서 사용되는 위치 및 속도 제어용 모터는 대부분 AC 서보 모터입니다.

AC 서보 모터의 사용 용도

AC 서보모터는 자동화 시스템 내에서 물리적인 작업을 필요로 하는 경우에 사용되며, 특히 높은 정밀도가 요구되는 공산품 생산 현장에서 많이 사용되고 있습니다.

예를 들어, 자동차 제조 공장에서 가동되는 산업용 로봇은 AC 서보모터로 로봇의 팔을 움직여 용접, 도장 등의 작업을 수행합니다. 그 외에도 반도체 및 액정 제조장치, 전자부품 실장, LED 제조 등에서 높은 생산성과 고정밀 위치 결정에 기여하고 있으며, 가까운 곳에서는 철도역의 승강장 출입문이나 의료기기의 가동부에도 활용되고 있습니다.

AC 서보 모터의 원리

그림 1. AC 서보 모터의 구조

모터의 회전 부분인 로터(회전자)에는 영구자석이 부착되어 있고, 그 로터의 중심축인 샤프트에는 회전각, 회전속도를 감지하기 위한 검출기(인코더)가 연결되어 있습니다.

로터 주위에는 스테이터(고정자)라는 전자기 강판을 적층한 철심에 에나멜 전선이 감긴 코일로 구성되어 있으며, 이 전선에 적절한 전류를 흐르게 함으로써 모터를 구동하게 됩니다. 위치 지령, 속도 지령 등의 지령 신호를 보내고, 이 신호에 따라 서보 앰프는 모터에 전력을 공급하여 동작하게 됩니다.

AC 서보 모터의 정확도는 자체에 장착된 검출기가 회전수, 회전각을 감지하여 서보 앰프에 피드백 신호를 보내어 정확성을 확보합니다.

컨트롤러의 신호와 피드백 신호의 비교를 통해 서보 앰프가 모터의 정확한 동작을 지원하는 것입니다. 그림 2는 AC 서보 모터의 제어 구성 예시입니다.

그림 2. AC 서보 모터의 제어

기타 AC 서보모터 관련 정보

1. AC 서보 모터와 스테퍼 모터의 사용 구분

모터는 종류가 다양하고 용도와 조건에 따라 구분이 필요하지만, 산업용으로 많이 사용되는 모터로는 AC 서보 모터와 스테퍼 모터를 꼽을 수 있습니다. 두 모터 모두 고정밀 위치 결정 제어가 가능한 모터이지만, 구조와 동작 원리에 따라 각각의 특징이 있습니다.

스테퍼 모터
스테퍼 모터는 펄스 모터라고도 하며, 펄스 신호에 따라 한 단계씩 움직이는 모터로, 펄스 수에 따라 회전 각도가 결정되기 때문에 정확한 위치 결정이 가능합니다. 회전 속도는 펄스 신호의 속도에 비례합니다.

크기가 작고 높은 토크를 발생시키기 때문에 가속, 응답성이 우수하여 기동과 정지를 자주 반복하는 동작이 필요한 용도에 적합하지만, 다음과 같은 단점이 있습니다.

스텝각은 최소 회전각으로 0.72° 정도 (1/5,000@1회전)입니다.
제어가 오픈 루프이며, 탈조정이 발생하면 원래 위치로 돌아가지 않습니다.

AC 서보 모터
AC 서보 모터는 엔코더라는 회전 속도와 회전 위치를 감지하는 엔코더를 탑재하여 모터의 회전 제어에 피드백함으로써 정확한 위치 결정을 할 수 있습니다. 인코더의 성능에 따라 1/5,000 회전 @ 1 회전 이상의 회전 분해능을 가진 모델도 많습니다.

서보모터는 저속부터 고속까지 안정적인 토크 특성을 가지고 있어 비교적 긴 거리를 고속으로 이동하는 동작이 필요한 용도에 적합합니다.

2. AC 서보 모터의 브레이크

그림 3. AC 서보 모터의 제동 메커니즘

AC 모터를 사용하는 구동장치 등 산업기기의 안전성 확보를 위해 전원 차단 시 또는 고장 발생 시 모터를 긴급 정지시키는 브레이크를 갖는 경우가 있습니다. 브레이크에는 크게 두 가지 종류가 있습니다.

제동용 브레이크
하나는 제동용 브레이크라고 하는데, 큰 부하 관성 에너지를 저항기로 열을 소비하거나 회생 에너지로 서보앰프를 통해 전기에너지로 전원에 환원하여 제동력을 발생시키는 방식입니다. 열을 소비하는 방식을 다이내믹 브레이크, 전기 에너지로 재사용하는 방식을 회생제동이라고 하는데, 둘 다 감속용일 뿐 유지기능은 없습니다.

기계식 브레이크
또 다른 하나는 기계식 브레이크는 수직으로 상하로 구동하는 장치로 정전 등이 발생했을 때 낙하를 방지하는 데 사용됩니다. 낙하 방지를 위해서는 정지 상태에서 장시간 그 상태를 유지해야 하는데, 이를 위해 유지용 브레이크 또는 전자기 브레이크가 사용되며, 위의 그림은 수평 머시닝센터와 같은 공작기계의 Y축(정전 시 자연 낙하하는 축)에 전자기 브레이크가 장착된 AC 서보 모터를 사용하는 예시입니다. 

무여자 작동형 전자기 브레이크를 사용하면 전원이 끊어졌을 때 브레이크가 작동하여 정지 상태를 유지합니다.