자기 센서 – metoree本番管理

자기 센서란?

자기 센서는 자기를 감지하는 센서를 말합니다.

영구자석, 전자석에서 발생하는 자기나 지자기를 감지할 때 사용됩니다. 마그네틱 센서에서는 자기의 벡터(크기와 방향)를 감지할 수 있습니다.

최근 자기 센서는 생활용품부터 산업기기까지 폭넓게 사용되고 있습니다. 대표적인 예가 스마트폰입니다. 지도 앱이나 방향 앱의 방향 감지 등에 사용됩니다.

또한, 산업 및 연구 분야에서는 자기를 발생시키는 물질의 검사 및 검출에 사용되는 경우가 많습니다. 아래는 검출 대상 예시를 열거한 것입니다.

위를 감지하여 다음과 같은 제품에 적용이 가능합니다.

자기 센서는 자속으로 인한 로렌츠력을 전기적 신호로 변환하여 자기의 벡터(크기, 방향)를 감지합니다.
마그네틱 센서에도 여러 종류가 있지만, 크게 홀소자를 이용한 홀 센서와 자기저항소자(MR)를 이용한 자기저항소자 센서로 구분할 수 있습니다.

홀 센서는 홀 요소와 수직 자속 사이에서 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기 벡터를 감지합니다. 홀 효과란 자속과 직각인 전류가 발생했을 때, 자속과 전류에 대해 90도 방향으로 기전력이 발생하는 현상입니다.

MR 센서는 자기를 감지하면 저항이 변하는 자기 저항 소자를 이용하여 자기 벡터를 감지합니다.
자기저항소자에는 반도체 자기저항소자, 이성 자기저항소자, 거대 자기저항소자, 터널 자기저항소자의 종류가 있습니다.

나침반은 방향을 알기 위한 도구입니다. 예로부터 영구자석이 사용되어 왔지만, 최근에는 영구자석 대신 자기 센서를 이용해 방위각을 계산하는 전자 나침반이 널리 보급되고 있습니다.

전자 나침반은 스마트폰에도 탑재되어 있다. 스마트폰 내에서의 역할은 방위 앱의 방향 감지, 지도 앱의 내비게이션 등입니다.

대부분의 지도 앱은 GPS를 이용하는데, GPS의 위치 탐지 정확도는 수 미터 단위입니다. 따라서 내비게이션으로 사용하기에는 충분하지 않습니다. 또한 전파 상태가 좋지 않은 지역에서는 GPS 신호를 수신하지 못하는 경우도 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전자 나침반과 결합하여 방위와 진행 방향을 감지하여 GPS의 오차를 보정합니다. 또한, 항상 진행 방향이 위를 향하도록 지도 표시를 조정할 수도 있습니다.

또한, 전자 나침반은 미약한 지자기에서 방위를 계산하기 때문에 스피커 등 자성 부품의 영향을 보정하는 기술도 사용됩니다.

자동차의 안전성과 편의성을 높이는 제어 시스템을 구현하기 위해 다양한 센서가 탑재되고 있는데, 자기 센서는 신뢰성과 비용 면에서 유리합니다. 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

최근 자율주행 기술이 주목받고 있으며, AI 기술을 활용한 실현을 위한 기술 개발이 진행되고 있습니다. 아직 많은 과제가 남아있지만, 이를 해결하기 위한 방안으로 마그네틱 마커 시스템이 주목받고 있습니다.

마그네틱 마커 시스템은 완전 자율형 자율주행과 달리 유도형 시스템입니다. 도로에 설치한 마그네틱 마커를 차량의 자기 센서로 감지해 현재 위치를 파악하고 경로를 제어하는 운전 지원 시스템을 말합니다. 노선버스에서 자율주행 실현을 위한 실증 시험이 시작되고 있습니다.