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학술저널
저자정보
배정현 (아주대학교) 윤경택 (아주대학교) 임현호 (아주대학교) 최영만 (아주대학교)
저널정보
Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.38 No.8
발행연도
2021.8
수록면
567 - 574 (8page)
DOI
10.7736/JKSPE.021.031

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The electromagnetic force compensation (EMFC) measurement principle has been widely adopted in the high-precision mass metrology system due to its sensitive compliant mechanism and nanometer level position sensor. In EMFC, an electromagnetic actuator balances the gravitational weight to maintain zero (or Null) position by feedback control using a position sensor, and the weight is calculated from the current applied to the actuator. Thus, a position sensor in the EMFC system should measure the null position accurately with high sensitivity and resolution. The position sensor commonly used in EMFC balance is an optical sensor that measures the displacement of EMFC balance from the intensity of light coming through a slit using a two-segment photodiode. This paper analyzed the characteristics of an optical position sensor for EMFC balance through parametric analysis using the Fresnel diffraction model. We also evaluated the performance of the sensor and confirmed the feasibility from weighing performance of the balance prototype. Normalized sensitivity of the sensor was 0.04237 μm<SUP>-1</SUP> and measured resolution was 1.09 nm. The weighing repeatability with our optical position sensor was 4.83 mg (1σ) at 10 g measurement, which was 3 times better than the repeatability with an alternative commercial sensor.
#Position sensor (위치 센서) #Electromagnetic force compensation (전자기력 보상) #Weighing cell (웨잉셀) #Null method (영위법)

목차

1. 서론
2. 원리 및 센서 모델링
3. 실험 결과
4. 결론
REFERENCES

참고문헌 (16)

참고문헌 신청
Stefanescu, D. M., “Handbook of Force Transducers: Principles and Components,” Springer, pp. 41-86, 2020. google schola Piskorowski, J. and Barcinski, T., “Dynamic Compensation of Load Cell Response: A Time-Varying Approach,” Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 22, No. 7, pp. 1694-1704, 2008. google schola Gläser, M. and Borys, M., “Precision Mass Measurements,” Reports on Progress in Physics, Vol. 72, No. 12, Paper No. 126101, 2009. google schola Weis, H., Hilbrunner, F., Fröhlich, T., and Jäger, G., “Parametric Mechatronic Model of a Load Cell with Electromagnetic Force Compensation,” Proc. of the IMEKO TC3, TC5 AND TC22 Conferences Metrology in Modern Context, pp. 29-32, 2010. google schola Bobroff, N., “Recent Advances in Displacement Measuring Interferometry,” Measurement Science and Technology, Vol. 4, No. 9, pp. 907-926, 1993. google schola

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