KR100547226B1 - Displacement sensor with position correction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조물의 한 측면에 장착되어 구조물의 변위, 하중, 진동 등을 측정하는 변위측정 센서로서, 상기 변위측정 센서의 서로 다른 직교 면에 형성되고 해당 면의 모든 방위를 육안으로 식별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 각도 표시부, 및 상기 각도 표시부의 중앙에 설치되고 상기 변위측정 센서가 기울어짐에 따라 그 기울어진 정도를 식별할 수 있도록 한 방향만을 가리키는 바늘을 포함한다. 본 발명의 변위측정 센서는 측정부위에 정확한 설치가 가능하므로 부정확한 설치로 인한 실험오차를 줄일 수 있다.The present invention is a displacement measuring sensor mounted on one side of the structure to measure the displacement, load, vibration, etc. of the structure, formed on different orthogonal surfaces of the displacement measuring sensor so that any orientation of the surface can be visually identified. It includes an angle display portion marked with a graduation at a predetermined interval, and a needle installed in the center of the angle display portion and pointing only one direction so that the degree of inclination can be identified as the displacement measuring sensor is inclined. Displacement measuring sensor of the present invention can be accurately installed on the measurement site can reduce the experimental error due to incorrect installation.

Description

위치 보정이 가능한 변위측정 센서{LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL TRANSFORMER SYSTEM WHICH CAN CORRECT POSITION SHIFTING}Displacement measurement sensor with position correction {LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL TRANSFORMER SYSTEM WHICH CAN CORRECT POSITION SHIFTING}

도 1은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 개념도이고,1 is a conceptual diagram for explaining the principle of the present invention,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 변위측정 센서의 사시도이며,2 is a perspective view of a displacement measuring sensor according to an embodiment of the present invention,

도 3은 도 2에 도시된 변위측정 센서의 측면도이고,3 is a side view of the displacement measuring sensor shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 변위측정 센서의 사용상태도를 나타낸 것이다.4 is a view showing a state of use of the displacement measuring sensor shown in FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100 : 변위측정 센서 110 : 몸체100: displacement measuring sensor 110: body

120 : 측정용 코어 130 : 각도 표시부120: measuring core 130: angle display unit

131 : 눈금 140 : 바늘131: graduation 140: the needle

145 : 추145: weight

본 발명은 변위측정 센서(LVDT: Linear Variable Differential Transformer)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현재 설치위치를 정확하게 식별할 수 있도록 별도의 눈금자가 구비된 위치 보정이 가능한 변위측정 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement measuring sensor (LVDT: Linear Variable Differential Transformer), and more particularly, to a displacement measuring sensor capable of correcting a position provided with a separate ruler to accurately identify a current installation position.

변위측정 센서(LVDT: Linear Variable Differential Transformer)는 독립적으로 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적으로 출력을 나타내는 일종의 전기기계적 변환기이다. 이 변위측정 센서는 1) 비접촉 검지가 가능하고 2) 수명이 길고 신뢰성이 높으며 3) 에너지 보존이 가능하고 4) 습도에 대한 영향이 적으며 5) 비교적 값이 저렴하다는 장점이 있다. 이와 같은 이유로 변위측정 센서는 산업분야, 대학, 및 연구실에서 변위, 압력, 액위, 하중, 진동측정 등을 목적으로 많이 사용되고 있다. Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is a type of electromechanical transducer that produces an electrical output proportional to the displacement of an independently movable core. This displacement measuring sensor has the advantages of 1) non-contact detection, 2) long life and high reliability, 3) energy conservation, 4) less influence on humidity, and 5) relatively low cost. For this reason, displacement measuring sensors are widely used for the purpose of measuring displacement, pressure, level, load, and vibration in industrial fields, universities, and laboratories.

그러나, 변위측정 센서는 위와 같은 장점 외에 설치가 까다롭다는 단점을 가지고 있다. 일반적으로 변위측정 센서는 측정하고자 하는 면과 법선 방향으로 설치되어야 하는데, 대부분의 변위측정 센서가 설치자의 육안판단에 의존하여 측정장소에 설치되고 있다. 때문에, 일반적인 변위측정 센서를 이용한 측정은 상당한 설치오차를 내포하고 있다.However, the displacement measuring sensor has a disadvantage in that installation is difficult in addition to the above advantages. In general, the displacement measuring sensor should be installed in a direction normal to the plane to be measured. Most of the displacement measuring sensors are installed at the measurement site depending on the visual judgment of the installer. For this reason, measurements using common displacement sensors involve significant installation errors.

또한, 구조물 변위측정실험의 경우에는 변위측정 센서를 구조물에 직접 장착하는데, 구조물의 변형으로 인하여 변위측정 센서의 위치가 처음과 달라지게 된다. 그러나, 종래 변위측정 센서에는 이러한 변동 위치를 나타내거나 이를 보정하기 위한 수단이 구비되어 있지 않아, 종래 변위측정 센서로는 정확한 측정을 할 수 없다.In addition, in the case of the structure displacement measurement experiment, the displacement measuring sensor is mounted directly on the structure, and the position of the displacement measuring sensor is changed from the first due to the deformation of the structure. However, the conventional displacement measuring sensor is not provided with a means for indicating or correcting such a fluctuating position, and thus the conventional displacement measuring sensor cannot accurately measure.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 변위측정 센서의 정확한 측정위치를 육안으로도 쉽고 정확하게 판별할 수 있도록 눈금자가 구비된 위치 보정이 가능한 변위측정 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a displacement measuring sensor capable of correcting a position with a ruler so that the exact measuring position of the displacement measuring sensor can be easily and accurately determined with the naked eye.

본 발명의 한 실시예에 따르면 구조물의 한 측면에 장착되어 구조물의 변위, 하중, 진동 등을 측정하는 변위측정 센서로서, 상기 변위측정 센서의 서로 다른 직교 면에 형성되고 해당 면의 모든 방위를 육안으로 식별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 각도 표시부, 및 상기 각도 표시부의 중앙에 설치되고 상기 변위측정 센서가 기울어짐에 따라 그 기울어진 정도를 식별할 수 있도록 한 방향만을 가리키는 바늘을 포함하는 위치 보정이 가능한 변위측정 센서가 제공된다.According to an embodiment of the present invention is a displacement measuring sensor mounted on one side of the structure to measure the displacement, load, vibration, etc. of the structure, formed on different orthogonal surfaces of the displacement measuring sensor and visually all the orientation of the surface A position including an angle display unit marked with a scale at a predetermined interval so as to be identified by a predetermined interval, and a needle installed at the center of the angle display unit and pointing only in one direction so as to identify the degree of inclination as the displacement measuring sensor is inclined A displacement measuring sensor is provided.

이때, 본 발명의 상기 바늘의 끝에는 상기 바늘이 항상 중력방향을 향할 수 있도록 중량을 갖는 추가 결합되어 있는 것이 좋다.At this time, the end of the needle of the present invention is preferably coupled to have a weight so that the needle is always in the direction of gravity.

먼저, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기 전에 본 발명의 원리를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.First, the principle of the present invention before explaining a specific embodiment of the present invention will be described. 1 is a conceptual diagram illustrating the principle of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 한 평면에 직사각형 2개를 서로 다른 방향을 향하게 올려 놓는다. 이 직사각형 2개를 평면에 각각 수직하게 한 후 서로 겹치게 한다. 그러면, 2개의 직사각형이 겹쳐지면서 만들어지는 하나의 선이 생기는데, 이 선이 바로 평면에 수직한 법선이다. 본 발명은 이와 같은 간단한 기하학적 원리를 응용한 것으로서, 서로 다른 방위를 나타내는 2개의 각도측정기를 변위측정 센서에 장착하여 변위측정 센서의 위치를 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.As shown in Fig. 1, two rectangles are placed on one plane facing different directions. The two rectangles are each perpendicular to the plane and overlap each other. This results in a line created by the overlapping of the two rectangles, which is the normal normal to the plane. The present invention is applied to such a simple geometric principle, it is possible to accurately determine the position of the displacement measuring sensor by mounting the two angle measuring instruments indicating the different orientation to the displacement measuring sensor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 변위측정 센서의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 변위측정 센서의 측면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 변위측정 센서의 사용상태도를 나타낸 것이다.2 is a perspective view of a displacement measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view of the displacement measuring sensor shown in FIG. 2, and FIG. 4 shows a state diagram of the displacement measuring sensor shown in FIG. 2. .

도 2에 도시된 바와 같이, 변위측정 센서(100)는 크게 몸통(110)과 측정코어(120) 두 부분으로 나누어진다. 측정코어(120)는 측정대상물에 접촉하는 부분으로 긴 환봉형태이며, 몸통(110) 내부로 자유롭게 이동된다. 몸통(110) 내부에는 스프링과 코일(도시되어 있지 않음)이 감겨져 있는데, 스프링은 몸통(110) 내부로 이동된 측정코어(120)를 몸통(110) 외측으로 이동하게 하는 관성을 발생시키고, 코일은 측정코어(120)의 이동에 따라 자장을 일으키는 역할을 한다. 따라서, 변위측정 센서(100)는 측정코어(120)가 측정대상물의 움직임에 따라 몸통(110)의 내측 또는 외측으로 이동함에 따라 몸통(110) 내부에 설치된 코일에서 발생되는 자장의 크기를 통해 측정대상물의 움직임 정도를 파악한다.As shown in FIG. 2, the displacement measuring sensor 100 is largely divided into two parts, a body 110 and a measuring core 120. The measuring core 120 has a long round bar shape in contact with the measurement object, and is freely moved into the body 110. The body 110 is wound with a spring and a coil (not shown), the spring generates an inertia to move the measuring core 120 moved into the body 110 to the outside of the body 110, the coil Is responsible for generating a magnetic field in accordance with the movement of the measuring core (120). Therefore, the displacement measuring sensor 100 is measured by the magnitude of the magnetic field generated in the coil installed inside the body 110 as the measurement core 120 moves to the inside or outside of the body 110 in accordance with the movement of the measurement object. Determine the degree of movement of the object.

이처럼, 변위측정 센서(100)는 측정코어(120)의 움직임을 통해 측정대상물의 변위를 측정하므로 측정코어(120)가 측정대상물에 변위를 정확하게 감지할 수 있도록 측정대상물의 변위방향과 일치되게 설치되어야 한다. 본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 변위측정 센서(100)의 몸통(110)에 2개의 각도 표시부(130)를 형성하였다.As such, the displacement measuring sensor 100 measures the displacement of the measurement object through the movement of the measurement core 120, so that the measurement core 120 is installed in accordance with the displacement direction of the measurement object so as to accurately detect the displacement on the measurement object. Should be. In view of the above, the present invention forms two angle display parts 130 on the body 110 of the displacement measuring sensor 100.

표시부(130)는 몸통(110)의 서로 인접한 두 방향에 각각 형성된다. 일반적으 로 변위측정 센서(100)의 몸통(110)은 원통형이므로, 본 실시예에서는 몸통(110)의 두 측면에 평평한 면을 마련하고 이 면에 원형으로 된 표시부(130)를 형성하였다. 표시부(130)의 둘레에는 각 방위를 나타낼 수 있는 눈금(131)이 일정간격으로 표시되어 있으며, 표시부(130)의 중심에는 바늘(140)이 결합되어 있다. 바늘(140)의 한 끝은 표시부(130)의 중심에 결합되어 있고, 다른 끝은 표시부(130)의 둘레에 표시된 눈금(131)을 가리킨다.The display unit 130 is formed in two adjacent directions of the body 110, respectively. In general, since the body 110 of the displacement measuring sensor 100 is cylindrical, in this embodiment, a flat surface is provided on two sides of the body 110 and a circular display unit 130 is formed on this surface. The circumference of the display unit 130 is marked with a predetermined interval at intervals 131 that can indicate each orientation, the needle 140 is coupled to the center of the display unit 130. One end of the needle 140 is coupled to the center of the display unit 130, and the other end points to the scale 131 marked around the display unit 130.

바늘(140)은 표시부(130)에 결합된 끝을 축으로 표시부(130)의 평면 위를 자유롭게 회전한다. 이때, 바늘(140)에 가해지는 외력은 중력 외에는 없으므로, 바늘(140)은 항상 자중에 의해 회전되어 중력방향을 가리킨다. 한편, 변위측정 센서(100)의 기울기가 작을 경우 바늘(140)에 작용하는 중력이 약해 바늘(140)이 제대로 중력방향을 가리키지 못할 수 있다. 본 발명은 이러한 점을 감안하여 도 3에 도시된 바와 같이 표시부(130)의 눈금(131)을 가리키는 바늘(140) 끝에 무거운 추(145)를 결합시켰다.The needle 140 rotates freely on the plane of the display unit 130 based on the end coupled to the display unit 130. At this time, since the external force applied to the needle 140 other than gravity, the needle 140 is always rotated by its own weight to indicate the direction of gravity. On the other hand, when the inclination of the displacement measuring sensor 100 is small, the gravity acting on the needle 140 is weak, the needle 140 may not properly point the direction of gravity. In view of this point, the present invention couples the heavy weight 145 to the end of the needle 140 indicating the scale 131 of the display unit 130 as shown in FIG. 3.

본 발명은 위와 같이 중력방향을 가리키는 2개의 표시부(130)를 몸통(110)의 서로 평행하지 않은 2개 면에 구비하고 있으므로 변위측정 센서(100)의 기울기를 입체적으로 나타낼 수 있다. 본 발명에 따른 변위측정 센서(100)의 장착방법을 도 4를 토대로 설명하면 다음과 같다.According to the present invention, since two display units 130 indicating the direction of gravity are provided on two non-parallel surfaces of the body 110 as described above, the inclination of the displacement measuring sensor 100 may be represented in three dimensions. The mounting method of the displacement measuring sensor 100 according to the present invention will be described with reference to FIG. 4 as follows.

먼저, 측정하고자 하는 대상물(200)의 기울기를 측정한다. 기울기 측정은 일반적으로 각도기를 이용하나 본 발명의 변위측정 센서(100)를 이용하여 측정할 수도 있다. 본 발명의 변위측정 센서(100)는 앞에서 설명한 바와 같이 서로 다른 평 면에 각각 표시부(130)가 형성되어 있으므로, 변위측정 센서(100)를 대상물(200)의 한 면에 밀착시키고 이때 바늘(140)이 가리키는 눈금(131)을 읽으면 대상물(200)의 기울기를 알 수 있다. First, the inclination of the object 200 to be measured is measured. Tilt measurement generally uses a protractor, but may also be measured using the displacement measuring sensor 100 of the present invention. As the displacement measuring sensor 100 of the present invention, as described above, since the display portions 130 are formed on different planes, the displacement measuring sensor 100 is in close contact with one surface of the object 200 and the needle 140 Reading the scale 131 indicated by) can know the inclination of the object (200).

대상물(200)의 기울기가 측정되면, 대상물(200)이 변동될 예상방향과 수직한 기울기 값을 산출하고 이 기울기로 변위측정 센서(100)를 기울여 대상물(200)에 설치한다. 기울어진 변위측정 센서(100)는 별도의 구조물(300)을 이용하여 고정시킨다. 모든 설치작업이 완료되면 해당 변위실험을 실시한다. 따라서, 본 발명은 측정 대상물의 변동방향과 일치되게 설치할 수 있으며, 대상물과 함께 위치가 달라지더라도 구비된 표시부를 통해 원래의 위치로 용이하게 보정할 수 있다.When the inclination of the object 200 is measured, the inclination value perpendicular to the expected direction in which the object 200 is to be calculated is calculated, and the displacement measuring sensor 100 is tilted at this inclination and installed on the object 200. Inclined displacement measuring sensor 100 is fixed using a separate structure (300). When all installation work is completed, perform the displacement test. Therefore, the present invention can be installed in accordance with the fluctuation direction of the measurement object, and can be easily corrected to the original position through the display unit provided even if the position changes with the object.

본 발명은 측정 대상물에 정확한 설치가 가능하므로 종래와 같이 부정확한 설치로 인하여 발생되는 측정오차를 줄일 수 있다.The present invention can be accurately installed on the measurement object can reduce the measurement error caused by the incorrect installation as in the prior art.

이상에서 위치 보정이 가능한 변위측정 센서에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical idea of the displacement measuring sensor capable of position correction is described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example and not by way of limitation. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (2)

구조물의 한 측면에 장착되어 구조물의 변위, 하중, 진동 등을 측정하는 변위측정 센서로서,Displacement measuring sensor mounted on one side of the structure to measure the displacement, load, vibration, etc. of the structure, 상기 변위측정 센서의 서로 다른 직교 면에 형성되고 해당 면의 모든 방위를 육안으로 식별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 각도 표시부, 및An angle display unit formed on different orthogonal planes of the displacement measuring sensor and marked with intervals so as to visually identify all orientations of the plane; 상기 각도 표시부의 중앙에 설치되고 상기 변위측정 센서가 기울어짐에 따라 그 기울어진 정도를 식별할 수 있도록 한 방향만을 가리키는 바늘을 포함하는 위치 보정이 가능한 변위측정 센서.And a needle installed at the center of the angle display part and including a needle pointing only in one direction so as to identify the degree of inclination as the displacement measuring sensor is inclined. 청구항 1에 있어서, 상기 바늘의 끝에는 상기 바늘이 항상 중력방향을 향할 수 있도록 중량을 갖는 추가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 보정이 가능한 변위측정 센서.The displacement measuring sensor of claim 1, wherein the end of the needle is further coupled to have a weight such that the needle always faces the direction of gravity.
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