KR20000006800A - 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치에 관한것으로, 고리형 자석(170)이 수용되는 지그(110)와; 상기 지그(110)를 단위시간당 소정의 각도만큼 회전시키는 회전수단(120)과; 상기 고리형 자석(170)의 외주면에 상하,전후로 유동되게 형성되고, 고리형 자석(170)의 원주상의 자력분포를 소정의 시간단위로 측정하는 자력측정수단(130)과; 상기 자력측정수단(130)에 의해 측정된 측정신호를 전달받아 자석의 자력분포를 소정의 회전 각도에따라 분석하는 자력분석수단(140)과; 상기 지그(110)의 상단에 덮개형태로 형성되고, 고리형 자석(170)의 측정압력을 일정하게 유지시키는 자석 고정캡(150); 그리고, 상기 지그(1100를 상기 회전수단(120)에 고정/분리시키는 조임캡(160);을 포함하여 구성되어, 다양한 고리형 자석(170)의 크기에 따라 지그(110)를 교체하여 고리형 자석(170)의 자기장 분포를 신속/정확하게 반복 측정하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치를 기술적 요지로 한다. 이에따라 고리형 자석(170)의 자기장 세기가 일정각도씩 분할되어 자동측정되고, 상기의 과정이 반복되어 측정의 정밀도가 향상되고, 신속하게 다량의 고리형 자석(170)의 자기장 세기를 측정할 수 있다는 잇점이 있다.
Description
본 발명은 자기장 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고리형 자석을 모터를 이용하여 소정각도씩 회전시켜, 원주상의 자기장 세기분포를 정밀 측정하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 자기장을 세기를 측정하는 센서로는 자기장의 영역에 따라 여러가지로 분류된다. 또한 센서에 사용되는 소재에 따라서도 다양하게 분류된다.
통상 수십 nT 정도의 미세자장을 측정하기 위해서는 SQUID(Superconducting Quantum Interference Device}나 서치코일 마그네토미터(search coil magnetomete) 등이 사용되고, 수 μT 정도의 자기장을 측정하기 위해서는 자기저항센서, 플럭스 게이트(fluxgate) 센서등이 사용된다. 또한 수십 mT 정도의 자기장을 측정하기 위해서는 자기 트렌지스터 센서, 자기다이오드 센서, 홀센서 등이 사용되며, 이중에서 홀센서가 가장 널리 사용되고 있는 실정이다.
상기한 자기장 측정센서는 자기장의 세기를 측정하는 방법으로 통상 한지점을 설정하여 상기의 지점에 대한 자기장의 세기를 측정하는 방법을 취함에 의해, 실제적인 자기장의 세기를 측정하지 못한고, 특정지점의 자기장의 세기를 측정한다는 문제점을 내포한다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고리형 자석을 모터를 이용하여 회전시키고, 상기 자석의 원주상의 자력분포를 홀센서를 이용하여 소정의 시간단위로 자동 측정하고, 상기 측정된 신호를 A/D 컨버터로 변환하여 결과를 분석하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1 - 본 발명에 따른 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치의 단면도.
도2 - 도1의 점선부분을 확대한 도.
도3 - 본 발명에 따른 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치의 측정 흐름도.
도4 - 홀센서를 고리형 자석에서 거리 Z만큼 이격시키고 반경 R만큼 이격시킨 상태의 측정도 및 각도에 따른 자기장의 상대적 세기를 나타낸 도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 본체 101 : 전원공급부
103 : 제어부 110 : 지그
111 : 테이퍼 형성부 112 : 받침턱
113 : 날개부재 114 : 결합부
115 : 오목부 120 : 회전수단
121 : 모터 122 : 구동풀리
123 : 샤프트 123a : 받침날개
123b : 지그 결합공 123c : 수나나산
124 : 종동풀리 125 : 타이밍벨트
130 : 자력측정수단 131 : 푸루브
131a : 홀센서 132 : X-Z 스테이지
140 : 자력분석수단 141 : A/D 컨버터
142 : P.C 150 : 고정캡
160 : 조임캡 161 : 암나사산
162 : 관통공 170 : 고리형 자석
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고리형 자석이 수용되는 지그와; 상기 지그를 단위시간당 소정의 각도만큼 회전시키는 회전수단과; 상기 고리형 자석의 외주면에 상하,전후로 유동되게 형성되고, 고리형 자석의 원주상의 자력분포를 소정의 시간단위로 측정하는 자력측정수단과; 상기 자력측정수단에 의해 측정된 측정신호를 전달받아 고리형 자석의 자력분포를 소정의 회전각도에 따라 분석하는 자력분석수단과; 상기 지그의 상단에 덮개형태로 형성되고, 고리형 자석의 측정압력을 일정하게 유지시키는 자석 고정캡; 그리고, 상기 지그를 상기 회전수단에 고정/분리시키는 조임캡;을 포함하여 구성되어, 다양한 고리형 자석의 크기에 따라 지그를 교체하여 자석의 자기장 분포를 신속/정확하게 반복 측정하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 회전수단은, 모터와 연결되어 모터의 동력을 전달받는 구동풀리와; 상기 지그가 안착되는 샤프트와;상기 샤프트와 동일축으로 연결 형성되고, 상기 구동풀리와 소정 이격되어 형성된 종동풀리; 그리고, 상기 구동풀리의 구동력을 종동풀리에 전달하는 타이밍벨트;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 자력 측정수단은, 단부에 홀센서가 부착된 푸루브와; 상기 푸루브와 연결되어, 상기 푸루브를 상하, 전후로 미세하게 유동시키는 X - Z 스테이지;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자력분석수단은, 상기 홀센서에서 감지한 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터와;상기 A/D 컨버터에서 전달된 디지털 신호를 분석하여 평균, 편차, 최대값,최소값 등을 디스플레이하여 합격여부를 판정하는 P.C;를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
이에따라, 고리형 자석이 놓여진 지그가 안착된 샤프트를 일정 시간간격으로 회전시키고, 상기 회전하는 자석의 외주면에 소정이격된 홀센서가 상기 회전각도별로 상기 자석의 자력을 측정 분석하여 상기 자석의 합격/불합격 여부를 신속,정확하게 판단할 수있다는 잇점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 점선부분을 확대한 도이고, 도 3은 자기장 분포 측정장치의 흐름도이고, 도 4는 홀센서를 고리형 자석에서 거리 Z만큼 이격시키고 반경 R만큼 이격시킨상태의 측정도 및 각도에 따른 상대적 세기를 나타낸 도이다.
도1 및 도2에서, 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치는 크게 본체(100)와, 지그(110)와, 회전수단(120)과, 자력측정수단(130)과, 자력분석수단(140)과, 고정캡 (150)그리고 조임캡(160)으로 구성된다.
상기 본체(100)는 내부가 빈 형태로 구성되어 본체(100) 내부에 전원공급부(101)와 회전수단(120) 및 제어부(102)가 구비된다.
상기 회전수단(120)은 크게 모터(121)와, 구동풀리(122)와, 샤프트(123)와 종동풀리(124) 그리고 타이밍벨트(125)로 구성된다.
상기 모터(121)는 상기 본체(100)의 내부 일측에 구비되어 제어부(102)의 제어를 받아 회전속도가 제어된다. 상기 모터(121)에는 구동풀리(122)가 형성되어 상기 모터(121)의 동력을 전달 받는다. 그리고 상기 구동풀리(122)와 소정간격 이격되어 종동풀리(124)가 형성된다. 상기 구동풀리(122)와 종동풀리(124)는 타이밍 벨트(125)로 연결되어 구동풀리(122)의 동력이 상기 종동풀리(124)에 전달된다. 그리고 상기 종동풀리(124)에는 상기 종동풀리(124)와 동일축으로 형성된 샤프트(123)가 구비된다. 상기 샤프트(123)는 상기 본체(100)의 내부에서 본체(100) 외부로 돌출되는 형식으로 설치된다.
상기 모터(121)는 스텝모터가 사용되고, 초당 약 800스텝 유동되도록 제어부에서 제어된다. 즉 상기 샤프트(123)가 초당 약 2회전 하도록 구성되어 한 스텝 회전시 고리형 자석(170)이 약 0.9°회전하도록 조정된다. 그리고 상기 샤프트(123)의 외주면에는 외측으로 돌출된 리브형상의 받침날개(123a)가 구비되어 후술하는 조임캡(160)의 하단부를 받친다. 또한 상기 샤프트(123)의 단부에는 상측에서 하측으로 형성된 지그 결합공(123b)이 구비된다. 상기 지그 결합공(123b)은 하측으로 갈수롤 좁아지는 형태로 구성되어 지그 결합,회전시 회전중심을 유지시킨다.
여기서 상기 샤프트(123)의 외주면에는 다수개의 수나사산(123c)이 구비되어 후술하는 조임캡(160)의 암나사산(161)과 결합함에 의해 지그(110)를 상기 샤프트(123)의 지그 결합공(123b)에 밀착 고정시킨다.
상기 지그(110)는 하부에 테이퍼 형성부(111)가 구비된 대략 원주형상으로 구비되어, 상기 테이퍼 형성부(111)가 상기 샤프트(123)의 지그 결합공(123b)에 삽입된다. 그리고 상기 테이퍼 형성부(111) 상단에는 받침턱(112)이 형성되어 상기 받침턱(112) 상면에 후술하는 조임캡(160)이 밀착된다. 또한 상기 지그(110)의 상부 외주면에는 외측으로 돌출된 리브형상의 날개부재(113)가 형성되고, 상기 지그(110)의 상부를 통하여 고리형 자석(170)의 통공부가 삽입되어 지그의 결합부(114)에 결합된다. 이때 고리형 자석(170)은 지그의 결합부(114)에 결합됨과 동시에 저면이 상기 날개부재(113)의 상면에 밀착 고정된다.
그리고 상기 날개부재(113) 하부면에는 상기 지그(110)의 원주면을 따라 내부로 함몰된 오목부(115)가 형성되어 상기 오목부(115) 근접부위에 후술하는 푸루브(131)의 홀센서(131a)가 위치되어 고리형 자석(170)의 자력을 감지한다.
상기 자력 측정수단은 푸루브(131)와 X-Z 스테이지(132)로 구성된다.
상기 X-Z 스테이지(132)는 상기 본체(100)의 상면에 설치되고, 상기 지그(110) 방향으로 약 0.01mm정도의 정밀도로 미세 조정되어 상기 지그(110)로 전진/후퇴되도록 형성된다. 그리고 상기 X-Z 스테이지(132)에는 푸루브(131)가 설치되어 상하로 유동된다. 상기 푸루브(131)의 유동도 약 0.01mm정도의 정밀도로 조정이 가능하며, 상기 프루브(131)의 전면에는 홀센서(131a)가 형성되어 고리형 자석(170)의 특정거리에 따른 자력의 상대적 세기가 상기 홀센서(131a)를 통하여 측정된다. 즉 상기 홀센서(131a)를 상기 고리형 자석(170)과 소정이격된 거리에 위치되도록 상기 X-Z 스테이지(132)와 푸루브(131)를 조절한다. 그리고 상기 고정 위치에서 상기 샤프트(123)를 회전시켜 고리형 자석(170)을 회전시킴에 의해 회전각도에 따른 고리형 자석(170)의 자력세기를 측정한다. 여기서 상기 홀센서(131a)는 홀센서(131a)의 단부가 대략 상기 지그(110)의 오목부(115)에 위치된 상태에서 측정이 이루어진다.
상기 자력분석수단(140)은 A/D 컨버터(141)와 P.C(142)로 구성된다.
상기 A/D 컨버터(141)는 상기 홀센서(131a)에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 P.C(142)에 전달한다. 상기 P.C(142)는 상기 A/D 컨버터(141)에서 전달받은 디지탈 신호를 토대로 평균과, 최대값과, 최소값 그리고 편차등을 분석하여, 상기 고리형 자석(170)이 합격 범주내에 속하는지 여부를 판단하여 고리형 자석(170)의 불량여부를 검증한다.
상기 고정캡(150)은 대략 하부가 개구된 원통형상으로 구성되고, 상기 지그(110)의 상단부를 덮는 뚜껑형태로 설치된다. 여기서 상기 고정캡(150)은 고정캡의 턱부가 상기 고리형 자석의 상면에 밀착되어 상기 고리형 자석(170)에 하향성분의 일정압력을 전달하여 상기 고리형 자석(170)의 회전에 의한 미끄러짐을 방지시킨다.
상기 조임캡(160)은 하부가 개구된 대략 원통형상으로 구성된다. 그리고 상부면에 관통공(162)이 형성되어 상기 관통공(162) 내부로 지그(110)가 삽입된다. 또한 상기 조임캡(160)의 하부 내주 원주면에는 다수개의 암나사산(161)이 형성되어, 상기 샤프트(123)에 형성된 수나사산(123c)과 결합된다. 즉 상기 지그(110)를 상기 조입캡(160)의 관통공(162)에 삽입하여 지그(110)의 테이프 형성부(111)를 상기 샤프트(123)의 지그 결합공(123b)에 삽입한 후, 상기 조임캡(160)을 회전 시키면 상기 조임캡(160)의 암나사산(161)과 샤프트(123)의 수나사산(123c)이 결합되고, 상기 조임캡(160)의 상부면 저면이 지그(110)에 형성된 받침턱(112)에 밀착되어 상기 지그(110)를 상기 지그 결합공(123c)에 밀착 고정시킨다. 따라서 상기 샤프트(123) 회전시 지그(110)의 좌우 유동이 방지된다.
상기의 구성에 의한 작동효과는 후술하는 바와같다.
도 3에 도시된 바와같이, 먼저 측정하고자 하는 고리형 자석(170)을 상기 지그(110)의 상단부를 통하여 상기 지그(110)의 상면에 결합시킨다. 이때 상기 고리형 자석(170)의 저면이 날개부재(113) 상면에 밀착된다. 그런다음 상기 지그(110)를 상기 샤프트(123)의 지그 결합공(123b)에 삽입하고 조임캡(160)을 이용하여 상기 지그(110)를 상기 샤프트(123)에 밀착 고정시킨다. 상기 샤프트(123)에 밀착고정된 지그(110)의 상단부에 상기 고정캡(150)을 뚜껑형태로 결합시켜 상기 고리형 자석(170)에 소정의 하향장력을 제공함에 의해 상기 샤프트(123)의 회전시 상기 고리형 자석(170)의 겉돔을 방지시킨다.
그리고 상기 X-Z 스테이지(132)와 푸루브(131)를 미세 조정하여 상기 푸루브(131)의 전단부에 설치된 홀센서(131a)가 고리형 자석(170)과 소정거리 이격되도록 위치시킨다. 그런다음 전원 공급부(101)를 ON 시킨다. 전원 공급부(101)가 ON 되면 제어부(103)의 제어를 받는 모터(121)가 작동되어 구동풀리(122)가 회전하게 되고, 구동풀리(122)의 회전에 의해 종동풀리(124)가 회전한다.
따라서 상기 종동풀리(124)와 동일축으로 형성된 샤프트(123)가 회전하게 됨과 동시에 홀센서(131a)를 통하여 상기 고리형 자석(170)의 자기장 세기가 측정된다. 상기 홀센서(131a)에서 측정된 아날로그 신호는 A/D 컨버터(141)를 통하여 디지탈 신호로 변환되어 P.C(142)로 전송된다. P.C(142)로 전송된 신호는 회전각도에 따라 자기장의 상대적 세기가 분석된다.
도 4에서, 홀센서(131a)가 특정 위치에 고정된 상태 즉 고리형 자석(170)에서 거리 Z만큼 이격되고 중심에서 반경R 만큼 이격된 거리에서 상기 고리형 자석(170)의 자기장 세기의 평균, 최대값, 최소값 및 편차등이 분석되어 저장된다. 여기서 필요한 경우에는 상기와 같은 과정을 반복하여 하나의 고리형 자석에 대해 반복 측정이 가능하다. 상기의 과정이 완료되면 상기 고리형 자석(170)을 제거하고 다른 고리형 자석(170)을 결합시켜 상기와 같은 과정을 반복한다. 여기서 사용자는 상기 분석값에 따라 고리형 자석(170)의 합격여부를 판단하고, 합격품과 불합격품이 판정한다.
상기의 구성에 의한 본 발명은, 고리형 자석의 자기장 세기를 고리형 자석을 회전각도에 의해 측정,분석하므로 자기장 세기를 정확하게 반복 측정하는 효과가 있다.
그리고 상기 고리형 자석의 크기에 따라 지그를 교체하여 다른 자석을 측정하므로 고리형 자석의 자기장 세기분포를 시속하게 측정하고, 불합격 여부를 신속하게 판단 할 수 있다는 효과가 또한 있다.
Claims (5)
- 고리형 자석이 수용되는 지그와;상기 지그를 단위시간당 소정의 각도만큼 회전시키는 회전수단과;상기 고리형 자석의 외주면에 상하,전후로 유동되게 형성되고, 고리형 자석의 원주상의 자력분포를 소정의 시간단위로 측정하는 자력측정수단과;상기 자력측정수단에 의해 측정된 측정신호를 전달받아 고리형 자석의 자력분포를 소정의 회전각도에 따라 분석하는 자력분석수단과;상기 지그의 상단에 덮개형태로 형성되고, 고리형 자석의 측정압력을 일정하게 유지시키는 자석 고정캡; 그리고,상기 지그를 상기 회전수단에 고정/분리시키는 조임캡;을 포함하여 구성되어,다양한 자석의 크기에 따라 지그를 교체하여 고리형 자석의 자기장 분포를 신속/정확하게 반복 측정하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 회전수단은,모터와 연결되어 모터의 동력을 전달받는 구동풀리와;상기 지그가 안착되는 샤프트와;상기 샤프트와 동일축으로 연결 형성되고, 상기 구동풀리와 소정 이격되어 형성된 종동풀리; 그리고,상기 구동풀리의 구동력을 종동풀리에 전달하는 타이밍벨트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 자력 측정수단은,단부에 홀센서가 부착된 푸루브와;상기 푸루브와 연결되어, 상기 푸루브를 상하, 전후로 미세하게 유동시키는 X - Z 스테이지;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 자력분석수단은,상기 홀센서에서 감지한 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터와;상기 A/D 컨버터에서 전달된 디지털 신호를 분석하여 평균, 편차, 최대값,최소값 등을 디스플레이하여 합격여부를 판정하는 P.C;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 지그가 테이퍼 형태로 구성되어 지그 교체 조립시 회전중심이 용이하게 조정됨을 특징으로 하는 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치.
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| KR1019990048573A KR20000006800A (ko) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019990048573A KR20000006800A (ko) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000006800A true KR20000006800A (ko) | 2000-02-07 |
Family
ID=19618490
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019990048573A KR20000006800A (ko) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | 고리형 자석의 자기장 분포 측정장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20000006800A (ko) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100348881B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2002-08-17 | 한국전기연구원 | 전자기재료의 전자기 특성 측정용 지그 |
| KR101095660B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2011-12-19 | 콘티넨탈오토모티브코포레이션코리아 (주) | 마그넷 가우스 측정장치 |
| KR102320035B1 (ko) * | 2021-04-30 | 2021-11-01 | (주)티에이치엔 | 커넥터용 복합 환경 내구성 시험 지그 |
-
1999
- 1999-11-04 KR KR1019990048573A patent/KR20000006800A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100348881B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2002-08-17 | 한국전기연구원 | 전자기재료의 전자기 특성 측정용 지그 |
| KR101095660B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2011-12-19 | 콘티넨탈오토모티브코포레이션코리아 (주) | 마그넷 가우스 측정장치 |
| KR102320035B1 (ko) * | 2021-04-30 | 2021-11-01 | (주)티에이치엔 | 커넥터용 복합 환경 내구성 시험 지그 |
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