KR200334703Y1

KR200334703Y1 - 멀티 디지털계측기

Info

Publication number: KR200334703Y1
Application number: KR20-2003-0028009U
Authority: KR
Inventors: 김성호
Original assignee: 한국승강기 안전관리원
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2003-11-28

Abstract

멀티 디지털계측기에 대해 개시한다. 본 고안의 멀티 디지털계측기는, 사용자 조작을 지원하는 키입력부; 상기 키입력부에 입력되는 요구신호에 대응하여 해당 제어신호를 발생시키며, 입력되는 데이터의 연산이 이루어지는 마이크로 프로세서; 엘리베이터의 제동거리, 이동거리, 이동속도를 측정하기 위해, 엘리베이터 로프에 접촉되어 회전하는 롤러에 연결되어 펄스를 발생시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 엔코더; 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 온도측정부; 측정된 아날로그 온도값을 디지털값으로 변환시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 A/D변환부; 상기 키입력부의 조작에 대응하거나 마이크로 프로세서의 제어 또는 연산결과를 디스플레이함과 아울러 조명기능을 수행하는 디스플레이부; 및 레귤레이터를 포함하여 회로의 구동을 위한 일정전압을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 슬립테스터, 행정거리, 온도측정, 주행속도 측정 등의 여러 기능을 한 장비에 복합시켜 검사원으로 하여금 검사 및 휴대의 편리성을 제공한다.

Description

멀티 디지털계측기{Multi digital measuring apparatus}

본 고안은 멀티 디지털계측기에 관한 것으로, 특히 엘리베이터의 제동거리 측정, 이동거리 측정, 이동속도 측정, 온도 측정, 백라이트 기능을 제공하는 멀티 디지털계측기에 관한 것이다.

엘리베이터 검사기준 중에 “동력차단 때 카를 안전하게 감속정지(최대 정지거리는 감속 주행거리에 균형추 쪽 여유거리를 더한 수치 이내일 것) 시킬 수 있어야 한다. 그리고 조명 및 환기는 적절하고, 실온은 원칙적으로 40℃이하를 유지하여야 한다.”라는 규정이 있다.

현재 현장에서의 검사방법은 분필과 줄자, 감각으로 간단히 검사를 하고 있으며, 완성검사의 경우 설치도면에서 승강로 층간 높이 및 승강로 행정거리를 도면과 일치하는지를 직접 측정하는 경우가 거의 드물다. 또한, 보수점검자가 제동거리를 정확히 측정하여 브레이크 스프링 및 스트로크 갭을 조정하는 경우 임의로 조정하여 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기한 기존의 문제를 해소하기 위하여 검사자 및 자체검사자에게 사용의 편리성을 갖추고 정확한 수치를 나타낼 수 있는 다음과 같은 멀티 디지털계측기를 제공하는데 있다.

1. 제동기 제동거리 측정시 도르래의 안전보호망이 설치되어 줄자로 측정하기 힘들고 위험하므로 기존 SLIP TEST 기기보다 소형, 경량, 편리성을 갖춘 디지털계측기를 제공한다.

2. 현재 검사기준에 기계실온도가 원칙적으로 40℃ 이하로 유지하는지 검사하도록 되어있으나 현실적으로 어려움이 많은 실정이므로 온도 측정기능을 제공한다.

3. 검사원의 장비 경량화를 위하여 회전속도계 기능을 제공한다.

4. 건물 층간 거리 측정 및 승강로 행정거리 측정을 위해 거리측정 기능을 제공한다.

5. 야간 및 어두운 곳에서 측정 가능토록 백라이트 기능을 제공한다.

도 1은 본 고안의 멀티 디지털계측기 사용상태도,

도 2는 본 고안의 멀티 디지털계측기 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

A : 로프 B : 계전기

C : 롤러

1 : 마이크로 프로세서 2 : LCD

3 : LCD조절부 4 : 발진부

5 : 리셋부 6 : 키입력부

7 : 자기유지회로부 8 : 엔코더

9 : 부저음발생부 10 : A/D변환부

11 : 기준전압설정부 12 : 온도측정부

13 : 전원공급부

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 멀티 디지털계측기는, 사용자 조작을 지원하는 키입력부; 상기 키입력부에 입력되는 요구신호에 대응하여 해당 제어신호를 발생시키며, 입력되는 데이터의 연산이 이루어지는 마이크로 프로세서; 엘리베이터의 제동거리, 이동거리, 이동속도를 측정하기 위해, 엘리베이터 로프에 접촉되어 회전하는 롤러에 연결되어 펄스를 발생시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 엔코더; 온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 온도측정부; 측정된 아날로그 온도값을 디지털값으로 변환시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 A/D변환부; 상기 키입력부의 조작에 대응하거나 마이크로 프로세서의 제어 또는 연산결과를 디스플레이함과 아울러 조명기능을 수행하는 디스플레이부; 및 레귤레이터를 포함하여 회로의 구동을 위한 일정전압을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 마이크로 프로세서에는, 발생된 동작명령에 의해 온(ON)되고 온(ON) 상태를 유지하다가 동작정지명령에 의해 오프(OFF) 상태로 절환이 이루어지며 동작명령이 있기 전에 이 오프(OFF) 상태를 유지시키는 자기유지회로부가 더 접속되어 있다. 한편, 상기 엘리베이터의 제동거리, 이동거리, 이동속도 측정시 측정시점을 동기화시키기 위해 상기 마이크로 프로세서와 엘리베이터의 계전기를 접속하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안의 멀티 디지털계측기 사용상태도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 엘리베이터의 로프(A)에 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)를 밀착시켜 회전속도 및 거리측정이 이루어지게 된다. 이 때, 제동거리 등의 측정시에 측정의 정밀도를 향상시키기 위해 계전기(B)의 차단시점과 멀티 디지털계측기(KESI)의 측정시점을 동기화시키기 위해 계전기(B)와 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)는 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)는 엘리베이터 내부의 온도측정이 이루어질 뿐만 아니라 이를 LCD에 디스플레이하게 된다.

본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)의 스펙(SPEC)은 다음과 같다.

동작전압 : 5.0V ±0.5V

평균소비전력 : 50㎃이하(백라이트 구동시 150㎃), 내장 배터리 사용시 연속약 9시간이상 사용, 백라이트 구동시 약 3시간 사용가능

문자표시 : 영문 16 ×2 Line LCD (Back Light)

제동거리 측정 : 최대 측정거리 9m 99.5㎝, 최대 분석능력 5㎜, 제동거리 1m 측정시 오차 ±0.005m

이동거리 측정 : 최대 측정거리 999.9m, 최대 분석능력 0.1m, 이동거리 측정시 오차 ±0.1m

이동속도 측정 : 최대 측정속도 500m/min, 측정 오차 ±0.6m/min

온도 측정 : 10℃ ∼ 55℃ 까지 측정가능, 측정오차 약 ±1℃이하

배터리(Ni-Cd Battery) : SANYO 600㎃h 4.8V

백라이트(Back Light) : LED Type 어두운 곳에서 식별가능

엔코더(Encoder) : 20 P/R (회전당 20 Pulse)

롤러(C)(Roller) : 알루미늄 (베어링 삽입) 직경 3.18㎜

케이스(Case) : 알루미늄 판금

도 2는 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI) 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)는 다음과 같이 구성되어 있다. 회로의 전체적인 제어 및 연산 등의 작업이 이루어지는 마이크로 프로세서(1)와, 이 마이크로 프로세서(1)의 제어에 따라 계측된 결과값이 디스플레이되는 LCD(2)와, 마이크로 프로세서(1)의 제어에 의해 상기한 LCD(2)의 온/오프(ON/OFF) 및 밝기조절이 이루어지는 LCD조절부(3)와, 마이크로 프로세서(1)에 일정 동작주파수를 제공하는발진부(4)와, 시스템의 초기화등에 이용되는 리셋부(5)와, 사용자의 키조작을 지원하는 키입력부(6)와, 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)의 동작명령에 의해 온(ON)되고, 온(ON) 상태를 유지하다가 동작정지명령에 의해 오프(OFF) 상태로 절환이 이루어지며 동작명령이 있기 전에 이 오프(OFF) 상태를 유지시키는 자기유지회로부(7)와, 도 1의 롤러(C)에 연결되어 포토다이오드로부터 발광된 빛의 전달 유무에 따라 턴온/턴오프되는 포토트랜지스터를 포함하여 이루어진 엔코더(8)와, 부저음을 발생시키는 부저음발생부(9)와, 그리고 아날로그 입력을 디지털신호로 변환하여 출력시키는 A/D변환부(10)로 이루어져 있다.

상기 A/D변환부(10)에는, A/D변환부(10) 자체에서 사용되는 분해능을 기준값을 설정하기 위해 센터값을 출력시키는 기준전압설정부(11)와, 상기 기준전압설정부(11)에서 설정된 최저값과 최대값 사이의 값을 갖는 온도값을 출력시키는 온도측정부(12)가 각각 접속되어 있다.

한편, 시스템에 전원을 공급하는 전원공급부(13)는, 레귤레이터(RG)로부터 출력된 전압을 상기 마이크로 프로세서(1)를 포함하여 회로에 공급하며, 레귤레이터(RG)로부터 출력된 전원의 충전이 이루어지는 배터리(Bat)를 포함하여 이루어져 있다.

참조부호에 있어, R은 저항, VR은 가변저항, C는 캐패시터, Q는 트랜지스터, D는 다이오드, ZD는 제너다이오드, PD는 포토 다이오드, PT는 포토 트랜지스터, Amp는 앰프, TS는 온도센서, RG는 레귤레이터, Bat는 배터리를 각각 의미한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)의 동작에 대해 설명한다.

본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)의 일면에 형성된 키입력부(6)에는 전원온버튼, 전원오프버튼, 스타트버튼, 메뉴버튼, 업버튼, 다운버튼이 형성되어 있다.

전원온버튼을 누르면 시스템에 전원이 공급되어 시스템 구동이 이루어지게 되며, 전온오프버튼을 누르면 전원공급이 중단되어 시스템 구동이 정지된다.

시스템 구동이 이루어진 상태에서 메뉴버튼을 누르면, 업버튼 또는 다운버튼을 이용하여 측정할 항목을 선택한다. 선택된 메뉴는 깜빡거리게 되며, 측정된 데이터를 다시 측정하고자 할 때는 리셋버튼을 누르고 다시 측정순간부터 스타트버튼을 누르면 된다. 이 상태에서 스타트버튼을 누르면 해당 메뉴의 측정화면으로 넘어 가게 된다. 어느 메뉴에 들어가던 빠져 나올때에는 다시 메뉴버튼을 누르면 된다.

1. 제동거리 측정

상기한 메뉴선택에 따라, 먼저 엘리베이터의 브레이크 거리를 측정하는 과정은 다음과 같다. 엘리베이터에 제동을 거는 순간에 스타트버튼을 누른다. 그때부터 0.5㎝ 단위로 쉬브가 멈출때까지 카운터를 수행하게 된다. 엘리베이터가 멈추게 되면 다시 한번 스타트버튼을 눌러서 데이터값을 홀드한다. 만약, 홀드(HOLD)하지 않은 상태에서 측정기를 움직이면 데이터의 흔들림이 있을 수 있다. 이 흔들림은 로터리 엔코더(8)나 위상차 방식을 사용하면 제거할 수 있다. LCD(2)에 디스플레이된 값을 별도의 용지등에 기재한 후, 다시 측정하고자 할 때는 다운키를 한번 누르게되면 리셋(RESET)과 겸용으로 쓰기 때문에 화면의 데이터가 0m 00.0㎝로 다시 리셋된다. 이 상태에서 다시 측정하려면 스타트버튼을 누르고 위의 과정을 반복한다.

제동거리를 측정하는 과정을 정리하면, 9m 99.5㎝ 까지 측정이 가능하며 10m가 되면 0m 00.0㎝로 화면이 리셋 되나 연속해서 카운트를 하기 때문에 10m이상도 측정이 가능하다. 스타트 스위치동작과 동시에 0.5㎝마다 카운트를 하며 측정완료시 스타트 스위치를 다시 누름으로서 데이터를 홀드 할 수 있다. 제동거리 측정의 동작원리는 다음과 같다.

3.18㎝의 롤러(C)가 엘리베이터의 쉬브와 물려 돌아감으로서 쉬브가 0.5㎝이동 할 때마다 하나씩 카운트하게 된다. 롤러(C)의 원주를 구하게 되면 3.18㎝ × pi = 3.18 ×3.141592 = 9.99㎝, 약 10㎝가 된다. 따라서, 롤러(C)가 10㎝ 회전하여 전진 할 때마다 20개의 펄스가 발생함으로써 10㎝ / 20 = 0.5㎝가 된다.

2. 이동거리 측정

다음으로 상기한 메뉴선택에 따라 엘리베이터의 이동거리를 측정하는 과정은 다음과 같다. 상기한 제동거리 측정과 유사하게 거리 측정을 시작하려면 스타트버튼을 누른다. 그러면 이동속도와 상관없이 이동거리를 측정하기 시작한다. 측정 최소 단위는 0.1m이고 최대 999.9m까지 측정 가능하다. 다른 방법으로는 999.9m이상 측정할 수 있는데 이것은 999.9m가 넘어가서 000.0m가 되게 되는데 이는 1000m를 말하게 된다. 따라서 한번 넘어가서 120m를 가르킨다면 1120m가 되게 된다. 다운키를 한번 누르게 되면 리셋(RESET)과 겸용으로 쓰기 때문에 화면의 데이터가 000.0m로 다시 리셋된다. 역시 재 측정시 스타트버튼을 다시 누르면 측정이 가능하다.

이동거리 측정과정을 정리하면, 최대 999.9m까지 측정이 가능하며 롤러(C)가 한바퀴 돌때마다 0.1m씩 증가하게 된다. 따라서, 최소 오차는 0.1m가 된다. 이동거리 측정의 동작원리는 다음과 같다. 이동거리는 한바퀴가 돌 때 즉 10㎝를 이동한 것이므로 0.1m씩 증가하게 되는데 이는 20개의 펄스가 발생할 때마다 증가하게 된다. 20개가 발생하였다는 것은 롤러(C)가 한바퀴 회전한 것을 의미한다.

3. 이동속도 측정

다음으로 상기한 메뉴선택에 따라 엘리베이터의 이동 속도를 측정하는 과정은 다음과 같다. 속도는 자동으로 감지하기 때문에 스타트버튼을 누르실 필요없이 바로 테스터의 롤러(C)를 측정할 곳에 가져다 대면 된다. 측정시에 데이터가 순간순간 변하는데 이를 고정하려면 스타트버튼을 한번 누르면 누르는 순간의 데이터가 고정된다. 다시 순간 순간의 변하는 속도를 보고 싶으면 다시 한번 스타트버튼을 누르시면 홀드(HOLD)된 데이터가 풀려서 다시 실시간 데이터가 표시된다. 데이터가 조금씩 유동될 때 읽기 편하기 위해서 고정을 한 후 검사시트에 기입후 다시 측정할 수 있는 기능이다.

이동속도 측정과정을 정리하면, 최대 999.9m/min까지 표시는 되나 약 500m/min이상의 데이터는 신뢰하기가 조금 어렵다. 신뢰할 수 있는 데이터는 500m/min이다. 이동 속도 측정의 동작원리는 다음과 같다. 이동속도는 CPU에 클럭에 의한 정확한 주기로 기준 시간을 만들어내고 이 기준 시간에 들어온 펄스수 즉회전한 거리를 측정을 해서 그 데이터를 가공해서 m/min의 단위로 환산한다. 예를 들어 1초에 200개의 데이터가 들어 왔다면 이는 분명 200개의 펄스가 거리로 환산하면 (200/20) ×10 = 100㎝ = 1m, 초당 1m를 이동한 것이다. 속도로 환산하면 1m/s가 되고 m/min으로 환산을 하면 1 ×60 = 60m/min이 되게 된다.

4. 온도 측정

다음으로 상기한 메뉴선택에 따라 엘리베이터의 내부(기계실) 온도를 측정하는 과정은 다음과 같다. 메뉴에서 업/다운 버튼을 이용해서 온도측정 메뉴를 선택한 후, 스타트버튼을 누르고 엘리베이터 내부에 본 고안의 멀티 디지털계측기(KESI)를 위치시키면 바로 현재의 온도가 나오게 된다.

온도측정 과정을 정리하면, 온도의 최대 분석능력은 약 0.3-0.4℃ 정도이며 아날로그-디지털 컨버터를 이용한 것이다. 아날로그 디지털 컨버터를 AD 컨버터라 하는데 이는 아날로그 전압값을 디지털(2진수)로 변환해주는 전자 소자이다. 온도센서는 온도가 올라가면서 저항이 변하고 이에 따라 전압이 변하게 되는데 이 전압을 읽어서 적절한 환산을 거친후 표시되게 된다.

5. 백라이트 온/오프

다음으로 상기한 메뉴선택에 따라 백라이트 온/오프 과정은 다음과 같다. 메뉴에서 업/다운 버튼을 이용하여 백라이트 기능을 선택한 후, 스타트버튼을 누르고 이 상태에서 업버튼을 누르면 백라이트가 온되고, 다운버튼을 누르면 백라이트가오프된다. 설정을 한 후 메뉴로 나오면 설정상태가 유지된다.

백라이트 온/오프 과정을 정리하면, 백라이트는 LED라는 반도체 소자를 이용한 것인데 이 소자에 전압을 인가하게 되면 빛을 발하게 된다. 메뉴에서 온/오프(ON/OFF)를 선택할 수 있고 평소에 쓰이지는 않으므로 초기 설정은 오프(OFF)상태이다. 단 전원을 켤 때 잠시 온(ON)된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 멀티 디지털계측기(KESI)는 다음과 같은 장점이 있다.

1. 기존에 제동기 제동거리 측정시 도르래의 안전보호망이 설치되어 줄자로 측정하기 어렵고 위험한 반면, 본 고안은 측정시 검사원의 안전을 보장할 수 있다.

2. 업체에서는 실시하는 자체검사시 제동기의 제동거리에 대한 정확한 데이터를 산출할 수 있다.

3. 검사기준에 명시되어 있으나 검사원이 측정하는데 많은 어려움이 있는 기계실 온도측정 부분을 가능토록 하여 검사의 신뢰도를 높이는 것은 물론 정확한 데이터의 제시가 가능하다.

4. 여러 장비 기능을 한 장비에 복합시켜 검사원으로 하여금 검사 및 휴대의 편리성을 제공한다(슬립테스터, 행정거리, 온도측정, 주행속도 측정).

Claims

사용자 조작을 지원하는 키입력부;

상기 키입력부에 입력되는 요구신호에 대응하여 해당 제어신호를 발생시키며, 입력되는 데이터의 연산이 이루어지는 마이크로 프로세서;

엘리베이터의 제동거리, 이동거리, 이동속도를 측정하기 위해, 엘리베이터 로프에 접촉되어 회전하는 롤러에 연결되어 펄스를 발생시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 엔코더;

온도를 감지하는 온도센서를 포함하는 온도측정부;

측정된 아날로그 온도값을 디지털값으로 변환시켜 상기 마이크로 프로세서로 전달하는 A/D변환부;

상기 키입력부의 조작에 대응하거나 마이크로 프로세서의 제어 또는 연산결과를 디스플레이함과 아울러 조명기능을 수행하는 디스플레이부; 및

레귤레이터를 포함하여 회로의 구동을 위한 일정전압을 공급하는 전원공급부

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 디지털계측기.
제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서에는, 발생된 동작명령에 의해 온(ON)되고 온(ON) 상태를 유지하다가 동작정지명령에 의해 오프(OFF) 상태로 절환이 이루어지며 동작명령이 있기 전에 이 오프(OFF) 상태를 유지시키는 자기유지회로부가 더 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 디지털계측기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 엘리베이터의 제동거리, 이동거리, 이동속도 측정시 측정시점을 동기화시키기 위해 상기 마이크로 프로세서와 엘리베이터의 계전기를 접속하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 디지털계측기.