힘,변형,촉각 센서 개요(Force, Strain, and Tactile Sensors)

1. Strain Gauges

Strain gauge는 물체의 변형률을 측정하는 중요한 센서로, 주로 기계 구조물과 기계 부품의 응력 분석, 구조 모니터링 및 다양한 실험적 응용에 사용된다. Strain gauge는 주로 금속 필름, 저항선 또는 반도체 재료로 만들어지며, 이들이 변형될 때 발생하는 저항값의 변화를 측정하여 변형률을 계산한다. 변형률은 물체의 길이가 늘어나거나 줄어드는 정도를 나타내는 비율로 정의되며, 보통의 경우 마이크로미터 단위로 측정된다. Strain gauge의 작동 원리는 전기 저항의 변화에 기반한다. 원래의 저항값에 대한 상대적인 변화는 변형률이 발생할 때 전기적인 속성이 어떻게 변화하는지를 반영한다. 예를 들어, 금속 재료가 스트레스를 받을 때, 그 재료의 길이가 변형되며 그에 따라 저항이 변해 전압 신호로 변환된다. 이러한 전기적 변화는 측정 장치에 의해 캡처되고 해석되어 변형률 데이터를 제공한다. Strain gauge는 브리지 회로 형태로 구성되는 경우가 많다. 이는 전압의 미세한 변화를 감지하고 노이즈를 줄이는데 효과적이다. 가장 일반적인 브리지 회로 구성은 웬브리지(Wheatstone bridge)이며, 이는 네 개의 저항기로 구성되어 있다. 센…(생략)