미국 PCB 社의 ICP 포스센서(ICP force sensor) 제품 중 3축의 링크(link) 타입 모델 261 시리즈 첫 번째 소개 포스팅입니다.
포스센서(force sensor)는 인장(tension)이나 압축(compression)에 대한 힘을 측정하기 위한 센서이며 보통의 로드셀(load cell)과 구분하기 위해 포스센서 혹은 다이내믹 로드셀(dynamic load cell)로 부릅니다.
다이내믹 로드셀(dynamic load cell)로 불리는 것처럼 일반 로드셀과는 달리 상대적으로 급격한 변화가 예상되는 시험에 적합한 센서입니다. 낙하(drop), 충격(shock)과 같은 경우가 그렇죠.
보통 로드셀과 포스센서 사용에 대한 기준은 수백 herz 정도로, 그 미만은 로드셀을 그 이상은 포스센서를 추천드리는 편입니다. 물론 수십, 수백 herz에서도 포스센서를 사용할 수는 있습니다만 특화된 부분을 말씀드리자면.. 그렇다는 겁니다.
하지만 매우 저주파 (0~10Hz 미만)에서는 특정 애플리케이션을 제외하면 굳이 포스센서를 사용하시는 것을 추천드리지 않습니다. 반대로 1kHz 가 넘어갈 정도로 급격한 변화의 시험에서는 로드셀을 사용하시면 안 됩니다. 반응(response)이 못 따라갈 수 있거든요.
모델 261 시리즈는 링 혹은 와셔 타입의 모델인 260 시리즈를 기반으로 위, 아래 지그를 덧대어 적정 예비 하중(preload)을 인가해둔 모델 군입니다. 지그의 네 귀퉁이에 있는 홀을 통해 패널과 패널 사이 등 주로 대상체의 연결부에 설치하여 그 사이에 발생하는 축방향의 압축과 인장력 뿐만 아니라 횡방향으로 발생하는 힘도 측정하여 모멘트까지 알 수 있도록 합니다.
제조사에서 규정해놓은 예비 하중을 인가한 상태에서 사용해야 하는 이유는 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 인장(tension)력을 계측하기 위한 목적으로 만약 예비 하중을 인가하지 않았다면 압축(compression)에 대한 신호만 볼 수 있습니다. 하지만 그마저도 의미가 없을 수 있는 것이 바로 두 번째 이유로, 제조사에서 검교정(calibration)을 하여 발행한 성적서 결괏값의 기본 환경 조건이 바로 예비 하중을 인가한 상태라는 것이죠. 다시 말해 다른 조건에서는 성적서와 같은 선형성(linearity)을 보장하지 않는다는 의미로 볼 수 있습니다. 이는 특히 낮은 힘이 발생하는 지점에서 오차가 두드러지게 됩니다.
예비 하중을 걸어주는 것은 나름대로 까다로운 일이 될 수 있습니다. 매우 어려운 절차를 거쳐야 하는 것은 아니지만 그렇다고 쉽지도 않습니다. 포스 링크(force link)로 이름지은 이 모델군은 예비 하중을 인가하여 제공하기 때문에 사용자의 입장에서는 편하게 정확한 측정 업무를 수행할 수 있습니다.
금번 포스팅에서는 261 시리즈의 세 모델을 먼저 소개드립니다. 감도(sensitivity)와 측정 범위(measurement range)에 따라 모델이 나뉘어 있습니다. 축마다 감도와 측정 범위가 다르기 때문에 제품 선정 시 주의해야합니다.
261A01의 경우 Z축은 2.5mV/lb의 감도에 1klb의 측정 범위, X,Y축은 10 mV/lb의 감도에 500lb의 측정 범위를 가집니다. 261A02는 Z축에 대해서는 261A01과 같지만 X,Y축이 5mV/lb 감도, 1klb 측정 범위입니다. 261A03은 Z축이 0.25mV/lb 감도, 10klb 측정 범위를 가지며 X,Y축은 1.25mV/lb 감도에 4klb의 측정 범위로 앞의 두 모델 대비 큰 측정 범위를 가진 모델입니다.
커넥터는 모두 1/4-28 UNF 사이즈의 4핀 커넥터를 사용합니다. 일반적으로 3축 가속도센서에도 사용하는 것으로 혼용하여 사용하실 수 있습니다.
MODEL: 261A01 Triax force link, ICP®, 1000 lb (Fz), 500 lb (Fx,y), 2.22 mV/lb (z), 8.93 mV/lb (x,y) Temperature Range: -65 to +250 °F(-54 to +121 °C) Electrical Connector: 4-Pin | |
MODEL: 261A02 Triax force link, ICP®, 1000 lb (Fz), 1000lb (Fx,y), 2.2 mV/lb (z), 4.4 mV/lb (x,y) Temperature Range: -65 to +250 °F(-54 to +121 °C) Electrical Connector: 4-Pin | |
MODEL: 261A03 Triax force link, ICP®, 10k lb max (Fz), 4k lb max (Fx,y), 0.25 mV/lb (z), 1.25 mV/lb (x,y) Temperature Range: -65 to +250 °F(-54 to +121 °C) Electrical Connector: 4-Pin |
이상으로 오늘의 포스팅을 마치며 자세한 문의는 아래로 부탁드립니다.
