ํฐ์คํ ๋ฆฌ ๋ทฐ
โ๏ธ๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ ์๋ฆฌ: ์๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ก, ์๋ ๋ก๊ทธ ์ฒด์ค๊ณ์์ ์ฐจ์ด
๐Macultist | ๐2Nํ๋ฒใ ฃ๐ง๐ป์ ์๊ณตํ๋ 2025. 11. 28. 17:40๋ ์๋๋ค ์๋ ํ์ธ์? ๐Macultist์ ๋๋ค! ๊ฑด๊ฐ ๊ด๋ฆฌ๋ฅผ ์ํด, ํน์ ๋ค์ด์ดํธ์ ์ฑ๊ณผ๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ์ฐ๋ฆฌ๋ ๋งค์ผ ์์นจ ์ฒด์ค๊ณ ์์ ์ฌ๋ผ์ญ๋๋ค. ๋ฐ์ ์ฌ๋ฆฌ์๋ง์ ํ๋ฉด์ ๋จ๋ ์ซ์์ ์ธ๊ณ ์๊ธฐ๋ ํ๋๋ฐ์, ํน์ ์ด ์์ ์ ๋ฆฌํ์ด ์ด๋ป๊ฒ ๋ด ๋ชธ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ์์์ ๋จ์๊น์ง ์ ํํ๊ฒ ์์๋งํ๋์ง ๊ถ๊ธํดํ์ ์ ์์ผ์ ๊ฐ์? "์ง๊ธ๊น์ง ๋ ์๋๋ค์ ์ฒด์ค๊ณ๊ฐ ๊ทธ๋ฅ ๋๋ ค์ ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ์ฐ๋ค๊ณ ๋ง ์๊ฐํ์ จ๋ค๋ฉด, ๊ทธ ์์ ์จ๊ฒจ์ง ๊ธ์์ ๋ฏธ์ธํ ๋น๋ช ์๋ฆฌ๋ฅผ ๋ฃ์ง ๋ชปํ๊ณ ๊ณ์ จ๋ ๊ฒ๋๋ค!" ๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ๋ ๋จ์ํ ์ ์ธ์ด ์๋๋ผ, ๊ธ์์ด ํ์ด์ง ๋ ๋ณํ๋ ์ ๊ธฐ์ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ ์ ๋ฐํ ์ ์ ๊ธฐ๊ธฐ์ ๋๋ค. ์ค๋ ์ด ํฌ์คํ ์ ํตํด ์ฒด์ค๊ณ์ ์ฌ์ฅ์ธ '๋ก๋์ ' ์ผ์๊ฐ ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ๊ฐ์งํ๋ ์๋ฆฌ๋ถํฐ, ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ก ๋ฐ๊พธ๋ ๋ณํ ๊ณผ์ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐ๋์ด ๋์๊ฐ๋ ์๋ ๋ก๊ทธ ์ฒด์ค๊ณ์๋ ๋ฌด์์ด ๊ฒฐ์ ์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฅธ์ง ๋ช ์พํ๊ฒ ํํค์ณ ๋๋ฆฌ๊ฒ ์ต๋๋ค. ์ด ์๋ฆฌ๋ฅผ ์๋ฉด ์ฒด์ค๊ณ ์์ ์ซ์๊ฐ ๋จ์ํ ๋ฌด๊ฒ๊ฐ ์๋๋ผ ๊ณผํ ๊ธฐ์ ์ ์ฐ๋ฌผ๋ก ๋ณด์ด๊ฒ ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ์ ์๋ฆฌ: ๋ก๋์ ์ผ์
๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ์ ๋ค ๊ทํ์ด ๋ฐ์นจ๋ ์์๋ '๋ก๋์ (Load Cell)'์ด๋ผ๋ ๊ธ์ ๋ง๋๊ฐ ์จ์ด ์์ต๋๋ค. ์ด ๋ก๋์ ์ด ๋ฐ๋ก ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ๊ฐ์งํ๋ ํต์ฌ ์ผ์์ ๋๋ค. ๋ก๋์ ์ ์๋ฃจ๋ฏธ๋์ด๋ ๊ฐ์ฒ ์ฒ๋ผ ํ์ฑ์ด ์ข์ ๊ธ์์ผ๋ก ๋ง๋ค์ด์ ธ ์๋๋ฐ, ์ฌ๋ฌ๋ถ์ด ์ฒด์ค๊ณ ์์ ์ฌ๋ผ์๋ฉด ์ฒด์ค๊ณ ์ํ์ด ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ๋๋ฆฌ๋ฉด์ ์ด ๋ก๋์ ๊ธ์ ๋ง๋๋ ์์ฃผ ์ด์ง ํ์ด์ง๊ฒ ๋ฉ๋๋ค. ๋์ผ๋ก๋ ๊ฑฐ์ ๋ณด์ด์ง ์์ ๋งํผ ๋ฏธ์ธํ ๋ณํ์ด์ง๋ง, ์ผ์๋ ์ด๋ฅผ ๋์น์ง ์์ต๋๋ค. ๋ก๋์ ํ๋ฉด์๋ '์คํธ๋ ์ธ ๊ฒ์ด์ง(Strain Gauge)'๋ผ๋ ์์ ํ๋ก ํ๋ฆ์ด ๋ถ์ด ์์ต๋๋ค. ๊ธ์ ๋ง๋๊ฐ ๋ฌด๊ฒ์ ๋๋ ค ํ์ด์ง๋ฉด, ๊ทธ ์์ ๋ถ์ด์๋ ์คํธ๋ ์ธ ๊ฒ์ด์ง๋ ๊ฐ์ด ๋์ด๋๊ฑฐ๋ ์์ถ๋ฉ๋๋ค. ์ด๋ ์คํธ๋ ์ธ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ์์ ์ ์ ๋ค์ด ๊ฐ๋์ด์ง๊ณ ๊ธธ์ด์ง๋๋ฐ, ๋ง์น ๊ณ ๋ฌด์ค์ ๋น๊ธฐ๋ฉด ์์์ง๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค. ์ ์ ์ด ๊ฐ๋๊ณ ๊ธธ์ด์ง๋ฉด ์ ๊ธฐ๊ฐ ํตํ๊ธฐ ์ด๋ ค์์ง๋ ์ฑ์ง, ์ฆ '์ ๊ธฐ ์ ํญ'์ด ์ปค์ง๊ฒ ๋ฉ๋๋ค. ๊ฒฐ๊ตญ ๋ก๋์ ์ '๋ฌด๊ฒ(์๋ ฅ)๊ฐ ๊ฐํด์ง๋ฉด ๊ธ์์ด ํ์ด์ง๊ณ , ๊ทธ๋ก ์ธํด ์ ๊ธฐ ์ ํญ์ด ๋ณํ๋ค'๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
์๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ก ๋ฐ๊พธ๋ ๊ณผ์
๋ก๋์ ์์ ๋ฐ์ํ ์ ๊ธฐ ์ ํญ์ ๋ณํ๋ ๊ทธ ์์ฒด๋ก๋ ์์ฃผ ๋ฏธ์ฝํด์ ๋ฐ๋ก ๋ฌด๊ฒ๋ก ์ฝ์ ์ ์์ต๋๋ค. ๊ทธ๋์ ํ์ํ ๊ฒ์ด 'ํ์คํค ๋ธ๋ฆฌ์ง(Wheatstone Bridge)'๋ผ๋ ์ ๊ธฐ ํ๋ก์ ๋๋ค. ์ด ํ๋ก๋ ๋ฏธ์ธํ ์ ํญ์ ๋ณํ๋ฅผ ๊ฐ์งํ์ฌ ์ ์์ ์ฐจ์ด(์ ๊ธฐ ์ ํธ)๋ก ์ฆํญ์์ผ ์ค๋๋ค. ์ฆ, ์ฌ๋ฌ๋ถ์ ๋ชธ๋ฌด๊ฒ๊ฐ ๋ฌด๊ฑฐ์ธ์๋ก ๋ก๋์ ์ ๋ ๋ง์ด ํ์ด์ง๊ณ , ์ ํญ์ ๋ ์ปค์ง๋ฉฐ, ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ ํฐ ์ ์ ์ ํธ๊ฐ ๋ฐ์ํฉ๋๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ง ์๋ ๋ก๊ทธ ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ ์ฒด์ค๊ณ ๋ด๋ถ์ ๋ง์ดํฌ๋กํ๋ก์ธ์๋ก ์ ๋ฌ๋ฉ๋๋ค. ์ปดํจํฐ ์นฉ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ๋ ฅ๋ ๊ณ์ฐ์์ ๋ฐ๋ผ ์ด ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ฅผ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ดํดํ ์ ์๋ 'kg' ๋จ์์ ์ซ์๋ก ๋ณํํฉ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด "์ ์์ด 1mV ๋ณํ์ผ๋ ๋ฌด๊ฒ๋ 10kg์ด๊ตฌ๋"๋ผ๊ณ ๊ณ์ฐํ์ฌ ์ก์ ํ๋ฉด(LCD)์ "10.0kg"์ด๋ผ๊ณ ๋์์ฃผ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋ค ๊ฐ์ ๊ทํ์ด์ ์๋ ๋ก๋์ ๋ค์ด ๋ณด๋ด์ค๋ ์ ํธ๋ฅผ ๋ชจ๋ ํฉ์ฐํ์ฌ ํ๊ท ์ ๋ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ์ฌ๋ฌ๋ถ์ด ์ฒด์ค๊ณ ์์์ ํ์ชฝ ๋ฐ์ ํ์ ์ฃผ๊ฑฐ๋ ์์ธ๋ฅผ ์กฐ๊ธ ๋ฐ๊ฟ๋ ์ ํํ ์ ์ฒด ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์๋ ๊ฒ์ ๋๋ค.
์๋ ๋ก๊ทธ(๋ฐ๋) ์ฒด์ค๊ณ์์ ์ฐจ์ด
์๋ ๋ชฉ์ํ์์ ํํ ๋ณด๋ '์๋ ๋ก๊ทธ ์ฒด์ค๊ณ'๋ ๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ์๋ ์ ํ ๋ค๋ฅธ ๊ธฐ๊ณ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ์๋ ๋ก๊ทธ ์ฒด์ค๊ณ์ ํต์ฌ ๋ถํ์ ๊ตต๊ณ ํผํผํ '์ฉ์์ฒ (์คํ๋ง)'์ ๋๋ค. ์ฌ๋์ด ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ฉด ๊ทธ ๋ฌด๊ฒ๋งํผ ์ฉ์์ฒ ์ด ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋์ด๋๊ฑฐ๋ ์์ถ๋ฉ๋๋ค. ์ด ์ฉ์์ฒ ๋์๋ ๊ธฐ์ด์ ํฑ๋๋ฐํด๊ฐ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์ด์, ์ฉ์์ฒ ์ด ๋์ด๋ ๊ธธ์ด๋งํผ ํฑ๋๋ฐํด๋ฅผ ๋๋ฆฌ๊ณ , ๊ทธ ํฑ๋๋ฐํด๊ฐ ์ต์ข ์ ์ผ๋ก ๋๊ธํ์ ๋ฐ๋์ ํ์ ์ํค๋ ๋ฐฉ์์ ๋๋ค. ์ฆ, ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ '๊ธธ์ด์ ๋ณํ'๋ก ๋ฐ๊พธ๊ณ ๋ค์ 'ํ์ ๊ฐ๋'๋ก ๋ฐ๊พธ์ด ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๊ฒ์ ๋๋ค. ์๋ ๋ก๊ทธ ๋ฐฉ์์ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ๊ฐ ํ์ ์๋ค๋ ์ฅ์ ์ด ์์ง๋ง, ์ค๋ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ฉ์์ฒ ์ด ๋์ด๋ ํ์ฑ์ ์์ผ๋ฉด์ ์ค์ฐจ๊ฐ ์ปค์ง ์ ์์ต๋๋ค. ๋ํ ๋๊ธ์ ์ฌ๋์ด ์ง์ ์ฝ์ด์ผ ํ๋ฏ๋ก ์์์ ๋จ์์ ์ ๋ฐํ ์ธก์ ์ ์ด๋ ต์ต๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด ๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ๋ ๊ธ์์ ํ์ฑ์ ์ด์ฉํ์ง๋ง ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์์ง์์ด ๊ฑฐ์ ์๊ณ ์ ๊ธฐ ์ ํธ๋ก ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํจ์ฌ ์ ๋ฐํ๊ณ ์๋ช ์ด ๊ธธ๋ฉฐ ๋ค์ํ ๋ถ๊ฐ ๊ธฐ๋ฅ(์ฒด์ง๋ฐฉ ์ธก์ ๋ฑ)์ ๊ตฌํํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒฐ์ ์ ์ธ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ต๋๋ค.
๊ฒฐ๋ก
์ค๋ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๋งค์ผ ์์นจ ์ฐ๋ฆฌ์ ๊ฑด๊ฐ ์ํ๋ฅผ ์๋ ค์ฃผ๋ ๋์งํธ ์ฒด์ค๊ณ๊ฐ ๋ก๋์ ์ด๋ผ๋ ๊ธ์ ์ผ์์ ๋ฏธ์ธํ ํ์ด์ง์ ์ด์ฉํด ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ์ฐ๋ค๋ ์ฌ์ค์ ์์๋ณด์์ต๋๋ค. ์๋ ฅ์ด ์ ํญ์ ๋ฐ๊พธ๊ณ , ๊ทธ ์ ํญ์ด ์ ๊ธฐ ์ ํธ๊ฐ ๋์ด ์ซ์๋ก ๋ํ๋๋ ์ผ๋ จ์ ๊ณผ์ ์ ์ ๋ฐํ ๋ฌผ๋ฆฌํ๊ณผ ์ ์๊ณตํ์ ์กฐํ์ ๋๋ค. ๋ํ ์ฉ์์ฒ ์ ํ์ผ๋ก ๋ฐ๋์ ๋๋ฆฌ๋ ์๋ ๋ก๊ทธ ๋ฐฉ์์์ ๋ฐ๋์ฒด ์นฉ์ด ๊ณ์ฐํด ์ฃผ๋ ๋์งํธ ๋ฐฉ์์ผ๋ก์ ์งํ๋ ํ์ธํ์ต๋๋ค. ์ด์ ์ฒด์ค๊ณ ์์ ์ฌ๋ผ๊ฐ์ค ๋, ๋ฐ๋ฐ์์ ์์ฃผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ํ์ด์ง๋ฉฐ ์ฌ๋ฌ๋ถ์ ๋ฌด๊ฒ๋ฅผ ๊ฒฌ๋๊ณ ์์ ๋ก๋์ ์ ๋ ธ๊ณ ๋ฅผ ํ ๋ฒ์ฏค ๋ ์ฌ๋ ค ๋ณด์๊ธฐ๋ฅผ ๊ธฐ๋ํฉ๋๋ค! ๋ ์๋๋ค์ ์ฒด์ค๊ณ ์ซ์๊ฐ ์ธ์ ๋ ์ํ์๋ ๊ฑด๊ฐํ ์ซ์๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํค๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ๋ฉฐ ์ด๋ง ๊ธ์ ์ค์ด๊ฒ ์ต๋๋ค.
