1. 속도계 (Speedometer)
※ 물체의 속도(단위 시간당 이동 거리)를 측정하는 계기
- 주로 자동차, 오토바이, 항공기 등에서 사용되며, 측정 방식에 따라 여러 종류가 있음
ㅇ 일반 속도계 (Speedometer)
- 물체의 선속도를 측정하는 기본 계기
. 자동차에서는, 차축 또는 바퀴 회전수를 이용하여 차량의 주행 속도를 표시함
ㅇ 회전 속도계 (Tachometer, 타코미터, 적산회전계)
- 엔진의 회전속도(회전수)를 측정하는 계기
. 통상, 바퀴 회전운동에 의한 원심력 또는 점화 코일의 펄스에 의해,
. 엔진 회전수를 나타내는, 계기바늘 지시
- 단위 : 1분당 회전수 (rpm, revolution per minute)
ㅇ 맴돌이 속도계 (Eddy-current Speedometer) : (기계식 속도계의 대표적인 형태)
- 바퀴 회전운동이 자석에 맴돌이전류를 발생시켜 계기바늘 지시
ㅇ 전기 속도계 (Electric Speedometer)
- 바퀴 회전속도에 따라 빠르거나 느린 펄스를 발생
ㅇ 도플러효과 속도계 (Doppler Effect Speedometer,스피드건)
- 도플러 효과를 이용하여 속도를 비접촉식으로 측정
. 단속되는 레이더 전자기파가 자동차에 반사되어 나타나는 도플러효과 측정
- 例) 경찰의 속도측정 레이더(스피드건)
2. 가속도계 (Accelerometer)
ㅇ 물체의 가속도(속도의 시간 변화율)을 측정
- 가속도 뿐만 아니라, 진동/충격, 움직임, 기울기 등을 감지하고,
- 이로부터 전기적 출력을 발생시키는 전기 기계 변환기
ㅇ측정 원리
- 뉴턴의 제2법칙 F = ma를 이용하여,
. 물체 내부의 질량(m)이 받는 힘(F)을 측정해, 가속도(a)를 구함
ㅇ 구조 및 작동 방식
- 주로, 기계적 구조인 초소형 MEMS 기술로 만들어짐
. 내부에 작은 질량(mass)이 스프링에 연결되어 있고,
. 외부 가속이 가해지면, 질량이 미세하게 움직이며,
. 이 움직임을, 전기적 정전용량의 변화로 감지하여, 전기 신호로 변환시킴
. (정전용량 변화 → 전압 신호로 변환 → 디지털 데이터 출력)
ㅇ 측정 축 (Axis)
- 1축 가속도계 : 한 방향만 측정 (X축)
- 2축 가속도계 : 평면상 움직임 측정 (X, Y축)
- 3축 가속도계 : 공간상의 모든 방향 가속도 측정 (X, Y, Z축)
. 스마트폰이나 드론에 쓰이는 가속도계는, 대부분 3축 가속도계임
ㅇ 측정 가속도 성분
- 정적 가속도 : 지구 중력에 의한 중력 가속도 (기울기/tilt 계산에 사용)
- 동적 가속도 : 충격/진동 등에 의한 선형 가속도 (동적 움직임 감지에 이용)
ㅇ 용도 : 스마트폰,드론,자동차,로봇,지진관측 등 다양한 분야에서 사용됨