힘·토크 측정의 측정 추적성 힘·토크 측정의 측정 추적성 | HBM

측정값 비교에 소요되는 시간 단축하기

보통 잘 인식되지 않지만 측정 추적성은 우리의 일상에서 매우 중요합니다. 예를 들어, 올바른 기계적 치수를 재지 않고 자동차를 제조하는 일은 상상도 할 수 없습니다. 추적성은 측정 결과값을 일정 표준에 비교할 수 있도록 합니다. 추적 가능한 측정값은 측정 불확도가 이미 알려진 비교 측정값들로 이루어진 연속적인 체인을 통해 이 공인된 국가 표준으로 추적할 수 있습니다. 그러나 연속적으로 비교한 측정값들은 각각 비교를 거치면서 결과값이 “낮은 순위”(저위)가 됩니다. 이때 신중하게 엄선한 측정 장비를 사용하면 이러한 저위의 결과를 줄일 수 있습니다. “CIPM 핵심측정비교”나 “RMO 핵심측정비교”처럼 국제적인 비교 측정이든, 공인된 인정시험소에서 여러 개 또는 두 개의 측정값을 비교하든, 모든 비교 측정은 최대한 신중하게 수행해야 합니다.

대개 수 년 간의 경험을 갖춘 시범 시험소에서 비교 측정을 의뢰합니다. 이 시험소에서는 비교 측정을 준비하면서 “기술 프로토콜”을 개발하는데, 사용할 측정 시스템의 사양을 정의하는 프로토콜을 의미합니다. 마지막으로, 참여 시험소에서는 사용할 측정 장비의 종류에 따라 측정 불확도 예산도 마련해야 합니다. 비교 측정은 측정 유형에 따라 2개월에서 1년 정도의 많은 시간이 소요됩니다. 따라서 측정에 소요되는 시간을 단축할 필요가 있습니다.

가변 힘이나 토크 측정 시 측정 불확도가 가장 낮은 장비는 스트레인 게이지(SG) 기반 트랜스듀서로 알려져 있습니다. 따라서 이 장비를 비교 측정을 위한 기준 트랜스듀서 또는 트랜스퍼 표준으로 사용합니다.

TOP 트랜스퍼 힘 트랜스듀서

측정 기술 솔루션 제조업체 HBM은 지난 수십 년 간 기준 측정 체인을 제공하기 위해 필요한 전문 노하우를 확보하기 위해 노력했습니다. 그중 TOP-Z30A 시리즈의 기준 힘 트랜스듀서는 HBM에서 생산하는 모든 TOP 트랜스퍼 힘 트랜스듀서 제품을 대표합니다. 본 시리즈는 국제적인 비교 측정을 위해 특수 설계된 제품입니다. TOP Z30A는 인장력과 압축력 측정 시 매우 우수한 정밀도를 보장합니다. 국제표준 SIO 376:2011의 최고 정확도 등급인 00에 규정된 요구사항을 최대 10배까지 넉넉히 충족합니다. 또한 해당 센서들은 매우 뛰어난 반복성을 보장합니다. 표준형 TOP-Z30A는 트랜스듀서와 통합된 전자 데이터 시트인 TEDS와 함께 제공됩니다. TEDS(트랜스듀서 전자 데이터 시트)를 이용하면 측정 증폭기로 데이터를 직접 읽을 수 있습니다. 두 시험소에서 측정값을 비교하는 경우 해당 트랜스듀서를 상대 시험소에 보내면, 각 시험소가 측정 체인을 설정하는 데 드는 시간을 상당히 단축할 수 있습니다. 

 

TN 토크 트랜스퍼 트랜스듀서

HBM의 TN 레퍼런스 토크 트랜스듀서도 국제 비교 측정용에 최적화된 제품입니다. 이 경우 비교 측정을 위해 축(샤프트)을 단일한 일체형으로 설계해야 하는 것이 어려운 과제입니다. 샤프트 센서는 스트레인 게이지 기반 센서와 마찬가지로, “개방형” 센서로만 설계가 가능하고 일체형으로 밀폐할 수 없습니다. 따라서 상대 습도 변화의 영향을 받지 않는 센서를 제조하는 것이 도전 과제입니다. 특히 센서를 한 시험소에서 다른 시험소로 옮겨야 하기 때문에 시험소에 공기조화가 되어도 습도 영향을 받지 않는 센서를 만들어야 합니다.

정밀 앰프

스트레인 게이지 기반 트랜스듀서의 휘트스톤 브리지에서 나오는 신호는 매우 작기 때문에, 최종 결과값을 표시하거나 처리하려면 항상 브리지 증폭기가 필요합니다. 기준 트랜스듀서와 정밀 측정 증폭기를 함께 사용하여 정밀 측정 체인을 구성할 수 있습니다. 이때 해당 정밀 측정 증폭기에 요구되는 값은 관련 기준 트랜스듀서보다 훨씬 높습니다.

HBM의 DMP41 정밀 앰프는 세계적으로 스트레인 게이지를 이용한 측정에 사용하며 가장 높은 정확도를 보장하는 증폭기입니다. 따라서 국제적인 비교 측정에 매우 적합합니다. HBM에서 40년 동안 제공해 온 DMP 시리즈를 개발하는 과정에서 탄생한 제품입니다. 장기적으로 우수한 안정성을 보장하고 사용 편의성이 뛰어나므로 터치스크린 조작 등에 사용할 수 있습니다. 정밀 증폭기 역시 습도가 감도에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 측정 불확도에 대한 예산이 삭감되면서 습도가 미치는 영향을 더 이상 간과할 수 없습니다. 정밀 증폭기 개발 시 이러한 사항을 고려하였습니다. 이전 제품인 DMP40에 비해 DMP41의 습도에 대한 감도는 10의 전력만큼 감소시킬 수 있습니다. .

 

 

정밀 측정 분야에서 전문성을 갖춘 HBM

1992~1993년까지 이 페이지의 티저 이미지에 나온 HBM의 20 kN·m 토크 사중 기계는 독일에서 소위 “국가 표준”의 역할을 했습니다.