안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 압력 센서가 기계 시스템에서 어떻게 사용되는지 설명해주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.압력 센서는 기체나 액체의 압력 변화를 감지하는 센서입니다.기체, 액체 압력의 변화를 감압 소자에서 전기 신호로 변환하고, 압력에 맞는 아날로그 전기 신호를 내보내거나 일정한 압력 값으로 작동하는 스위칭 출력을 내보냅니다.기체용 전자식 압력센서에서는확산형 반도체 트랜스듀서¹에서 전기 신호로 변환하고, 앰프·출력 회로에서 신호를 처리합니다.기체 /액체용 전자식 압력센서에서는스테인리스 다이어프램에서 압력을 받아 그 왜곡을 이면에 접착된 접착형 반도체 트랜스듀서에서 전기 신호로 변환하고 앰프·출력 회로에서 신호를 처리합니다.기존 사용되던 압력센서는 기계식은 신뢰성이 낮고 수명이 짧아현재는 전자식이 많이 사용됩니다기계식은 압력을 변위로 변환하고변위에서 기계식 스위치를 온오프 시켜 스위칭 출력을 내는 작동방식으로전원도 필요없고 단가가 저렴하지만 응답성도 나쁘고 수명도 짧습니다.압력센서 분류는1, 적용유체 따른 분류압력제어 유체는 물, 공기, 기름 등 다양하고 그에 따라 사용가능한 트랜스듀서가 상이합니다지정된 유체 외에 유체에서 사용 시, 트랜스듀서 부식 및 손상우려가 있어 지정된 유체에만 사용해야합니다.2, 압력 종류 따른 분류측정할 압력이 어떤 압을 기준으로 하냐 에 따른 분류로게이지 압력: 대기압을 기준으로 0 으로 한 압력보통 어떤 유체의 배관 내 작용하는 유체자체의 압력 절대값 측 정 시 이용하는데물이나 기름 및 컴프레샤 탱크 등의 압력에 사용차압 : 임의의 압력을 기준으로 서로의 압력 차를 측정가장 일반적으로 사용되는 곳은 필터의 사용감을 나타내기 위한곳으로공기필터 전단과 후단의 압력차가 커질 수록 필터상태가 나쁘다를 감지하는 용도에 많이 사용됩니다.3, 압력포트 형상 따른 분류 배관 방법에 따라 압력 포트의 형상이 각각 다르기에 형상과 사이즈가 다른 경우 호환가능한 부속으로 교환해야합니다.
기계공학
Q. 기계설비 노가다 작업할 떄 가장 중요한 요소가 무엇인지 궁금합니다.!
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계설비 물배관 열선설치 등이면배관설비 쪽 일 같네요일단 사다리 탈 일이 엄청많고배관 등 계속 운반도 해야할테고때에 따라 용접작업이 엄청 많을텐데 그부분 보조 및열선설치는 동파벙지용이니전기작업 보조도 해야하고일단 노가다중에서 그리 제일 힘든노가다는아니지만은일이 그렇듯 현장일은 일단 다들 힘이들긴합니다
기계공학
Q. 드론이 일상 생활에 활용될 수 있는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.드론은사실 군에서 활용되던 부분이고여전히 대단히 많이 활용이 됩니다만기술발전으로GPS, 자이로센서등 각종센서, 카메라 기능 탑재 드론들이 개발되면서 민간에서도 활용되고 있습니다민간 사용 분야를 보면1, 항공촬영 카메라 장착 무선드론으로 인해언제든 원하는 각도 높이에서 촬영이 가능하고 또한 소음이 없기에 다양한 각도에서 실감나는영상촬영이 가능합니다 요즘 방송에서도 많이 경험하는 부분이지요그 외 지자체 에서도 항공촬영을 통해행정에 활용하는 기능을 이용중입니다2, 드론쇼밤하늘의 별과같이 각양각색 빛을 뽐내는 드론평창 동계올림픽이 시작이었지요물론 그때는 기술적으로 미비해서드론하나하나에 좌표를 설정해서 전체모양을만든사실 아주 원시적이고 노가다적으로결과만 좋게했었지만지금은 국내드론업체에서 개발한군집드론 제어 프로그램에 따라3차원 형상만 투입하면 그에따른 군집비행이가능한 수준이라요즘은 여의도드론, 야구장드론, 올림픽공원 드론쇼등 공연문화가 많습니다.부산에 사는 저로서는해운대 및 광안대교 행사시 드론쇼를 보게되는데반딧불 군집비행을 봤던 경이로움을 느끼게 해주는 기분이더군요3, 소방드론안전, 방역 분야에서도 역할을 합니다.사람이 긴급히 접근 불가한 지역에도바로 접근이 가능하고작은 화재경우 바로 진화도 가능한 수준입니다.따라서산림청. 소방서 등에서는 드론감시단, 드론산불진화대 등을 조직하여산불예방에 활용중입니다그외에도드론 택배 드론택시등이국내에서도 준비중인것으로 아는데요드론택배는 이미 외국 아마존 같은경우 이용중으로 알고잇습니다만국내 경우는 아무래도 집합건물 구조로 인해그에따른 배송 인공지능 알고리즘을 어떻게 넣는지에 대한 연구가 진행중인것으로 압니다.드론택시 같은경우도 세계가 전쟁중인데국내도 현대나 한화측에서 공격적으로 개발중인것으로 압니다
기계공학
Q. 재블린 같은 유도 미사일은 어떤 원리에 의해 추적하는 건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 유도미사일 방식부터 나열해보겠습니다.1, 관성유도 미사일의 방향성을 유지해주는 자이로와 가속도계로 구성된 관성장치는 미사일이 비행중 자기 위치를 추정하는 계측장비로,발사위치와 목표지점의 위치를 정확히 입력하면 미사일을 목표지점으로 유도합니다. 주로 고정된 표적을 타격하기 위해 사용합니다. 관성유도방식은 미사일 자체 내에서 유도에 필요한 측정 및 계산이 진행되므로 외부의 전파방해 등에 의한 교란이 불가능하지만,명중률을 높이려면 관성장치의 정밀도가 요구돼 생산단가가 비싸지는데요. 특히 저공·저속으로 적의 레이더를 피해 장시간 비행해야 하는 순항미사일은 관성장치만으로는 원하는 정확성을 유지할 수 없어 보완책이 가미됩니다. 먼저 목표물까지 지형의 특성을 미사일에 입력,미사일이 비행중 현재의 비행위치를 판독하면서 관성장치의 오차를 수정함으로써 명중도를 높이고, 또다른 보완책은 지형대조방식으로,지상목표물의 사진을 미사일에 입력하고 레이다로 지상을 관찰하면서 유도하는 방법입니다. 2, 지령유도 표적 추적에 필요한 모든 계산을 외부에서 처리,미사일이 외부 지령에 의해 유도되는 것으로, 단거리 미사일에 사용됩니다. 이 중 수동식은 발사자가 조준경 등으로 표적을 추적하고,계측장비를 통해 수동식 조종장비 등을 조작함으로써 탄을 유도합니다. 반자동식은 발사자가 관측장비로 표적을 추적하면 탄이 자동적으로 유도되는 방식인데요. 이 때 계측장비는 탄의 불꽃 등으로 탄의 위치를 파악해 탄을 유도합니다. 레이다 추적 방식은 레이다로 표적과 탄을 동시에 추적해 지령신호를 만들어냅니다. 그 외에 레이저빔 편승유도는 빔사출레이다 등으로 표적을 추적하고 유도탄은 조사된 빔을 따라 유도되는 방식입니다.3, 호밍유도 미사일이 유도지점에서 멀어짐에 따라 유도오차가 커지는 지령유도의 단점을 극복하기 위해 미사일 스스로 표적을 추적하는 방식인데요. 능동식은 미사일이 스스로 표적에 전파를 발사,그 반사파로 표적을 추적합니다. 반능동식은 외부에서 표적에 전자파를 쏘면 미사일이 그 반사파를 수신해 추적합니다. 수동식은 표적에서 발생하는 전자파나 적외선 등을 탐지해 추적합니다. 이밖에 복합유도방식은 관성·지령·호밍 유도를 복합적으로 적용,명중률을 극대화하는 방법인데요. 특히 장거리미사일의 경우,일반적으로 초기에는 관성방식을 사용하다가 마지막에는 명중률을 높이기 위해 호밍방식을 사용하는 게 일반적입니다.재블린 경우를 본다면 유도방식은 자동형으로 기존 관측자가 레이져로 표적을 지정해서 미사일을 유도시키는 반자동 유도방식이기에표적을 지적하는 병사 및 탑재체제를 노출시킨다는 단점을 가지고있어이를 보완하기 위해 미사일 내부에 탑재된 유도장치에서 직접 표적을 탐지 및 유도하는 자동유도 방식을 사용합니다.
기계공학
Q. 키보드가 작동하는 기계공학적 원리에 대해 설명해주세요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.간단하게 정리하면키보드 키를누르면 스위치가 아래로 내려가 회로 기판으로 전기신호가 전송됩니다.그후 회로기판이 신호를 처리하여 컴퓨터로 전송하고컴퓨터는 이를 화면에 문자, 숫자 도는 기호로 변환하여 표시합니다.키보드 구조 부터 살펴본다면각 키들과 연결되는 회로이 회로에서 나오는 신호를 모아 보내주는 마이크로 컨트롤러토글키의 작동을 알려주는 LED이것들이 모여있는 기판 등으로 이뤄집니다.키보드에는전류가 흐를 수 있는 회로가 자판의 바닥 위에 깔려 있어, 키를 누름에 따라 접점의 금속끼리 연결되어 전류가 흐르거나, 전하가 감지됨에 따라 키의 눌림을 인식합니다. 그렇기 때문에 키보드의 신호가 마이크로 컨트롤러로 흘러 들어가면서 입력 신호가 전달되고, 다양한 전류가 흐를 수 있도록 하는 전송부분을 필요로 합니다.최근 5년 동안 널리 쓰여진 키보드들은 PS/2 입력단자 또는 USB 입력 단자에 연결하여 작동되는 방식을 갖고 있습니다. (예전엔 serial방식 등도 있었다.) 각각의 단자들은 전원 전송부분과 데이터 전송부분으로 나뉘어져 있습니다.키보드를 통해 문자나 기능(function key)을 입력할 때, 컴퓨터에 연결된 키보드 자체 만으로는 어떤 키를 눌렀는지 알 수 없고, 이를 알기 위해 별도의 출력 장치(ex: 모니터)를 필요로 하는데요. 이러한 출력 장치로는 Output device라고 통칭합니다. 흔히 키보드, 마우스 등의 입력장치(Input device)와 모니터, 프린터 등의 출력장치(Output device)를 통틀어서 I/O device라고 부릅니다.Input device들은 입출력 인터페이스(I/O interface)를 통해 CPU와 정보를 주고받는데요. 키보드의 신호를 CPU에게 보내주는 과정에서 데이터 신호, 명령 신호, 상태 신호가 I/O BUS로 한데 모아져 버퍼(buffer)에 기록되었다가 CPU로 보내집니다.키를 눌렀을 때 눌린 키의 바로 아래에서는 회로에 전류가 흐릅니다. 각 회로들은 어지럽게 이어져 있어, 이 연결은 키보드 오른쪽 상단의(LED가 있는 부분의) 기판으로 모아지는데요. 기판에는 마이크로 컨트롤러(컨트롤 칩의 역할을 하는 마이크로 프로세서)라는 이름의 칩이 들어 있으며 회로에서 이어져 나오는 연결들은 각각으로 나뉘어져 칩의 단자를 통해 입력됩니다.