개념 한 쪽
이 세트는 온도를 재는 소자와 온도 제어를 다룬다. 온도가 오르면 저항이 줄어드는 서미스터, 온도를 전압으로 바꾸는 열전대, 일정한 온도를 유지하는 정치제어와 온-오프 제어가 중심이다.
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서미스터는 온도에 따라 저항이 달라지는 소자다. 일반적인 NTC 서미스터는 온도가 높아지면 저항이 작아진다. 반대로 온도가 높을 때 저항이 커지는 PTC도 있다. 어느 쪽인지 구분해야 한다.
온도를 전기 신호로 바꾸는 방법은 소자마다 다르다. 열전대는 두 금속의 접합에서 온도차에 따라 전압이 생기는 제베크 효과를 이용하므로 온도-전압 변환장치다. 서미스터와 RTD는 온도에 따른 저항 변화를 이용하므로 온도-저항 변환 소자다.
온도를 일정하게 유지하는 제어도 있다. 컴퓨터실을 항상 18℃로 유지하도록 자동 냉난방기를 설치한 경우처럼, 설정값과 실제값의 편차를 줄여 일정한 상태를 유지하는 것은 정치제어다. 비례제어는 편차에 비례해 조절하므로 잔류편차가 남고, 추종제어와 서보제어는 외부 신호를 따라가는 데 쓰이므로 일정 온도 유지와 목적이 다르다.
온-오프 제어는 설정값을 기준으로 출력을 켜고 끄는 방식이다. 구조는 단순하지만 출력이 주기적으로 바뀌는 사이클링이 생긴다. 오프셋은 주로 비례제어에서 나타난다.
프로세스 제어의 제어량에는 온도, 압력, 유량, 액위처럼 연속적으로 변하는 공정 상태량이 속한다. 전류와 전압은 전기 신호, 장력은 기계 분야의 양으로 구분한다.
선지 판단은 서미스터 NTC에서 온도가 오르면 저항이 줄어든다고 보는지, 열전대가 제베크 효과로 온도를 전압으로 바꾼다고 보는지, 자동조정을 전압·전류·주파수·회전속도 같은 전기적·기계적 양의 빠른 응답 제어로 읽는지, 프로세스 제어를 온도·압력·유량·액위 같은 공정 상태량의 제어로 읽는지, 시퀀스 제어가 유접점 계전기만 쓰는 것이 아니라고 보는지, 디지털-아날로그 변환에서 입력과 출력이 비례한다고 보는지, 회전수를 제어량으로 구분하는지에서 갈린다. 3비트 입력 011이 3V이면 011은 십진수 3이므로 단위당 1V이고, 101은 십진수 5이므로 출력은 5V다. 전동기의 회전수를 900rpm으로 맞추려 할 때 회전수는 제어량이고 인가전압은 조작량이다.
다음의 제어기기에서 압력을 변위로 변환하는 변환요소가 아닌 것은?
정답 ④ · 제어기기에서 압력을 변위로 변환하는 변환요소가 아닌 것을 찾는 문제이다. 벨로우즈, 다이어프램, 스프링은 압력을 받으면 기계적 변위를 출력하는 소자로 대표적인 압력-변위 변환요소이다.
압력을 변위로 변환하는 요소는 벨로우즈, 다이어프램, 스프링 등이며, 노즈플래퍼는 변위를 압력(또는 유량) 신호로 변환하는 변환 요소입니다.
다음 중 탄성식 압력계에 해당되는 것은?
정답 ④ · 탄성식 압력계는 압력의 변화를 탄성 소재의 변위로 바꾸어 측정하는 계기입니다. 버어돈관(Bourdon tube)식, 다이어프램식, 벨로스식 등이 이에 해당합니다.
탄성식 압력계는 압력에 의한 탄성체의 변위를 측정하는 방식으로 벨로스식이 해당된다.
서미스터는 온도가 증가할 때 그 저항은 어떻게 되는가?
정답 ② · 서미스터의 온도에 따른 저항 변화 특성을 묻는 문제이다. 일반적으로 사용되는 NTC 서미스터는 부저항 온도 특성을 가지며, 온도가 증가하면 저항값이 감소한다.
일반적인 NTC 서미스터는 온도가 증가하면 저항값이 감소하는 특성을 가진다.
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