승강기기사 속도검출기 — 센서의 종류와 동작 원리

센서는 물리적 현상을 전기 신호로 변환하는 장치이며 입력 물리량과 출력 신호의 대응을 통해 종류를 구분한다고 본다. 예를 들어 열전대는 서로 다른 두 금속의 접합부에서 발생하는 기전력(제벡 효과)을 이용하여 온도차를 전압으로 변환한다고 본다. 이 출력 전압을 측정하여 온도를 알 수 있다고 본다.

광전형 센서는 빛을 받아 반도체의 pn 접합 등에서 전압 또는 전류 변화를 발생시키는 광전효과를 이용한다고 본다. 포토다이오드나 포토트랜지스터는 빛에 의해 전자-정공 쌍이 생성되어 전류나 전압이 변하는 소자로 광신호를 전기신호로 변환한다고 본다. 반대로 초전 효과는 온도 변화에 의한 표면 전하 발생 현상으로 광전형 센서의 원리와는 다르다고 본다.

CdS 셀과 같은 광저항 소자는 빛의 세기에 따라 저항값이 변하기 때문에 저항 변화형 센서로 분류된다고 본다. 빛이 강해지면 저항이 줄고 빛이 약해지면 저항이 커지는 특성을 이용한다고 본다. 전리형 검출기는 이온화에 의해 생성된 전하량, 즉 전류를 측정하는 방식이므로 전압 변화형 센서와 구분된다고 본다.

기계적 운동이나 위치를 검출하는 스위치는 리미트스위치가 대표적이라고 본다. 리미트스위치는 부품이 특정 위치에 도달했을 때 접촉하여 회로를 개폐함으로써 기계적 위치를 전기 신호로 변환한다고 본다. 노즐 플래퍼 등은 작은 변위를 공기압 신호로 바꾸는 입력 변환 요소이고, 벨로즈나 다이아프램은 공기압을 변위로 바꾸는 출력 요소로 구분된다고 본다.

센서 유형 문제는 입력 물리량(온도, 빛, 변위 등)과 출력 신호 형태(전압, 전류, 저항, 공기압 등)를 정확히 매칭하는 능력을 묻는다고 본다. 출제자는 서로 비슷한 물리 현상을 가진 보기를 섞어 원리를 혼동시키므로 핵심 원리를 떠올려 소거하는 방식으로 접근해야 한다고 본다.