온도를 임피던스로 변환시키는 요소는?
- 측온저항
- 광전지
- 광전다이오드
- 전자석
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 온도를 임피던스 즉 전기적 저항으로 변환하는 소자를 묻고 있다. 온도 변화에 따라 저항값이 변하는 측온저항체(RTD, resistance temperature detector)는 온도를 저항(임피던스 성분)으로 직접 변환하는 센서이다.
온도에 따라 저항값이 변하는 측온저항(RTD)이 온도를 임피던스(저항)로 변환한다.
개념 한 쪽
승강기기사 싱크로 — 회전각을 전기신호로 변환하는 동기식 변압기
싱크로는 회전 위치를 전기적 신호로 바꾸어 서보기구 제어에서 위치 검출에 사용되는 장치라고 정의한다. 제어계에서 위치 검출기는 오차 신호를 만들고 이를 피드백으로 사용하여 정확한 위치 제어를 가능하게 한다고 설명한다. 싱크로는 회전각을 전압 등 전기 신호로 변환하는 대표적인 위치 검출기라는 점을 핵심으로 다룬다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「싱크로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 온도→임피던스 대응 | 1 | 온도를 임피던스로 변환하는 소자 식별 |
| 저항의 온도 의존성 | 1 | 온도 상승 시 도체의 저항 변화 방향 설명 |
| PLC 출력부 부하 구분 | 1 | PLC 출력부에 설치되지 않는 장치 골라내기 |
뜻
싱크로는 동기식 변압기로서 회전각을 전기적 신호로 변환하는 위치 검출기라는 점을 설명한다. 서보기구 제어에서 검출기는 기계적 위치나 변위를 전기 신호로 바꾸어 제어 시스템에 입력하는 역할을 한다고 밝힌다. 대표적인 서보용 검출기로는 싱크로, 전위차계, 차동변압기(LVDT)가 있고 이들은 모두 위치를 전기 신호로 변환하여 피드백을 제공한다고 정리한다.
전위차계는 회전축의 위치를 가변 저항 방식으로 전압 신호에 대응시키는 기본적인 위치 검출기라는 점을 설명한다. 차동변압기(LVDT)는 코일의 결합 변화로 선형 변위를 검출하여 전기 신호로 출력한다는 점을 설명한다. 이들 소자는 서보 루프에서 오차 신호 생성을 위한 표준 검출기임을 강조한다.
서보기구 제어의 구성 요소와 기능을 구분하는 것이 중요하다고 지적한다. 출력부는 구동기를 제어하는 단자이고 입력부는 상태를 읽거나 보호 장치를 연결하는 역할을 하는 점을 구분하여 기억해야 한다고 명시한다. 예를 들어 PLC 출력부에는 전자개폐기, 솔레노이드밸브, 시그널 램프 등의 구동 장치가 연결되는 반면 보호 기기인 열동계전기는 출력부의 구동 장치가 아니라는 점을 설명한다.
온도나 다른 물리량을 전기 신호로 변환하는 소자들의 대응 관계도 함께 정리한다. 열전대는 온도를 전압으로 변환하고 측온저항(RTD)은 온도를 저항(임피던스)으로 변환한다는 점을 구분한다. 센서 종류별로 입력 물리량과 출력 전기량을 매칭하는 연습이 서보기구 관련 문제 해결에 도움이 된다고 언급한다.
예제
서보기구 제어 문제에서 정답을 고를 때는 '서보 검출기 3형제: 싱크로, 전위차계, LVDT'를 떠올리면 오답을 빠르게 소거할 수 있다고 조언한다. 예를 들어 보기 중 전압검출기나 열동계전기가 섞여 있으면 이들은 서보 루프의 위치 검출용 표준 소자가 아니므로 정답에서 제외한다는 점을 제시한다.
또 다른 예로 회전각을 전압으로 바꾸는 장치를 묻는 문제에서는 전위차계를 선택하면 정답이 된다고 설명한다. 온도를 전압으로 바꾸는 소자는 열전대이고 온도를 임피던스로 바꾸는 소자는 측온저항이라는 대응 관계를 활용하면 관련 문항을 정확히 풀 수 있다고 조언한다.
대표 기출 3문항
더미스터는 온도가 증가할 때 그 저항은 어떻게 되는가?
- 증가한다.
- 감소한다.
- 임의로 변화한다.
- 변화가 전혀 없다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 서미스터의 온도 증가에 따른 저항 변화를 묻고 있다. 서미스터 중 온도가 증가하면 저항이 감소하는 음(−)의 온도계수를 가지는 NTC 서미스터가 일반적으로 사용되므로 저항은 감소한다.
PLC(Programmable Logic Controller)의 출력부에 설치하는 것이 아닌 것은?
- 전자개폐기
- 솔레노이드밸브
- 열동계전기
- 시그널 램프
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 PLC 출력부에 직접 연결되어 구동되는 장치를 고르는 문제이다. PLC 출력부는 외부의 액추에이터나 표시등 등 전기적 구동부를 직접 제어하는 쪽이며 솔레노이드 밸브, 전자개폐기, 시그널 램프 등은 출력 신호로 구동되는 부하에 해당한다.
열동계전기는 과전류 시 바이메탈의 열변형으로 접점을 동작시키는 보호 기기이므로, PLC 출력부의 구동 장치로 설치되지 않는다.
자주 묻는 물음
- 싱크로는 어떤 역할을 하나요?
- 싱크로는 회전 위치를 전기 신호로 변환하여 서보기구 제어에서 위치 피드백을 제공하는 동기식 변압기 역할을 한다고 답한다.
- 서보기구 제어에 자주 쓰이는 검출기는 무엇인가요?
- 서보기구 제어에서는 싱크로, 전위차계, 차동변압기(LVDT) 등이 대표적인 위치 검출기로 사용된다고 기억한다.
- PLC 출력부에 설치하지 않는 장치는 무엇인가요?
- 열동계전기는 과전류 보호용 접점 동작 장치로서 PLC의 출력부 구동 장치가 아니므로 출력부에 설치하지 않는다고 판단한다.
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