고정도 3상 직선형 절대 위치 센서의 구현 = An Implementation of High-precision Three-phase Linear Absolute Position Sensor

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently a demand for high precision absolute position transducer is increasing in order to control thickness in steel industry. LVDT (linear variable differential transformer) is widely used to measure the absolute position in the linearly moving cylinder under poor factory environment. In this paper we implement the three phase LVDT with a high resolution of one micron and L/D (LVDT to digital) converter. First we designed U, V, and W three phase signaling using FPGA. Second a pulse output algorithm is designed for position information with A and B phase waveforms. Finally the performance is compared with previous sensors. Experiments show that the linearity deviation error is 0.009788 [mm] and the average sinusoidal THD is 0.0751%, which means 2.2% and 33% more improved result than the previous sensors respectively.

국문 초록 (Abstract)

최근 들어 철강의 두께 제어를 위해 고정밀도의 절대 위치 검출 센서에 대한 필요성은 증가하고 있다. 열악한 공장 환경 하에서 직선 운동하는 실린더의 절대 위치를 측정하기 위해서는 LVDT가 널리 사용된다. 본 논문에서는 1 미크론의 고해상도를 가지는 3상 LVDT 및 L/D (LVDT to digital) 변환기를 구현하였다. 이를 위하여 첫째 U, V, W 3상 정현파에 대한 시그널링을 FPGA로 설계하였다. 둘째 위치 정보에 대한 A상, B상 펄스 파형 출력 알고리즘을 구현하였다. 마지막으로 성능 평가를 위하여 기존의 센서들과 비교하였다. 실험 결과 직선성 편이 오차는 0.009788 [mm] 로써 2.2% 향상된 결과를 얻었고 정현파의 왜곡률은 평균 0.0751%로 기존보다 33%의 향상된 결과를 얻어 우수한 센서임을 입증하였다.

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