위건드 센서의 동작
위건드작동 원리
위건드센서는외부의전원에의존하지않고독립적으로동작할수있는마그네틱센서이다. 위건드와이어의독특한특성에의하여자기장의극성이반전될때마다균일한펄스에너지가생성된다. 마그네틱센싱기능에추가적으로, 위건드센서에의하여생성된에너지는초저전력회로를단하나의펄스로구동할수있다. 또한연속적으로생성된펄스에너지를저장하여회로의동작전원을보조할수도있고, 또는간헐적으로동작하는회로를즉시구동할수도있다. 이러한특성에의하여저전력, 에너지절약형응용을위한최적의마그네틱센서를구현할수있다.
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다른 기술과의 차이
위건드와이어에의하여생성되는펄스에너지는순간적으로발생하지만, 생성되는에너지의양은자기장의변화속도에무관하게균일한에너지를생성한다. 위건드와이어의이러한특성은전자기유도현상을이용하는일반적인발전기와유사하다. 그러나발전기는자기장반전을발생시키는회전속도에비례하는출력을생성하며, 이는위건드와이어가회전속도에무관하게균일한에너지를생성하는것과가장큰차이점이다. 예를들어일반적인발전기에서회전속도가너무느리면얻을수있는에너지의양이너무적어사실상의미가없다. 그러나위건드와이어는자기장의반전을발생시키는회전속도와무관하게극히저속의회전시에도자기장의반전이발생하는순간에균일한양의에너지가발생한다. (동영상참조)
동영상 : How is Wiegand Technology Different? (다른기술과의차이)
지속적인연구의결과로위건드센서에의하여생성되는에너지의출력이향상되고, 무선통신분야에서초저전력디바이스의등장하였다. 이러한기술의발전으로위건드기술은이제IoT (Internet of Things)와같은새로운응용분야에서큰기대를모으고있다.
개발을계획하고있는응용에위건드기술의적용을검토하고있다면 UBITO 기술진과상의할수있다. UBITO의전문기술진은고객의개발아이디어를구현을적극적으로지원하고있다.
문의위건드 기술의 역사
위건드효과는 1970년대에존위건드(John Wiegand)에의하여발견되었다. 존위건드는강자성의와이어를늘이고비트는등의물리적인가공을통하여와이어의물성을변화하는방법으로위건드와이어를개발하였다. 위건드와이어가반전되는자기장에노출되면원래의자기장상태를유지한다. 그러나외부자기장의변화가임계상태에도달하면위건드와이어에서자기적으로소프트한영역의자기장극성이순간적으로반전된다.
이러한상태변화는수마이크로초사이에발생하며위건드와이어주변에감겨있는구리코일에유도전류를발생시킨다. 짧은길이의위건드와이어와주변에감겨진구리코일을패키징한제품이위건드센서이다. UBITO는이러한위건드센서를 SMD 타입의디바이스로판매하고있다.
위건드 와이어의 제조
위건드와이어는바나듐, 철, 코발트합금인비칼로이(Vicalloy) 와이어를어닐링열처리하면서동시에늘리고비트는물리적인가공을통하여생산된다. 이러한열처리과정은비칼로이와이어의결정구조를변화시키고외부표피와내부코어가서로다른보자력(coercivity)을가진두영역을형성한다. 보자력은강자성체가외부자기장에의하여자화되는강도를나타낸다. 연강과같이자기적으로소프트한물질은낮은보자력을가지며자기적인상태가쉽게변화한다. 영구자석을만드는합금과같이자기적으로하드한물질은자기적인상태를더욱강하게유지하며, 이를제거하기위하여아주강한외부자기장에노출되어야한다. 이와같이상이한와이어의두영역의상호작용으로위건드와이어는높은수준의마그네틱히스테리시스를형성한다. 위건드와이어를만족스러운수율로제조하기위한과정은개발자인존위건드와협력연구자들이많은시행착오의과정을거쳐개발되었다. 위건드와이어의제조공정을수행하는장치는와이어를다양한속도로늘이고, 비틀고, 다시풀어내는공정을수행하는다단계의회전프레임으로구성된다. FARBA는이러한존위건드의제조설비와그의연구노트를매입인수하였으며, 이후지속적인연구를통하여제조공정을자동화하고균일한품질의위건드와이어생산을실현하였다.
