hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 장비
다양한 기하학적 형태의 여러 폐쇄 ICR 셀이 제작되었으며 그 성능이 특성화되었다. 격자는 축 방향 전기장 (자기장 선과 평행)을 가하여 이온을 축 방향으로 포획하기 위한 종단 캡으로 사용되었다. 이온은 셀 내부에서 생성되거나 외부 이온원에서 셀로 주입될 수 있다. 이중 격자 쌍을 가진 중첩 ICR 셀도 양이온과 음이온을 동시에 포획하기 위해 제작되었다.
가장 일반적인 개방형 셀 기하학은 원통이며, 고리 모양의 전극을 생성하기 위해 축 방향으로 분할된다. 중앙 고리 전극은 일반적으로 방사형 여기 전기장 및 감지를 적용하는 데 사용된다. 직류 전압은 자기장 선을 따라 이온을 포획하기 위해 터미널 고리 전극에 인가된다. 서로 다른 직경의 고리 전극을 가진 개방형 원통형 셀도 설계되었다. 이들은 두 이온 극성을 동시에 포획하고 감지할 수 있을 뿐만 아니라 양이온과 음이온을 방사형으로 분리하는 데 성공했다. 이는 새로운 셀 내에서 동시에 포획된 양이온과 음이온 간의 운동 이온 가속에서 큰 차별을 보였다. 이온-이온 충돌 연구를 위해 여러 이온 축 가속 방안이 최근에 작성되었다.
푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 장비
저장 파형 역 푸리에 변환 (SWIFT)은 FTMS용 여기 파형 생성을 위한 방법이다. 시간 영역 여기 파형은 선택된 이온의 공명 주파수를 여기시키기 위해 선택된 적절한 주파수 영역 여기 스펙트럼의 역 푸리에 변환으로 형성된다. SWIFT 절차는 텐덤 질량 분석법 실험을 위한 이온을 선택하는 데 사용될 수 있다.
푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 응용 분야
푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 (FTICR) 질량 분석법은 높은 정확도로 질량을 결정하는 데 사용될 수 있는 고해상도 기술이다. FTICR-MS의 많은 응용 분야는 이러한 질량 정확도를 사용하여 정확한 질량을 기반으로 분자 구성을 결정하는 데 도움을 준다. 이것은 원소의 질량 결함 때문에 가능하다. FTICR-MS는 질량 분석기의 다른 형태보다 더 높은 수준의 질량 정확도를 달성할 수 있는데, 부분적으로는 초전도 자석이 무선 주파수(RF) 전압보다 훨씬 안정적이기 때문이다.
푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 응용 분야
FTICR-MS가 유용한 또 다른 분야는 바이오매스 또는 폐액화 제품과 같은 복잡한 혼합물을 다룰 때이다. 해상도 (좁은 피크 폭) 덕분에 유사한 비전하 (m/z)를 가진 두 이온의 신호를 별개의 이온으로 감지할 수 있기 때문이다. 이러한 높은 해상도는 전기분무 이온화에 의해 생성될 수 있는 여러 전하를 가진 단백질과 같은 큰 거대분자를 연구하는 데도 유용하다. 예를 들어, 두 펩타이드의 아토몰 수준 감지가 보고되었다. 이러한 큰 분자에는 동위원소 분포가 포함되어 일련의 동위원소 피크를 생성한다. 여러 전하로 인해 동위원소 피크는 m/z 축에서 서로 가깝기 때문에 FTICR의 높은 분해능은 매우 유용하다. FTICR-MS는 다른 단백질체학 연구에서도 매우 유용하다. 상향식 및 하향식 단백질체학 모두에서 뛰어난 해상도를 달성한다. 전자 포획 해리 (ECD), 충돌 유도 해리 (CID), 적외선 다광자 해리 (IRMPD)는 모두 텐덤 질량 분석법 실험에서 단편 스펙트럼을 생성하는 데 활용된다. CID 및 IRMPD는 진동 여기를 사용하여 펩타이드를 약한 주사슬 아미드 결합을 끊어 더 해리시키지만, CID 및 IRMPD는 또한 번역 후 변형을 해리시킬 수도 있다. 반면에 ECD는 특정 변형을 보존할 수 있다. 이는 인산화 상태, O- 또는 N-연결 글리코실화 및 황산화 분석에 매우 유용하다.
맥스웰 브리지
맥스웰 브리지(Maxwell bridge)는 보정된 전기저항과 유도계수 또는 저항과 전기 용량의 관점에서 미지의 유도계수(일반적으로 낮은 Q 값을 가짐)를 측정하는 데 사용되는 휘트스톤 브리지의 변형이다. 보정된 구성 요소가 병렬 저항과 커패시터일 때, 이 브리지를 맥스웰 브리지라고 부른다. 이는 1873년에 처음으로 이를 설명한 제임스 C. 맥스웰의 이름을 따서 명명되었다.
이는 유도 임피던스의 양의 위상각이 반대쪽 암에 놓인 용량성 임피던스의 음의 위상각에 의해 보상될 수 있고 회로가 공진 상태일 때, 즉 검출기(AC 전압계 또는 전류계)에 전위차가 없어 전류가 흐르지 않는다는 원리를 사용한다. 그러면 미지의 유도계수는 이 전기 용량을 통해 알려진다.
그림을 참조하면, 일반적인 적용에서 과 는 알려진 고정된 값이며, 과 는 알려진 가변 값이다. 와 는 브리지가 평형을 이룰 때까지 조정된다.
와 는 다른 구성 요소의 값을 기반으로 계산할 수 있다.
맥스웰 브리지
가변 전기 용량의 정확한 값을 결정하는 것과 관련된 어려움을 피하기 위해, 때로는 고정 값 커패시터를 설치하고 두 개 이상의 저항을 가변으로 만들기도 한다. 이 브리지는 높은 Q 값을 측정하는 데 사용될 수 없다. 또한 밸런스 수렴 문제 때문에 Q 값이 1 미만인 낮은 Q 값의 코일에도 적합하지 않다. 그 사용은 1에서 10까지의 낮은 Q 값 측정으로 제한된다.
미지의 인덕터를 평가하는 데 사용되는 AC 전류의 주파수는 인덕터가 사용될 회로의 주파수, 즉 임피던스와 일치해야 하며, 따라서 부품의 할당된 인덕턴스는 주파수에 따라 달라진다. 이상적인 인덕터의 경우 이 관계는 선형적이므로, 임의 주파수에서의 인덕턴스 값은 기준 주파수에서 측정된 인덕턴스 값으로부터 계산될 수 있다. 하지만 실제 부품의 경우 이 관계는 선형적이지 않으며, 측정된 값 대신 유도되거나 계산된 값을 사용하면 심각한 부정확성을 초래할 수 있다.
맥스웰 브리지
브리지 구성 시 실질적인 문제는 상호 유도 현상이다. 근접한 두 유도자는 상호 유도를 발생시킨다. 한 유도자의 자기장이 다른 유도자의 코일과 교차할 때, 이는 다른 코일의 자기장을 강화시키고 그 반대도 마찬가지여서 두 코일의 유도계수를 왜곡시킨다. 상호 유도를 최소화하려면 유도자들의 축을 서로 수직으로 배치하고 가능한 한 멀리 떨어뜨려야 한다. 마찬가지로, 전동기, 초크 및 변압기(브리지 전원 공급 장치에 있는 것과 같은!)와 같이 근처에 있는 부품들이 회로 구성 요소에 상호 유도를 유발할 수 있으므로 회로를 이러한 부품들로부터 멀리 배치해야 한다.
인덕턴스 값의 주파수 의존성은 이러한 유형의 브리지에 다른 제약 조건을 발생시킨다. 교정 주파수는 인덕터의 자기 공진 주파수와 커패시터의 자기 공진 주파수 중 작은 값, 즉 Fr < min(Lsrf,Csrf)/10보다 훨씬 낮아야 한다. 이러한 한계에 도달하기 전에 커패시터의 ESR이 상당한 영향을 미칠 가능성이 높으므로 명시적으로 모델링해야 한다.
강자성 코어 인덕터의 경우 추가적인 제약 조건이 있다. 인덕터 코어를 자화하는 데 필요한 최소 자화 전류가 있으므로
회로의 인덕터 분기 전류는 최소값을 초과해야 하지만, 두 인덕터의 코어를 포화시킬 정도로 커서는 안 된다.
부하와 알려진 브리지 요소 간의 상호 인덕턴스 또는 부유 전자기 간섭으로 인해 측정 결과가 왜곡되는 상황에서는 더 단순한 브리지 유형보다 맥스웰-빈 브리지를 사용하는 것이 더 복잡하다. 브리지가 평형 상태일 때 브리지의 용량성 리액턴스는 부하의 유도성 리액턴스와 정확히 반대가 되므로 부하의 저항과 리액턴스를 신뢰성 있게 측정할 수 있다.
공정자
공정자(龔鼎孳, 1616.1.5.-1673.10.12.)은 자(字)는 효승(孝升), 호(號)는 지록(芝麓) 혹은 향암(香巖)이다. 남직례(南直隸) 합비(合肥) 출신이다. 조적(祖籍)은 강서(江西) 임천(臨川)이다. 명말청초 정치인, 문학가이다. 숭정(崇禎) 갑술(甲戌) 진사(進士)이며 급사중(給事中)에 임명되었다. 명이 망하자 틈왕(闖王) 이자성(李自成)에 항복하였고, 곧바로 청(淸)에 투항하였다. 강희(康熙) 초년, 예부상서(禮部尙書)에 이르렀다. 시와 문에 모두 뛰어나 오위업(吳偉業), 전겸익(錢謙益)과 더불어 '강좌삼대가(江左三大家)'로 칭해진다.
공정자 생애
명 만력 43년 1월 17일(양력 1616년 1월 5일) 합비에서 태어났다. 어려서 총명하여 팔고문(八股文)에 능하였다. 숭정(崇禎) 6년(1633) 계유과(癸酉科) 거인(擧人)이 되었다. 숭정 7년(1634) 18세에 갑술과(甲戌科) 진사(進士)가 되었고 호광(湖廣) 기수현(蘄水縣)(호북성 희수浠水) 지현(知顯)이 되었으며 농민군에 대항하여 "성을 증축하고 해자를 파서 지켰다(增城浚壕以守)"고 하며 7년 동안 탈이 없었기에 "기수현 사람들이 그의 덕을 칭양하며 생사(산 사람을 위한 사당)을 세워 제사지냈다(蘄人德之, 立生祠祀焉)"고 전한다. 숭정 14년(1641) 가을, 공정자는 "대계탁이(大計卓異, 인사고과에서의 우수함)"로 북경으로 가서 다다음해에 병과급사중(兵科給事中)이 되었고, 일찍이 "일월서범십칠상(一月書凡十七上)"의 기록이 있었고, 천하에 그의 명성이 자자하였다. 강남(江南) 가기(歌妓) 고미생(顧眉生)을 처로 맞이하였다. 숭정 16년(1643) 10월, 주연유(周延儒), 진연(陳演), 왕응웅(王應熊) 등을 탄핵하였고, 여대기(呂大器)가 진신갑(陳新甲)의 사인이라는 것을 비난하였고, 이로 인하여 황제는 그를 투옥시켰다. 숭정 17년 2월 출옥하였다.
공정자 생애
갑신지변(甲申之變)에 대순(大順) 군대가 북경(北京)을 공격하면서 명이 멸망하였고, 공정자는 이자성(李自成)의 대순에 투항하였다. 이자성으로부터 직지사(直指使)를 제수받아 북성(北城)을 순시하였다. 대순이 멸망하자, 청 예친왕(睿親王) 도르곤(多爾袞)이 북경에 왔고, 공정자는 청에 투항하여 원관직으로 이과우급사중(吏科右給事中)으로 승진하고 다시 예과도급사중(禮科都給事中)에 승진하였다가, 태상시(太常寺) 소경(少卿)으로 전직하였고, 좌도어사(左都御史)로 승진하였다. 순치(順治) 3년(1646) 6월 부친상이 나자, 휼전 하사를 청하였고, 공과급사중(工科給事中) 손박령(孫珀齡)이 공정잘는 명의 죄인이라는 이유로 탄핵하면서 "몸을 욕된 유적이 조정의 탁용에 힘입어 밤을 세워 공직에 있다는 이야기는 듣지 못하였고 오로지 음주와 유흥을ㄹ 즐기면서 배우와 씨름을 하였다고 한다. 부골를 들어도 노래하고 술마시면서 관직에 남아 있고 분수에 맞지 않은 휼전을 바라고만 있으니, 행실을 더럽히고 인륜을 무너뜨림이 이보다 심한 것이 없다!(辱身流賊, 蒙朝廷擢用, 曾不聞夙夜在公, 惟飮酒醉歌, 俳優角逐. 聞訃仍復歌飮留連, 冀邀非分之典, 虧行滅倫, 莫此爲甚)"고 하였다. 관리들은 2급 강등을 의결하였고, 후에 황제의 조서를 통하여 면제되어 원관으로 복직하였다. 대학사(大學士) 풍전(馮銓)에 의해 탄핵되었고, 예친왕은 과도관(科道官)을 모아 질문하였다. 공정자는 풍전을 위충현(魏忠賢)에 붙어 나쁜 짓을 한 인물이라고 탄핵하였고, 풍전은 반대로 공정자가 대순으로부터 북성어사(北城御史) 직책을 받은 것을 지적하였다. 도르곤은 공정자에게 사실인지 물었고, 공정자는 사실을 인정하면서도 "어찌 저 혼자 일이겠으며 누구든 귀순하지 않았겠습니까? 위징도 일찍이 태종에게 귀순하였습니다(豈鼎孳一人, 何人不曾歸順. 魏徵亦曾歸順太宗)"라고 덧붙였다. 도르곤은 "사람은 스스로 충성과 정조를 세운 연후에 남을 책망할 수 있다. 자신이 부정한데 남을 어찌 책망하겠는가? 공정자는 스스로를 위징에게 비유하고 이자성놈을 당태종에게 비유하는데, 매우 치욕스럽다. 이러한 인간은 논하는 것조차 입이 아플 정도이다. 오로지 목을 움츠리고 가만히 앉아 사람들의 말이 안 나오게 하는 것만이 가하다(人果自立忠貞, 然後可以責人.己身不正, 何以責人？鼎擎自比魏徵, 以李賊比唐太宗, 殊爲可恥. 似此等人, 何得侈口論人, 但縮頸靜坐, 以免人言可也)"라고 하였다. 훙에 풍전은 이전의 직책을 회복하였다. 순치 12년 10월, 공정자는 주소에서 황제의 뜻을 거스른 탓에 8급 강등되었다. 천거한 순천순안어사(順天巡按御史) 고인(顧仁)이 탐욕스럽고 법을 어긴 것으로 다시 3급 강등되었다. 강희(康熙) 2년(1663) 좌도어사(左都御史)에 임명되어 예부상서(禮部尙書)까지 올랐다.
공정자 생애
강희 12년(1673) 9월 초1일(혹은 12일) 사망하였다. 시호는 단의(端毅)이다. 건륭 34년(1769) 황제의 명에 의하여 시호가 삭탈되었다.
공정자 평가
공정자는 교우를 좋아하고 인재와 문사들을 좋아항였으며, "교우가 궁하면 사재를 털어서라도 구휼해 주었고, 지기가 생기면 애써 힘을 내어 주었다(窮交則傾囊橐以恤之, 知己則出氣力以授之)"고 하지만 쓸쓸한 죽음을 맞이하였다. 부산(傅山)과 염이매(閻爾梅)가 투옥되었으나 공정자의 힘으로 풀려났다. 공정자는 임종 전에 서구(徐釚)를 양청표(梁淸標)에 부탁하며 "재주는 홍정과 같으니 그로 하여금 성명을 이루게 해주지 않겠는가?(負才如虹亭, 可使之不成名耶)"라고 하였으며, 후에 양청표는 서구를 시박학홍유(試博學鴻儒)에 천거하여 사관(史館)에 들어가게 하였다. 오위업은 공정자가 관원으로 한 것을 칭찬하며 "오로지 맡은 일에 마음을 다하여 백성들의 일을 거들었다(唯盡心於所事, 庶援手乎斯民)"고 평하였다. 저서로는 『정산당집(定山堂集)』 등이 있다. 『청사고(淸史稿)』 「문원전(文苑傳)」에 들어갔다. 청세조(淸世祖) 순치제(順治帝)는 '진재자(眞才子)'라고 칭찬하였다.
공정자 저서
공정자는 시문(詩文)으로 전겸이고가 오위업과 함께 강좌삼대가(江左三大家)로 칭해진다. 저서로는 『정산당문집(定山堂文集)』, 『정산당시집(定山堂詩集)』, 『공단의공주소(龔端毅公奏疏)』 등이 있다.
城南蕭寺憶連床, 佛火村鷄五更霜.
顧我浮踪惟涕淚, 當時沙道久蒼凉.
壯夫失路非無策, 老伴逢春各有鄕.
安得更呼韓趙輩, 短裘濁酒話行藏.
분압기
분압기(potentiometer)는 조정 가능한 전압 나누개를 형성하는 슬라이딩 또는 회전 접점을 가진 세 단자 저항기이다. 단자 두 개만 사용하는 경우, 즉 한쪽 끝과 와이퍼만 사용하는 경우 가변 저항기 또는 레오스탯으로 작동한다.
전위차계라고 불리는 측정 기기는 기본적으로 전기 전위(전압)를 측정하는 데 사용되는 전압 나누개이며, 이 부품은 동일한 원리를 구현한 것이므로 이러한 이름이 붙었다.
분압기는 오디오 장비의 볼륨 조절과 같은 전기 장치를 제어하는 데 일반적으로 사용된다. 또한 팬의 속도 제어에도 사용된다. 메커니즘에 의해 작동되는 분압기는 예를 들어 조이스틱과 같은 위치 트랜스듀서로 사용될 수 있다. 분압기는 분압기에서 소모되는 전력이 제어되는 부하의 전력과 비슷하므로 상당한 전력(와트 이상)을 직접 제어하는 데 거의 사용되지 않는다.
분압기 명명법
특정 유형의 분압기를 설명하는 데 사용되는 전자 산업의 일부 용어는 다음과 같다.
분압기 구조
분압기는 저항 요소, 요소 위를 움직이며 한 부분과 잘 전기적으로 접촉하는 슬라이딩 접점(와이퍼), 요소의 각 끝에 있는 전기 단자, 와이퍼를 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 움직이는 메커니즘, 그리고 요소와 와이퍼를 포함하는 하우징으로 구성된다.
많은 저가형 분압기는 일반적으로 한 바퀴보다 약간 작은 원형 아치 형태로 형성된 저항 요소(분해도에서 B)와 회전 시 이 요소 위를 미끄러지면서 전기적 접촉을 하는 와이퍼(C)로 구성된다. 저항 요소는 평평하거나 경사질 수 있다. 저항 요소의 각 끝은 케이스의 단자(E, G)에 연결된다. 와이퍼는 세 번째 단자(F)에 연결되며, 일반적으로 다른 두 단자 사이에 있다. 패널 분압기에서는 와이퍼가 일반적으로 세 단자 중 가운데 단자이다. 단회전 분압기의 경우 이 와이퍼는 접점 주위를 한 바퀴 미만으로 움직인다. 오염 물질이 침투할 수 있는 유일한 지점은 샤프트와 샤프트가 회전하는 하우징 사이의 좁은 공간이다.
분압기 구조
또 다른 유형은 회전하는 대신 선형 요소를 따라 미끄러지는 와이퍼를 가진 선형 슬라이더 분압기이다. 오염 물질은 슬라이더가 움직이는 슬롯을 따라 어디든 들어갈 수 있어 효과적인 밀봉을 더 어렵게 만들고 장기적인 신뢰성을 저해할 수 있다. 슬라이더 분압기의 장점은 슬라이더 위치가 설정값을 시각적으로 나타낸다는 것이다. 회전 분압기의 설정은 노브의 표시 위치로 알 수 있지만, 슬라이더 배열은 그래픽 이퀄라이저나 오디오 믹서의 페이더처럼 설정값을 시각적으로 보여줄 수 있다.
저가형 분압기의 저항 요소는 종종 흑연으로 만들어진다. 사용되는 다른 재료로는 저항선, 플라스틱에 혼합된 탄소 입자, 서멧이라는 세라믹/금속 혼합물이 있다.
도전성 트랙 분압기는 도전성 중합체 저항 페이스트를 사용하는데, 이 페이스트는 도전성 특성을 제공하는 탄소 외에도 내마모성 수지와 중합체, 용매, 윤활제를 포함한다.
분압기 구조
다회전 분압기는 샤프트를 회전시켜 작동하지만, 한 바퀴 미만이 아닌 여러 바퀴를 회전시킨다. 일부 다회전 분압기는 리드 나사로 움직이는 슬라이딩 접점을 가진 선형 저항 요소를 가지고 있으며, 다른 분압기는 나선형 저항 요소와 10, 20회 이상 완전히 회전하며 나선을 따라 움직이는 와이퍼를 가지고 있다. 다회전 분압기는 사용자 접근형 및 프리셋형 모두 더 미세한 조정이 가능하다. 동일한 각도로 회전하더라도 단순 회전 분압기보다 설정값이 일반적으로 10분의 1만큼만 변경된다.
스트링 분압기는 스프링에 대해 회전하는 부착된 와이어 릴로 작동되는 다회전 분압기로, 선형 위치를 가변 저항으로 변환할 수 있다.
분압기 구조
사용자 접근형 회전 분압기에는 일반적으로 반시계 방향으로 최대한 회전했을 때 작동하는 스위치가 장착될 수 있다. 디지털 전자 장치가 일반화되기 전에는 이러한 부품이 라디오 및 텔레비전 수신기 및 기타 장비를 최소 볼륨으로 켜고 소리가 나는 클릭과 함께 볼륨을 증가시키는 데 사용되었다. 여러 저항 요소는 동일한 샤프트에 슬라이딩 접점을 사용하여 함께 묶일 수 있으며, 예를 들어 스테레오 오디오 앰프의 볼륨 조절에 사용된다. 가정용 조광기와 같은 다른 응용 분야에서는 분압기가 현재 위치에 고정되어 있는 것이 가장 만족스러운 사용 패턴이므로, 스위치는 노브를 축 방향으로 눌러서 켜고 끄는 푸시 동작으로 작동된다.
분압기 구조
슬라이더가 회전하는 대신 선형 요소를 따라 미끄러지는 와이퍼를 갖는 선형 슬라이더 분압기도 있다. 오염은 슬라이더가 움직이는 슬롯을 따라 어디든 들어갈 수 있어 효과적인 밀봉을 더 어렵게 만들고 장기적인 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 슬라이더 분압기의 장점은 슬라이더 위치가 설정값을 시각적으로 보여준다는 것이다. 회전식 분압기의 설정값은 손잡이의 표시 위치로 알 수 있지만, 슬라이더 배열은 그래픽 이퀄라이저나 오디오 믹서의 페이더처럼 설정값을 시각적으로 보여줄 수 있다.
저렴한 분압기의 저항 요소는 종종 흑연으로 만들어진다. 사용되는 다른 재료로는 저항선, 플라스틱 내의 탄소 입자, 그리고 서멧이라고 불리는 세라믹/금속 혼합물이 있다.
전도성 트랙 분압기는 전도성 특성을 제공하는 탄소 외에도 내마모성 수지와 폴리머, 용매, 윤활제를 포함하는 전도성 폴리머 저항 페이스트를 사용한다.
분압기 구조
다회전 분압기 또한 샤프트를 회전시켜 작동하지만, 한 바퀴 미만이 아니라 여러 바퀴를 회전시킨다. 일부 다회전 분압기는 리드 스크루로 움직이는 슬라이딩 접점이 있는 선형 저항 요소를 가지고 있으며, 다른 것들은 나선형 저항 요소와 10, 20 또는 그 이상의 완전 회전을 통해 나선을 따라 움직이는 와이퍼를 가지고 있다. 사용자가 접근할 수 있는 다회전 분압기와 미리 설정된 다회전 분압기는 더 미세한 조정을 가능하게 한다. 동일한 각도 회전은 단순한 회전식 분압기의 경우보다 보통 10분의 1만큼만 설정값을 변경한다.
스트링 분압기는 스프링에 대해 회전하는 부착된 와이어 릴에 의해 작동하는 다회전 분압기로, 선형 위치를 가변 저항으로 변환할 수 있게 한다.
분압기 구조
사용자가 접근할 수 있는 회전식 분압기는 보통 반시계 방향 회전의 극단에서 작동하는 스위치를 장착할 수 있다. 디지털 전자 장치가 일반화되기 전에는 이러한 부품이 라디오 및 텔레비전 수신기 및 기타 장비를 최소 볼륨으로 켜고 소리를 들리게 한 다음 동일한 손잡이를 돌려 볼륨을 높이는 데 사용되었다. 예를 들어 스테레오 오디오 앰프의 볼륨 조절을 위해 여러 저항 요소를 동일한 샤프트에 슬라이딩 접점과 함께 연결할 수 있다. 가정용 조광기와 같은 다른 응용 분야에서는 현재 위치에 분압기가 설정된 상태로 유지되는 것이 가장 좋으므로, 스위치는 손잡이를 축 방향으로 눌러 번갈아 가며 켜고 끄는 푸시 동작으로 작동된다.
다른 분압기는 장비 내부에 밀봉되어 있으며 제조 또는 수리 중에 장비를 보정할 때만 조정하고 그 외에는 만지지 않도록 의도되었다. 이러한 분압기는 일반적으로 사용자가 접근할 수 있는 분압기보다 물리적으로 훨씬 작으며, 손잡이 대신 드라이버로 조작해야 할 수 있다. 이들은 일반적으로 "트리머", "트림", "프리셋 분압기"(또는 팟), 또는 일반화된 브랜드 이름인 "트림팟"이라고 불린다.
분압기 구조
슬라이더 위치와 저항 사이의 관계를 "테이퍼" 또는 "법칙"이라고 하는데, 이는 저항 요소의 저항 코팅 조성 또는 두께를 변경하여 제조 과정에서 제어할 수 있다. 원칙적으로 모든 테이퍼가 가능하지만, 선형과 로그 (수학)(일명 "오디오 테이퍼") 분압기 두 가지 유형이 널리 제조된다.
테이퍼 유형을 식별하기 위해 문자 코드가 사용될 수 있지만, 문자 코드 정의는 표준화되어 있지 않다. 아시아 및 미국에서 제조된 분압기는 일반적으로 로그 테이퍼에 "A", 선형 테이퍼에 "B", 드물게 볼 수 있는 역로그 테이퍼에 "C"로 표시된다. 다른 지역, 특히 유럽의 분압기는 선형 테이퍼에 "A", 로그 테이퍼에 "C" 또는 "B", 역로그 테이퍼에 "F"로 표시될 수 있다. 사용되는 코드도 제조업체마다 다르다. 비선형 테이퍼와 함께 백분율이 언급될 때, 이는 샤프트 회전 중간 지점에서의 저항 값과 관련이 있다. 따라서 10% 로그 테이퍼는 회전 중간 지점에서 총 저항의 10%를 측정한다. 즉, 10kOhm 분압기의 10% 로그 테이퍼는 중간 지점에서 1kOhm을 산출한다. 백분율이 높을수록 로그 곡선이 가파르다.
선형 테이퍼 분압기(선형은 저항 요소의 기하학적 구조가 아닌 장치의 전기적 특성을 설명한다)는 일정한 단면적을 가진 저항 요소를 가지므로, 접점(와이퍼)과 한쪽 끝 단자 사이의 저항이 그들 사이의 거리에 비례하는 장치가 된다. 선형 테이퍼 분압기는 분압기의 분할 비율이 샤프트 회전 각도(또는 슬라이더 위치)에 비례해야 할 때 사용된다. 예를 들어, 아날로그 오실로스코프에서 디스플레이의 중심을 조정하는 데 사용되는 제어 장치가 이에 해당한다. 정밀 분압기는 저항과 슬라이더 위치 사이에 정확한 관계를 갖는다.
로그 테이퍼 분압기는 저항 요소에 바이어스가 내장된 분압기로, 분압기의 중앙 위치가 분압기 전체 값의 절반이 아님을 의미한다. 저항 요소는 로그 테이퍼, 즉 수학적 지수 또는 "제곱" 프로파일을 따르도록 설계되었다. 로그 테이퍼 분압기는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 "점점 가늘어지는" 저항 요소를 사용하거나, 저항률이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 변하는 재료로 만들어진다. 그 결과 출력 전압이 슬라이더 위치의 로그 함수인 장치가 된다.
대부분의 (저렴한) "로그" 분압기는 정확히 로그 함수를 따르지 않지만, 로그 법칙을 근사화하기 위해 두 가지 다른 저항(그러나 일정한 저항률) 영역을 사용한다. 두 저항 트랙은 분압기 회전의 약 50% 지점에서 겹친다. 이것은 단계적인 로그 테이퍼를 제공한다. 로그 분압기는 선형 분압기와 외부 저항으로도 시뮬레이션할 수 있다. 진정한 로그 분압기는 훨씬 더 비싸다.
로그 테이퍼 분압기는 오디오 시스템의 볼륨 또는 신호 레벨에 자주 사용된다. 이는 베버-페히너의 법칙에 따라 인간의 오디오 볼륨 인식이 로그 함수이기 때문이다.
기계식 분압기와 달리 비접촉식 분압기는 광학 디스크를 사용하여 적외선 센서를 트리거하거나 자석을 사용하여 자기 센서를 트리거한다(다른 유형의 센서, 예를 들어 용량성 센서가 있는 한 다른 유형의 비접촉식 분압기도 아마 제작될 수 있다). 그리고 나서 전자 회로가 신호 처리를 수행하여 아날로그 또는 디지털 출력을 제공한다.
비접촉식 분압기의 예는 AS5600 집적 회로에서 찾을 수 있다. 그러나 절대 인코더도 유사한 원리를 사용해야 하지만, 산업용이므로 가정용 기기에는 비용이 실현 불가능할 것이다.
분압기 가변 저항기
회로의 저항을 연속적으로 변경하는 가장 일반적인 방법은 가변 저항기를 사용하는 것이다. 저항의 변화 때문에 회로의 전류 크기를 조절하는 데에도 사용할 수 있다. 가변 저항기(rheostat)라는 단어는 1843년 찰스 휘트스톤 경이 만들었으며, 그리스어 ῥέος rheos(흐름)와 -στάτης -states(ἱστάναι histanai, "설정하다, 서게 하다"에서 유래) (설정자, 조절 장치)에서 유래한 두 단자 가변 저항기이다. 낮은 전력 애플리케이션(약 1와트 미만)의 경우, 세 단자 분압기가 종종 사용되며, 한 단자는 연결되지 않거나 와이퍼에 연결된다.
분압기 가변 저항기
가변 저항기가 더 높은 전력(약 1와트 이상)으로 정격화되어야 하는 경우, 반원형 절연체 주위에 저항선이 감겨 있고 와이퍼가 한 와이어 회전에서 다음 와이어 회전으로 미끄러지는 방식으로 제작될 수 있다. 때로는 내열성 실린더에 저항선을 감아 가변 저항기를 만들고, 슬라이더는 저항선 코일의 작은 부분을 가볍게 잡는 여러 개의 금속 손가락으로 구성된다. "손가락"은 슬라이딩 손잡이로 저항선 코일을 따라 이동하여 "탭" 지점을 변경할 수 있다. 수천 와트까지의 정격으로 만들어진 권선형 가변 저항기는 DC 모터 구동 장치, 전기 용접 제어 장치 또는 발전기 제어 장치와 같은 응용 분야에 사용된다. 가변 저항기의 정격은 전체 저항 값과 함께 주어지며, 허용되는 전력 소모는 회로 내 전체 장치 저항의 비율에 비례한다. 탄소 더미 가변 저항기는 자동차 배터리 및 전원 공급 장치 테스트용 로드 뱅크로 사용된다.
분압기 디지털 분압기
디지털 분압기(종종 디지팟이라고 불림)는 아날로그 분압기의 기능을 모방하는 전자 부품이다. 디지털 입력 신호를 통해 두 단자 사이의 저항을 아날로그 분압기처럼 조정할 수 있다. 두 가지 주요 기능 유형이 있다. 전원이 제거되면 설정된 위치를 잃고 일반적으로 최소 위치에서 초기화되도록 설계된 휘발성 유형과, 플래시 메모리 또는 EEPROM과 유사한 저장 메커니즘을 사용하여 설정된 위치를 유지하는 비휘발성 유형이 있다.
디지털 분압기의 사용은 단순한 기계식 분압기보다 훨씬 복잡하며, 준수해야 할 많은 제한 사항이 있다. 그럼에도 불구하고, 특히 기계식 분압기의 제한 사항이 문제가 되는 경우, 장비의 공장 조정 및 보정을 위해 널리 사용된다. 디지털 분압기는 일반적으로 다른 반도체 소자와 마찬가지로 중간 정도의 장기적인 기계적 진동이나 환경 오염의 영향에 면역성이 있으며, 다양한 수단을 통해 프로그래밍 입력에 대한 접근을 보호함으로써 무단 조작에 대해 전자적으로 보안을 유지할 수 있다.
분압기 디지털 분압기
마이크로프로세서, FPGA 또는 설정값을 저장하고 장비 전원이 켜질 때마다 "분압기"로 다시 로드할 수 있는 기타 기능 논리를 갖춘 장비에서는 DAC를 디지털 분압기 대신 사용할 수 있으며, 이는 더 높은 설정 해상도, 온도에 따른 드리프트 감소 및 더 많은 작동 유연성을 제공할 수 있다.
분압기 멤브레인 분압기
멤브레인 분압기는 슬라이딩 요소에 의해 변형되어 저항 전압 분배기와 접촉하는 전도성 멤브레인을 사용한다. 선형성은 재료, 설계 및 제조 공정에 따라 0.50%에서 5%까지 다양할 수 있다. 반복 정확도는 일반적으로 0.1mm에서 1.0mm 사이이며 이론적으로는 무한한 해상도를 갖는다. 이러한 유형의 분압기의 수명은 제조에 사용되는 재료 및 작동 방법에 따라 일반적으로 1백만에서 2천만 사이클이다. 접촉식 및 비접촉식(자기) 방법 모두 위치 감지에 사용할 수 있다. PET, FR4, 캡톤과 같은 다양한 재료 변형이 가능하다. 멤브레인 분압기 제조업체는 선형, 회전식 및 응용 분야별 변형을 제공한다. 선형 버전은 길이가 9mm에서 1000mm까지 다양하며 회전식 버전은 직경이 20mm에서 450mm까지 다양하며, 각 버전의 높이는 0.5mm이다. 멤브레인 분압기는 위치 감지에 사용될 수 있다.
분압기 멤브레인 분압기
저항 기술을 사용하는 터치스크린 장치의 경우, 2차원 멤브레인 분압기는 x 및 y 좌표를 제공한다. 상단 레이어는 이웃한 내부 레이어와 가깝게 이격된 얇은 유리로 되어 있다. 상단 레이어의 밑면에는 투명한 전도성 코팅이 되어 있고, 그 아래 레이어의 표면에는 투명한 저항성 코팅이 되어 있다. 손가락이나 스타일러스가 유리를 변형시켜 아래 레이어와 접촉하게 한다. 저항성 레이어의 가장자리에는 전도성 접점이 있다.
접점 위치를 찾는 것은 반대쪽 가장자리에 전압을 인가하고 다른 두 가장자리는 일시적으로 연결하지 않음으로써 이루어진다. 상단 레이어의 전압은 한 좌표를 제공한다. 그 두 가장자리의 연결을 끊고, 이전에 연결되지 않았던 다른 두 가장자리에 전압을 인가하면 다른 좌표가 제공된다. 가장자리 쌍 사이를 빠르게 번갈아 가며 전환하면 빈번한 위치 업데이트가 제공된다. 아날로그-디지털 변환회로는 출력 데이터를 제공한다.
이러한 센서의 장점은 센서에 단 5개의 연결만 필요하며, 관련 전자 장치가 비교적 간단하다는 것이다. 또 다른 장점은 작은 영역에 상단 레이어를 누르는 모든 재료가 잘 작동한다는 것이다. 단점은 접촉을 위해 충분한 힘이 가해져야 한다는 것이다. 또 다른 단점은 센서가 터치 위치를 기본 디스플레이와 일치시키기 위해 가끔 보정이 필요하다는 것이다. (용량성 센서는 보정이나 접촉력이 필요 없으며, 손가락이나 다른 전도성 물체의 근접성만 필요하다. 그러나 훨씬 더 복잡하다.)
분압기 응용 분야
분압기는 상당한 양의 전력(약 1와트 이상)을 직접 제어하는 데 거의 사용되지 않는다. 대신 아날로그 신호의 레벨(예: 오디오 장비의 음량 조절)을 조정하고 전자 회로의 제어 입력으로 사용된다. 예를 들어, 조광기는 분압기를 사용하여 사이리스터의 스위칭을 제어하고 간접적으로 램프의 밝기를 제어한다.
프리셋 분압기는 제조 또는 서비스 중에 조정이 필요한 모든 전자 장치에서 널리 사용된다.
사용자가 작동하는 분압기는 사용자 제어 장치로 널리 사용되며, 매우 다양한 장비 기능을 제어할 수 있다. 1990년대에는 로터리 인크리멘털 엔코더, 상/하 버튼 및 기타 디지털 제어 장치가 더 일반화되면서 소비자 전자 제품에서 분압기의 광범위한 사용이 줄어들었다. 그러나 볼륨 컨트롤 및 위치 센서와 같은 많은 응용 분야에서 여전히 사용되고 있다.
슬라이드 및 로터리 방식의 저전력 분압기는 오디오 장비를 제어하여 음량, 주파수 감쇠 및 오디오 신호의 기타 특성을 변경하는 데 사용된다.
분압기 응용 분야
저항, 테이퍼 또는 로그(log) 형태의 "곡선"(또는 법칙)을 갖는 분압기인 '로그 팟'은 인간의 귀의 진폭 반응이 대략 로그 함수를 따르기 때문에 "오디오 테이퍼 팟"이라고도 불리는 앰프 (음향기기)의 볼륨 제어 장치로 사용된다. 예를 들어 0에서 10까지 표시된 볼륨 제어 장치에서 설정값 5는 주관적으로 설정값 10의 절반 정도의 소리로 들리도록 보장한다. 또한 역로그 팟 또는 역오디오 테이퍼도 있는데, 이는 단순히 로그 분압기의 반대이다. 이는 오디오 밸런스 제어와 같이 로그 분압기와 함께 갱 방식으로 거의 항상 사용된다.
필터 네트워크와 함께 사용되는 분압기는 음조 제어 회로 또는 이퀄라이저 역할을 한다.
오디오 시스템에서 "선형"이라는 단어는 물리적 슬라이딩 모션의 직선적인 특성 때문에 슬라이드 분압기를 설명하는 데 혼란스럽게 사용되기도 한다. "선형"이라는 단어는 슬라이드 또는 로터리 유형에 관계없이 분압기에 적용될 때 분압기의 위치와 분압기의 탭(와이퍼 또는 전기 출력) 핀의 측정 값 사이의 선형 관계를 설명한다.
분압기 응용 분야
분압기는 이전에는 화면 밝기, 명암 및 색상 반응을 제어하는 데 사용되었다. 분압기는 종종 "수직 홀드"를 조정하는 데 사용되었는데, 이는 수신기 내부 스윕 회로(때로는 멀티바이브레이터)와 수신된 영상 신호 간의 동기화에 영향을 미쳤으며, 오디오-비디오 캐리어 오프셋, 튜닝 주파수(푸시 버튼 세트의 경우) 등과 같은 다른 사항에도 영향을 미쳤다. 또한 파동의 주파수 변조에도 도움이 된다.
분압기는 서보 기구와 같은 폐쇄 루프 제어를 생성하기 위한 위치 피드백 장치로 사용될 수 있다. 이 모션 제어 방법은 각도 또는 변위를 측정하는 가장 간단한 방법이다.
분압기는 구조가 간단하고 큰 출력 신호를 줄 수 있기 때문에 변위 트랜스듀서의 일부로도 매우 널리 사용된다.
아날로그 컴퓨터에서 고정밀 분압기는 원하는 상수 인자로 중간 결과를 스케일링하거나 계산의 초기 조건을 설정하는 데 사용된다. 모터 구동 분압기는 비선형 저항 카드를 사용하여 삼각 함수에 대한 근사치를 제공하는 함수 발생기로 사용될 수 있다. 예를 들어, 샤프트 회전은 각도를 나타낼 수 있으며, 전압 분할 비율은 각도의 코사인에 비례하도록 만들 수 있다.
분압기 작동 이론
분압기는 전압 나누개로 사용되어 분압기의 양 끝단에 인가된 고정 입력 전압으로부터 슬라이더(와이퍼)에서 수동으로 조정 가능한 출력 전압을 얻을 수 있다. 이것이 가장 일반적인 용도이다.
RL 양단의 전압은 다음으로 계산할 수 있다.
만약 RL이 다른 저항들(예: 연산 증폭기의 입력)에 비해 크다면, 출력 전압은 더 간단한 방정식으로 근사화할 수 있다.

(양변을 RL로 나누고 RL을 분모로 갖는 항을 소거한다.)
예를 들어, , , , 이라고 가정해 보자.
부하 저항이 다른 저항에 비해 크기 때문에 출력 전압 VL은 대략 다음과 같을 것이다.
그러나 부하 저항 때문에 실제로는 약간 더 낮을 것이다. ≈ 6.623 V.
분압기 작동 이론
소스와 직렬로 연결된 가변 저항기에 비해 전압 분배기의 장점 중 하나는 가변 저항기는 항상 전류가 흐르는 최대 저항을 갖는 반면, 분배기는 와이퍼가 분압기의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 움직일 때 출력 전압을 최대(VS)에서 접지 (전기)(0볼트)까지 변화시킬 수 있다는 것이다. 그러나 항상 소량의 접촉 저항이 존재한다.
또한, 부하 저항은 종종 알려져 있지 않으므로 단순히 가변 저항기를 부하와 직렬로 연결하면 부하에 따라 무시할 수 있는 효과를 갖거나 과도한 효과를 가질 수 있다.
분압기 고장
노화는 저항 트랙과 와이퍼가 회전할 때 간헐적인 접촉을 유발할 수 있다. 볼륨 조절에 사용될 때 이는 지직거리는 소리를 발생시킨다.
분압기 더 읽어보기
Contactless potentiometer; The AS5600 is an easy to program magnetic rotary position sensor with a high-resolution 12-bit analog or PWM output. This contactless system measures the absolute angle of a diametric magnetized on-axis magnet. This AS5600 is designed for contactless potentiometer applications; (AS5600)
일사계
일사계(pyranometer, 어원:  그리스어  πῦρ (pyr) '불' 및  ἄνω (ano) '위, 하늘')는 평면에서 태양 복사조도를 측정하는 데 사용되는 방사계의 일종으로, 0.3μm에서 3μm까지의 파장 범위 내에서 위쪽 반구에서 오는 태양 복사 플럭스 밀도(W/m2)를 측정하도록 설계되었다.
일반적인 일사계는 작동에 전력이 필요하지 않다. 그러나 최근 기술 개발에는 (낮은) 외부 전력이 필요한 일사계에 전자 장치를 사용하는 것이 포함된다(열 플럭스 센서 참조).
일사계 설명
지구 표면에 도달하는 태양 복사 스펙트럼은 약 300nm에서 2800nm까지 파장이 확장된다. 사용되는 일사계의 유형에 따라 스펙트럼 감도 정도가 다른 복사조도 측정이 얻어진다.
복사조도를 측정하려면 정의상 "빔" 방사에 대한 반응이 입사각의 코사인에 따라 달라져야 한다. 이렇게 하면 태양 복사가 센서에 수직으로 부딪힐 때(표면에 수직, 태양 정점, 입사각 0°) 완전한 반응을 보이고, 태양이 지평선에 있을 때(입사각 90°, 천정각 90°)는 반응이 없으며, 입사각 60°에서는 0.5의 반응을 보인다. 따라서 일사계는 이상적인 코사인 특성에 최대한 가까운 소위 "방향 반응" 또는 "코사인 반응"을 가져야 한다.
일사계 유형
ISO 9060에 명시된 정의에 따라 세 가지 유형의 일사계를 식별할 수 있으며, 두 가지 다른 기술로 분류된다: 열전퇴 기술과 실리콘 반도체 기술.
스펙트럼 반응으로 알려진 빛 감도는 일사계의 유형에 따라 달라진다. 위 그림은 태양 복사 스펙트럼과 관련하여 세 가지 유형의 일사계의 스펙트럼 반응을 보여준다. 태양 복사 스펙트럼은 정오에 해수면에서 A.M. (대기 질량) = 1.5일 때 지구 표면에 도달하는 햇빛의 스펙트럼을 나타낸다.
위도와 고도는 이 스펙트럼에 영향을 미친다. 이 스펙트럼은 또한 연무질과 오염에 의해서도 영향을 받는다.
열전퇴 일사계(또는 열전 일사계)는 180° 시야각에서 넓은 대역의 태양 복사 플럭스 밀도를 측정하도록 설계된 열전퇴 기반 센서이다. 따라서 열전퇴 일사계는 일반적으로 300nm에서 2800nm까지의 넓은 대역을 주로 평평한 스펙트럼 감도(스펙트럼 반응 그래프 참조)로 측정한다. 1세대 열전퇴 일사계는 센서의 활성 부분이 검은색과 흰색 섹터로 균등하게 나뉘어 있었다. 조사량은 태양에 노출된 검은색 섹터의 온도와 태양에 노출되지 않은 흰색 섹터, 즉 그늘진 섹터의 온도 간의 차동 측정으로부터 계산되었다.
일사계 유형
모든 열전퇴 기술에서 조사량은 태양 노출 영역의 온도와 그림자 영역의 온도 차이에 비례한다.
적절한 방향 및 스펙트럼 특성을 얻기 위해 열전퇴 일사계는 다음 주요 구성 요소로 구성된다:
유리 돔. 300에서 2,800나노미터(2,800나노미터 이상 부분 차단)까지의 스펙트럼 응답을 제한하는 동시에 180° 시야각을 유지한다. 또한 대류로부터 열전퇴 센서를 보호한다. 많은, 그러나 전부는 아닌, 1등급 및 2등급 표준 일사계(열전퇴 일사계의 ISO 9060 분류 참조)는 추가적인 "복사 차폐"로 두 번째 유리 돔을 포함하여 동일 제조업체의 일부 단일 돔 모델에 비해 센서와 내부 돔 사이의 더 나은 열 평형을 이룬다. 이러한 경우 두 번째 돔을 갖는 효과는 기기 오프셋의 강력한 감소이다. 낮은 제로 오프셋(+/ - 1 W/m2)을 가진 클래스 A, 단일 돔 모델도 사용할 수 있다.
일사계 유형
현대 열전퇴 일사계에서 열전퇴의 활성(고온) 접합부는 검은색 코팅 표면 아래에 위치하며 검은색 코팅에서 흡수된 복사에 의해 가열된다. 열전퇴의 수동(저온) 접합부는 태양 복사로부터 완전히 보호되며 방열판 역할을 하는 일사계 하우징과 열 접촉을 이룬다. 이는 그늘에서 온도를 측정할 때 황변이나 부패로 인한 변화를 방지하여 태양 복사조도 측정의 정확성을 저해하는 것을 막는다.
열전퇴는 검은색 코팅 표면과 기기 하우징 간의 온도 차이에 비례하는 작은 전압을 생성한다. 이는 W/m2당 약 10 μV(마이크로볼트)이므로, 화창한 날에는 출력이 약 10 mV(밀리볼트)가 된다. 각 일사계는 신호 교정을 위한 전자 장치를 갖추지 않는 한 고유한 감도를 가진다.
열전퇴 일사계는 기상학, 기후학, 기후 변화 연구, 건축 공학 물리, 태양광 발전 시스템, 태양광 발전소 모니터링에 자주 사용된다.
일사계 유형
태양 에너지 산업은 2017년 표준인 IEC 61724-1:2017에 따라 태양광 발전소의 규모와 범주에 따라 사용해야 할 일사계의 유형과 수를 정의했다. 이 표준은 성능 비율 계산의 정확도를 높이기 위해 열전퇴 일사계를 수평으로(GHI, Global Horizontal Irradiation) 설치하고, 태양광 일사계를 PV 모듈 평면(POA, Plane Of Array)에 설치할 것을 권장한다.
일사계로 측정된 데이터(수평 또는 평면 내)를 사용하려면 원시 측정 데이터의 품질 평가(QA)가 필요하다. 이는 일사계 측정이 일반적으로 환경 유발 오류뿐만 아니라 다음과 같은 취급 및 부주의 오류로 인해 발생하기 때문이다.
일사계 유형
위의 각 문제는 측정된 시계열에서 특정 패턴으로 나타난다. 이 덕분에 문제를 식별하고, 오류가 있는 기록을 표시하며, 데이터 세트에서 제외할 수 있다. 데이터 QA에 사용되는 방법은 패턴을 식별하기 위해 전문가에게 의존하는 수동 방식이거나 알고리즘이 작업을 수행하는 자동 방식일 수 있다. 많은 패턴이 복잡하고 쉽게 설명되지 않으며 특정 컨텍스트를 요구하므로 수동 QA가 매우 일반적이다. QA를 수행하려면 적절한 도구를 갖춘 전문 소프트웨어가 필요하다.
일사계 유형
QA 절차 후, 남아있는 '정리된' 데이터 세트는 측정 현장의 태양 복사조도를 기기 측정 불확실성 범위 내에서 반영한다. '정리된' 측정 데이터 세트는 위성 기반 태양 복사조도 모델의 데이터로 선택적으로 향상될 수 있다. 이 데이터는 일사계로 측정된 데이터보다 훨씬 더 긴 기간(일반적으로 수십 년 전) 동안 전 세계적으로 사용할 수 있다. 위성 모델 데이터는 일사계로 측정된 데이터와 상관 관계를 가지거나(또는 현장에 맞게 조정) 특정 현장에 대해 정확하고 정의된 불확실성을 가진 장기간의 데이터 세트를 생성할 수 있다. 이러한 데이터는 신뢰할 수 있는 태양 에너지 자원 연구를 수행하거나 태양 잠재력 지도를 생성하는 데 사용될 수 있다.
일사계 유형
운영 중인 PV 발전소의 모니터링을 위해 일사계는 특정 시간 또는 특정 기간 동안 사용 가능한 태양 복사조도를 검증하는 데 필수적인 역할을 한다. 날씨 변동성, 이중성, 그리고 현대 태양광 발전소(100MWp 이상)의 공간적 규모로 인해 PV 발전소의 각 섹션에 정확한 태양 복사조도를 제공하기 위해 여러 일사계가 설치된다. 예를 들어 IEC 61724-1:2017 국제 표준은 100MWp PV 발전소에 최소 4개의 Class A 열전퇴 일사계를 항상 설치할 것을 요구한다.
QA 처리된 태양광 측정값은 자산 상태 모니터링 또는 생산된 에너지(청구) 또는 자산 관리(예: O&M)와 관련된 다양한 계약 시나리오에서 사용되는 지표인 성능 비율*과 같은 핵심 성과 지표(KPI)를 도출하는 데 사용될 수 있다. 이 계산에서 특정 기간 동안의 평면 내 복사조도 측정 합계는 정규화된 생산 PV 전력과 비교되는 결정 요인으로 사용된다. 특히 운영 중인 발전소에서 신뢰할 수 있는 평면 내 측정값을 얻기 어렵기 때문에, 오래된 성능 비율 측정값 대신 에너지 성능 지수가 점점 더 많이 사용되고 있다.
일사계 유형
일부 보조 표준 일사계는 센서에 이슬, 서리 또는 눈이 쌓여 발생하는 측정 오류를 줄이기 위해 설계된 통합 돔 가열 시스템을 갖추고 있다. 이러한 가열 메커니즘은 춥거나 습한 환경에서 돔 표면의 광학적 선명도를 유지하여 중단 없는 정확한 태양 복사조도 판독값을 보장한다. 예를 들어 EKO 인스트루먼트의 MS-80SH 모델은 ISO 9060:2018 Class A 표준을 준수하는 이러한 가열 시스템을 통합하고 있으며, 서리 관련 간섭이 흔한 고위도 또는 고산 지역에서 사용된다.
ISO 9060에서 광전 일사계라고도 알려진 광다이오드 기반 일사계는 400 nm에서 1100 nm 사이의 태양 스펙트럼 부분을 감지할 수 있다. 광다이오드는 광전 효과 덕분에 앞서 언급된 태양 스펙트럼 주파수를 고속으로 전류로 변환한다. 이 변환은 온도의 영향을 받으며, 온도 상승에 따라 전류가 증가한다 (약 0.1% • °C).
일사계 유형
광다이오드 기반 일사계는 하우징 돔, 광다이오드, 디퓨저 또는 광학 필터로 구성된다. 광다이오드는 작은 표면적을 가지며 센서 역할을 한다. 광다이오드에 의해 생성된 전류는 복사조도에 비례한다; 트랜스임피던스 증폭기와 같은 출력 회로는 광전류에 직접 비례하는 전압을 생성한다. 출력은 일반적으로 밀리볼트 단위이며, 열전퇴형 일사계와 같은 크기이다.
광다이오드 기반 일사계는 가시 태양 스펙트럼의 복사조도 양 또는 UV, IR 또는 PAR(광합성 유효방사)와 같은 특정 부분의 양을 계산해야 하는 곳에 사용된다. 이는 특정 스펙트럼 응답을 가진 다이오드를 사용하여 이루어진다.
광다이오드 기반 일사계는 사진, 영화 및 조명 기술에 사용되는 노출계의 핵심이다. 때로는 태양광 발전 시스템의 모듈 근처에 설치되기도 한다.
2000년대 태양광 발전 시스템의 확산과 함께 개발된 태양광 일사계는 광다이오드 일사계의 진화형이다. 이는 전지와 태양광 모듈의 전력을 측정할 때 단일 기준 태양광 전지의 필요성에 부응했다. 특히, 각 전지와 모듈은 각 제조업체에 의해 플래시 테스트를 통해 테스트되며, 열전퇴 일사계는 적절한 응답 속도나 전지와 동일한 스펙트럼 응답을 가지고 있지 않다. 이는 전력 측정 시 명확한 불일치를 초래하며, 이를 정량화해야 한다. 기술 문서에서 이 일사계는 "기준 전지"라고도 불린다.
센서의 활성 부분은 거의 단락 상태로 작동하는 태양광 전지로 구성된다. 따라서 생성된 전류는 350 nm에서 1150 nm 범위에서 전지에 도달하는 태양 복사조도에 직접 비례한다. 언급된 범위의 빛 복사조도를 받을 때 광기전력 효과의 결과로 전류를 생성한다. 그 감도는 평탄하지 않지만 실리콘 태양광 전지의 감도와 동일하다. 스펙트럼 응답 그래프를 참조하라.
태양광 일사계는 본질적으로 다음 부분으로 조립된다:
광다이오드 및 태양광 전지와 같은 실리콘 센서는 온도에 따라 출력을 변경한다. 최신 모델에서는 전자 장치가 온도에 따라 신호를 보상하여 태양 복사조도 값에서 온도의 영향을 제거한다. 여러 모델 내에서 케이스는 신호 증폭 및 신호 조절을 위한 보드를 수용한다.
태양광 일사계는 태양 시뮬레이터와 태양광 발전 시스템과 함께 태양광 모듈의 유효 전력 및 시스템 성능을 계산하는 데 사용된다. 태양광 일사계의 스펙트럼 응답이 태양광 모듈의 스펙트럼 응답과 유사하기 때문에 태양광 발전 시스템의 오작동에 대한 예비 진단에도 사용될 수 있다.
기준 PV 전지 또는 태양 복사조도 센서는 모듈 온도 센서, 주변 온도 센서, 풍속 센서, 풍향 센서, 상대 습도 연결을 보장하는 최대 5개의 입력과 데이터 로거에 직접 연결되는 단 하나의 Modbus RTU 출력을 가질 수 있다. 이 조합을 "기상 관측소"라고 부르며 태양광 발전소 모니터링에 적합하다. 이 기능은 열전퇴 일사계와 기준 전지 태양 복사조도 센서의 주요 차이점 중 하나이다.
일사계 표준화 및 교정
열전퇴형 및 태양광 일사계 모두 표준에 따라 제조된다.
열전퇴 일사계는 세계기상기구(WMO)가 채택한 ISO 9060 표준을 따른다. 이 표준은 세 가지 등급을 구분한다.
2018년 최신 ISO 9060 버전은 Class A가 최고 성능이며 Class B 및 Class C가 그 뒤를 잇는 분류를 사용하는 반면, 1990년 구 ISO 9060 표준은 "보조 표준", "1등급" 및 "2등급"과 같은 모호한 용어를 사용했다.
등급의 차이는 센서의 여러 특성(응답 시간, 열 오프셋, 온도 의존성, 방향 오차, 비안정성, 비선형성, 스펙트럼 선택성 및 기울기 응답) 때문이다. 이들은 모두 ISO 9060에 정의되어 있다. 센서가 특정 범주로 분류되려면 이러한 특성에 대한 모든 최소 요구 사항을 충족해야 한다.
일사계 표준화 및 교정
'빠른 응답'과 '스펙트럼 평탄'은 ISO 9060:2018에 포함된 두 가지 하위 분류이다. 이들은 센서를 더욱 구별하고 분류하는 데 도움이 된다. '빠른 응답' 분류를 얻으려면 판독값의 95%에 대한 응답 시간이 0.5초 미만이어야 하며, '스펙트럼 평탄'은 0.35~1.5 μm 스펙트럼 범위에서 스펙트럼 선택성이 3% 미만인 센서에 적용될 수 있다. 대부분의 Class A 일사계는 '스펙트럼 평탄'이지만, '빠른 응답' 하위 분류의 센서는 훨씬 드물다. 대부분의 Class A 일사계는 5초 이상의 응답 시간을 갖는다.
교정은 일반적으로 세계복사기준(WRR)을 절대 기준으로 삼아 이루어진다. 이는 스위스 다보스의 PMOD에서 유지 관리된다. 세계복사기준 외에도 ISO-Cal North America와 같은 민간 연구소는 이러한 고유한 교정에 대한 인정을 받았다. Class A 일사계의 경우, 교정은 ASTM G167, ISO 9847 또는 ISO 9846에 따라 이루어진다. Class B 및 Class C 일사계는 일반적으로 ASTM E824 및 ISO 9847에 따라 교정된다.
태양광 일사계는 1차 기준 샘플의 경우 IEC 60904-4에 따라, 2차 기준 샘플 및 판매용 기기의 경우 IEC 60904-2에 따라 표준화 및 교정된다.
두 표준 모두에서 각 추적성 체인은 세계복사기준(WRR)에 의한 공동 복사계 그룹으로 알려진 1차 표준으로 시작한다.
일사계 신호 조절
이러한 일사계의 자연 출력 값은 일반적으로 수십 밀리볼트(mV)를 초과하지 않는다. 이는 "약한" 신호로 간주되며, 특히 케이블이 수십 미터에 걸쳐 있거나 태양광 발전 시스템에 있는 경우 전자파장애에 취약하다. 따라서 이러한 센서에는 종종 신호 조절 전자 장치가 장착되어 4-20mA 또는 0-1V의 출력을 제공한다.
또 다른 해결책은 중대형 태양광 발전소의 전자기 간섭에 적합한 RS-485를 통한 모드버스와 같이 잡음에 대한 더 큰 내성을 의미하거나, 센서가 저전력 기상 관측소의 일부인 경우 SDI-12 출력을 의미한다. 장착된 전자 장치는 종종 시스템의 스카다에 쉽게 통합되도록 돕는다.
교정 기록, 일련 번호와 같은 추가 정보도 센서의 전자 장치에 저장할 수 있다.
직달일사계
직달일사계(pyrheliometer)는 직접적인 태양 복사조도를 측정할 수 있는 기기이다. 햇빛은 창문을 통해 기기로 들어와 열을 전기 신호로 변환하는 열전퇴로 향하며, 이 신호는 기록될 수 있다. 신호 전압은 제곱미터당 와트를 측정하기 위한 공식을 통해 변환된다.