무선 센서는 내부 구성 요소를 하우징에 집적하고, 동작 시 배터리 또는 진동 발전기를 전원으로 사용하여 무선 센서 네트워크 노드를 구성합니다. 이러한 무선 센서는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 그렇다면 무선 토크 센서에는 어떤 종류가 있을까요?
무선 토크 센서의 토크 센서 노드
해당 노드는 소형 구조로 설계되어 있으며, 수지 하우징으로 패키징되어 있습니다.
각 채널에는 고정밀 120~1000Ω 브리지 저항과 증폭·신호 컨디셔닝 회로가 내장되어 있고, 브리지는 자동 밸런싱 기능을 지원합니다.
무선 토크 센서 노드의 공중 전송 속도는 최대 250KBPS, 유효 실시간 데이터 전송 속도는 4KSPS까지 도달할 수 있습니다.
실내 유효 통신 거리는 최대 100m입니다.
장기 모니터링 응용의 경우, 5분마다 한 번 토크 값을 전송하도록 설정할 수 있으며, 이 경우 배터리는 수년간 교체 없이 사용 가능하여 시스템의 무정비성을 크게 향상시킵니다.
무선 토크 센서의 진동 센서 노드
각 노드의 샘플링 속도는 최대 4kHz까지 설정 가능하며, 각 채널에는 **에일리어싱 방지용 저역통과 필터(Low-pass Filter)**가 장착되어 있습니다.
수집된 데이터는 무선으로 실시간 PC 전송이 가능하며, 동시에 노드에 내장된 2MB 데이터 저장 장치에 저장할 수도 있어 데이터의 정확성을 보장합니다.
- 실외 유효 통신 거리: 최대 300m
- 노드 소비 전류: 30mA
- 내장 충전식 배터리 사용 시 연속 측정 18시간 가능
USB 인터페이스가 있는 노드를 선택할 경우, USB를 통해 배터리 충전이 가능하며, 메모리에 저장된 데이터를 PC로 신속하게 다운로드할 수 있습니다.
무선 토크 센서의 스트레인(변형률) 센서 노드
이 노드는 PPS 플라스틱 하우징으로 패키징된 소형 구조로,
전원 모듈, 데이터 수집 및 처리 모듈, 무선 송수신 모듈로 구성되어 있습니다.
각 채널은 독립적인 고정밀 120Ω / 1000Ω 브리지 저항과 증폭·컨디셔닝 회로를 갖추고 있으며,
소프트웨어를 통해 ¼ 브리지, 반 브리지, 풀 브리지 측정 방식을 자유롭게 전환할 수 있습니다.
스트레인, 하중, 토크, 변위, 가속도, 압력, 온도 등 다양한 브리지 센서와 호환되며,
2선식 및 3선식 입력 방식을 모두 지원하고, 브리지는 자동 밸런싱 기능을 갖추고 있습니다.
또한 노드 내부의 2MB 데이터 저장 장치에 데이터를 저장할 수 있으며,
실외 유효 통신 거리는 최대 300m, 연속 측정 시간은 10시간 이상입니다.
무선 토크 센서 노드의 사용 방식
무선 토크 센서 노드는 사용이 매우 간편합니다.
센서 노드, 배터리, 스트레인 게이지를 회전축에 고정하기만 하면 회전축의 변형률을 측정하고, 이를 무선으로 실시간 전송하여 게이트웨이나 라우팅 노드에서 수신할 수 있습니다.
수집 제어 소프트웨어에 내장된 변형률–토크 변환 공식을 사용하여 토크 값을 계산할 수 있으며,
장기 모니터링 응용의 경우에는 변환 알고리즘을 노드 내부에 직접 탑재하여 토크 값을 바로 전송하는 것도 가능합니다.
무선 토크 센서의 장점
무선 토크 센서 노드는 기존의 유선 데이터 수집 장비를 반복적으로 설치해야 하는 인력·자재 비용을 크게 절감합니다.
또한 무선 디지털 신호 전송 방식을 사용함으로써 장거리 케이블 전송 및 슬립링으로 인한 노이즈 간섭을 제거할 수 있습니다.
전체 측정 시스템은 높은 측정 정확도와 우수한 내간섭성을 갖추고 있으며,
무선 센서 노드를 통해 대규모 무선 센서 네트워크 구성이 가능하고, 수천 개 측정 지점의 동시 측정도 지원합니다.