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ALPS ALPINE, 업계 최소형, 고선형성, 우수한 내충격성을 가진 포스 센서

ALPS ALPINE 포스 센서는 Si 반도체 소자를 사용한 피에조 저항 방식을 채용하고 있으며, MEMS 공정으로 만든 피에조 저항 소자를 사용하여 하중(포스)을 검출하고 있다. 신제품 HSFPAR007A는 업계 최소 사이즈※를 실현하고 있으며, 스타일러스 펜 등의 입력 디바이스나 로봇 팔의 집게 부위의 가압 밸런스 조정 등 다양한 용도로 사용하실 수 있다.

포스 센서의 검출 원리

피에조 저항 방식과 피에조 저항 효과를 이용한 검출 방식으로 이것은 반도체 결정(Si)에 기계적인 뒤틀림이 가해지면 내부 에너지 구조의 변화에 따라 전자의 이동량이 바뀌어 전기 저항이 변화하는 현상이다. 아래 그림과 같이 피에조 저항 소자에 걸리는 뒤틀림의 방향에 따라 전기 저항이 변한다.

그림처럼 하중이 가해지면 다이어프램이 휘어지며, 피에조 저항 소자도 왜곡되어, 출력 전압이 변화한다. 또한 크기를 최소화하기 위해, 집적회로 없이 아날로그 출력으로 하고 있다. ALPS ALPINE 포스 센서는 가늘고 작은 스타일러스 펜의 펜촉에도 들어갈 수 있도록 업계 최소 사이즈를 실현하고 있다.

고선형성

피에조 저항 방식의 포스 센서는 다른 방식에 비해 높은 선형성을 실현할 수 있으나 같은 피에조 저항 방식의 타사 제품과 비교해도 ALPS ALPINE의 포스 센서는 선형성이 우수하다.

당사 HSFPAR004A/HSFPAR007A는 2% FS 이하를 실현하고 있다. 아울러 히스테리시스에도 우수하다는 것을 알 수 있다.

※ FS=Full Span(0~8N의 출력 변동량)

고감도

ALPS ALPINE 포스 센서는 1g(≒0.01N) 레벨의 미소한 응력도 감지할 수 있다. 이러한 성능에 의해 스타일러스 펜의 필압을 감지하여 붓놀림의 매끄러움과 재현성 등의 점에서 부드러운 감촉을 실현할 수 있다. 또한, 제로 스트로크 레벨(0.01N)의 작은 응력에서 검출할 수 있기 때문에 정밀기계를 취급하는 산업용 기기에 사용도 가능하다.

고신뢰성

사용 하중 범위(~8N)에서 100만 회의 작동 수명을 보장하고 있다. 이외에 신제품 HSFPAR004A/HSFPAR007A는 최대 정격 하중이 기존 제품 대비 30~40% 증가하여 최대 55N의 하중에도 견딜 수 있다. 또한, 200N까지 견딜 수 있는 모듈(FPC 접속 타입) HSFPAR303A도 갖추고 있다.

애플리케이션
• 로봇 팔 집게 부위에서의 가압 밸런스 조정
• 2족 보행 로봇의 발바닥에 탑재하여 하중을 감지하여 밸런스를 조정 
• 스타일러스 펜 등의 각종 입력 디바이스의 필압 감지

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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