호랑사과
기초전자회로 및 실험 2주차 본문
멀티미터 동작 원리
멀티미터는 전류, 전압, 저항 등의 전기적인 물리량을 측정할 수 있는 다기능의 계측기를 말합니다. 크게 아날로그 멀티미터와 디지털 멀티미터로 나눌 수 있습니다.
멀티미터는 전류계와 전압계 그리고 저항계가 합친 측정기기라고 할 수 있습니다. 각각의 원리를 알아보겠습니다.
전류계의 원리는 다음과 같습니다. 전류계 내부에는 코일이 들어 있고 그 코일의 양쪽에는 자석의 N극과 S극이 마주 보고 있습니다. 코일에 전류가 흐르면 자석에 의한 자기장 때문에 코일이 힘을 받아 회전을 합니다. 따라서 코일에 붙어 있는 바늘도 함께 회전하게 됩니다. 이 원리는 전류계에도 적용되는 원리입니다.
저항계의 원리는 측정하는 저항에 일정한 전압을 가하고 흐르는 전류를 (1)전류계로 재어 눈금을 옴으로 환산해 놓은 형과, (2)가동(可動)코일 형 비율계를 사용해서 저항에 가해지는 전압과 전류의 비를 직접 읽는 형 등이 있습니다.
기본 측정소자로서 검류계(galvanometer)가 있으므로 직류에만 동작할 수 있도록 되어 있습니다. 그래서 교류전압 측정 시에는 다이오드(diode)를 써서 교류를 직류로 만들어 측정하게끔 되어 있습니다.
디지털 멀티미터는 기본적인 구조와 기능은 아날로그형과 같지만 감지된 전압이나 전류, 저항이 A/D Converter의 입력으로 받아 디지털 출력을 Display Panel에 표시한다는 것이 차이점입니다..
오실로스코프 동작 원리
오실로스코프는 전자장비를 보수하거나 디자인할 때 필요한 필수적인 계측기로 전기적 신호를 화면상에 나타내 주는 장치입니다. 시간의 변화에 따라 신호들의 크기가 어떻게 변화하고 있는지 나타내 주는데 이 오실로스코프도 아날로그형과 디지털형으로 나눌 수 있습니다. 아날로그형은 인가된 전압에 비례하여 빔을 위 아래로 편향시켜 화면에 파형을 주사하기 때문에 곧바로 파형을 볼 수 있게 되어있습니다. 즉, 시간, 전압, 휘도의 3요소를 조합을 시켜 파형을 나타냅니다.
브라운관 안에 있는 수평 편향판에는 전자빔을 수평방향으로 편향 시키는 톱니파(소인신호)가 인가됩니다. 반면에 수직 편향판에는 측정하려는 신호가 인가되며, 전자빔은 측정하려는 신호의 크기(진폭) 변화에 따라 수직으로 편향됩니다. 이런 동작이 합성이 되어 화면상에 파형이 나오는 것입니다. 톱니파의 주파수를 높이면, 수평방향의 스캔속도가 빨라져서 더 높은 주파수의 신호를 측정할 수 있게 됩니다.
DC 파워 서플라이 동작원리
다른 말로 직류전원공급장치입니다. 회로에 직류전원을 공급하기 위한 장치입니다. 아날로그형과 디지털형이 있는데 디지털형이 변압기를 사용하지 않아 아날로그형에 비해 가볍고 더 정밀하게 전원을 공급할 수 있습니다.
널리 쓰이는 220V는 교류(AC)전류인데 이것을 직류(DC)로 바꾸면서 전압 크기를 변경시킬 수 있다. OCP (Over Voltage Protection), OVP (Over Current Protection)이라는 안전장치가 있습니다. 원리는 다음과 같습니다.
(a) 교류가 매번 위 아래로 파동을 일으키기 때문에 잡음 신호를 발생시킵니다. 이것이 그 잡음을 잡아줍니다.
(b) 정류부의 정류회로를 거치면 교류의 (+)극성 전류만 걸러냅니다. 이 전류를 ‘맥류’라고 합니다. 다음에 평활 회로를 통과하는데 일정한 전압 이상이 들어오면, 기준 이상으로 들어오는 전하를 충전시키고, 그 이하로 전압이 들어오면 충전시켜 뒀던 전하를 방전시키는 방법으로 항상 일정한 전압을 유지시켜 주는 ‘정류 콘덴서’를 이용하여, 이 맥류를 일정한 전압에 비슷하게 만들어줍니다. 마지막으로 정전압 다이오드와 트랜지스터로 이루어진 정전압 회로를 거쳐서 안정적이고 일정한 직류를 만들게 됩니다.
(c) 정류부를 통과한 직류를 사용자가 필요로 하는 전압의 양으로 조절하는 과정입니다.
(d) 최종적으로 한 번 더 필터링을 해서 출력을 합니다.
저항기에 대한 조사
저항기는 전류의 흐름을 방해하는 성질을 가진 소자입니다. 저항기는 크게 고정저항, 가변저항으로 나눌 수 있습니다.
고정저항에서 제작방식, 재료에 따라 탄소피막 저항, 금속피막 저항, 권선 저항 등으로 나누어집니다. 탄소피막 저항은 벤젠 등 탄화 수소를 원재료로 하여 열분해, 석출하여 얻은 탄소 피막을 저항체로 쓴 것입니다. 가격이 싸서 많이 사용되지만 오차가 크고 잡음이 심하다는 것이 단점입니다. 금속피막 저항은 유리나 세라믹의 기판에 니크롬 등의 금속 박막을 입혀서 만든 저항입니다. 권선 저항과 비슷한 성능으로 오차가 적어 정밀한 저항값을 사용할 수 있고 고저항값을 만들 수 있습니다. 그러나 탄소피막 저항에 비해 가격이 비쌉니다. 권선 저항은 Ni-Cr계, Cu-Ni계, Cu-Mn계의 합금으로 제작된 가느다란 선을 자기 혹은 합성 수지에 감은 저항기입니다. 다른 저항기에 비해 잡음이 적고 온도 계수 또한 작습니다. 정밀한 저항 값을 사용할 수 있으나 고저항 값으로 만들기 불가능하고 고주파 회로용으로는 적합하지가 않습니다.
저항기의 저항 값을 읽는 방법은 위의 표와 같습니다. 예를 들면 색 띠가 ‘파,회,갈,은’이면 ‘68×101옴 ±10%’ 으로 읽을 수 있습니다. 정밀저항일 경우 색 띠가 5개가 있습니다.
출처 : http://ahmdo.blog.me/40062583122 (DC 파워 서플라이 이론), 위키백과, 네이버 지식백과