컨텐츠 메뉴
● 임피던스 소개
>> 임피던스 유형
>> 신호 손실 및 감쇠
>> 왜곡 및 소음 간섭
>> 임피던스 매칭 기술
>> 일치하는 네트워크
>> 변압기
>> 버퍼 증폭기
>> 활성 필터
>> 저항 네트워크
>> 주파수 스윕
>> 진폭 스윕
>> 시간 도메인 측정
● 정전 적으로 결합 된 전기 임피던스 단층 촬영 센서
>> 실험 설정
>> 작동 매개 변수
● 결론
● FAQ
>> 1. 센서 신호에 대한 높은 출력 임피던스의 영향은 무엇입니까?
>> 2. 임피던스 매칭은 센서 성능을 어떻게 향상 시키는가?
>> 3. 임피던스 매칭을위한 일반적인 기술은 무엇입니까?
>> 4. 센서 최적화에 임피던스 측정이 중요한 이유는 무엇입니까?
● 인용 :
임피던스는 센서의 성능에 중요한 역할을하며 전자 시스템 내에서 신호가 전송되고 수신되는 방식에 영향을 미칩니다. 센서 통합을 최적화하고 정확한 측정을 보장하는 데 임피던스를 이해하는 것이 필수적입니다. 이 기사는 임피던스의 개념, 유형 및 그것이 어떻게 영향을 미치는지를 조사합니다. 센서 성능 .신호 전송, 노이즈 간섭 및 임피던스 매칭 기술을 포함한
임피던스는 AC 회로의 전류 흐름에 대한 총 반대의 척도이며, 저항 및 리액턴스 구성 요소를 모두 포함합니다. 센서의 맥락에서, 임피던스는 수신 장치 또는 시스템의 하중 임피던스와 상호 작용하는 센서의 출력 회로의 전기 저항을 나타냅니다 [1].
1. 낮은 출력 임피던스 : 활성 전자 센서 또는 내장 증폭기가있는 센서와 같은 많은 현대 센서에는 출력 임피던스가 낮습니다. 이를 통해 신호를 더 강하게 구동하고 출력 전압 또는 전류를 상당한 손실없이 회로의 후속 단계로 전달할 수 있습니다 [1].
2. 높은 출력 임피던스 : 일부 센서, 특히 수동 센서는 높은 출력 임피던스를 가질 수 있습니다. 높은 출력 임피던스는 센서의 전류 공급 능력을 제한하여 하중에 연결될 때 더 큰 전압 감소를 초래합니다 [1].
3. 가변 출력 임피던스 : 가변 저항 또는 가변 용량 성 센서와 같은 특정 센서는 측정 된 매개 변수를 기반으로 가변 출력 임피던스를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 일부 압력 센서에서는 출력 임피던스가 다른 압력 수준으로 변할 수 있습니다 [1].
4. 복잡한 임피던스 : 일부 센서, 특히 유도 성 또는 용량 성 센서와 같은 반응성 요소를 사용하는 센서는 복잡한 임피던스를 가질 수 있습니다. 이 유형의 임피던스에는 저항 및 리액턴스 성분이 모두 포함되며, 종종 전압과 전류 사이의 위상 차이가 있습니다 [1].
센서의 출력 임피던스가 수신 장치의 입력 임피던스보다 상당히 높은 경우, 전압 분배기 효과로 인해 신호 손실이 발생할 수 있습니다. 이 불일치는 또한 신호 감쇠를 유발하여 수신기에 도달하거나 왜곡 된 신호가 발생할 수 있습니다 [1].
높은 출력 임피던스는 소스 임피던스와 수신 장치의 입력 임피던스 사이의 상호 작용으로 인해 신호 왜곡을 도입 할 수 있습니다. 또한, 높은 임피던스는 신호가 전자기장 또는 방사선과 같은 외부 소스의 노이즈 간섭에 더 취약하게 만듭니다 [1].
정확하고 신뢰할 수있는 신호 전송을 보장하려면 센서의 출력 임피던스와 최대한 수신 장치의 입력 임피던스와 일치하는 것이 중요합니다. 임피던스 매칭 기술에는 일치하는 네트워크, 변압기, 임피던스 매칭 회로, 버퍼 증폭기, 활성 필터 및 저항 네트워크 사용이 포함됩니다 [1].
L- 섹션 또는 PI- 섹션 네트워크와 같은 일치하는 네트워크를 센서와 수신 장치간에 추가 할 수 있습니다. 이 네트워크는 저항, 커패시터 및 인덕터와 같은 개별 구성 요소를 사용하여 원하는 값과 일치하도록 임피던스를 조정합니다 [1].
트랜스포머는 임피던스 레벨을 높이거나 내려가 전기 분리 및 임피던스 매칭을 제공하는 데 사용될 수 있습니다 [1].
버퍼 증폭기는 수신 장치에서 센서를 분리하고 수신 장치의 입력 임피던스와 일치하는 저출물 임피던스 소스를 제공합니다 [1].
활성 필터는 주파수 응답 및 일치 임피던스를 동시에 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 임피던스 일치 기능뿐만 아니라 게인을 제공합니다 [1].
적절한 저항 값을 선택하여 임피던스 매칭을 달성하기 위해 시리즈 및 병렬 저항 네트워크를 구성 할 수 있습니다 [1].
임피던스 측정은 감지 된 환경의 변화가 임피던스 변화로 어떻게 해석되는지 이해하는 데 중요합니다. 여기에는 감도가 가장 높은 센서의 최적 작동 주파수를 식별하는 것이 포함됩니다 [4].
일반적인 접근법은 임피던스 응답을 측정하고 Bode 또는 Nyquist 플롯에 표시하는 동안 주파수를 청소하는 것입니다. 이것은 센서가 가장 효과적으로 작동하는 주파수를 식별하는 데 도움이됩니다 [4].
프로브 전압의 진폭을 쓸어 내면 센서의 최적 작동 전압을 찾을 수 있습니다 [4].
외부 감지 환경의 단계 변화에 의해 트리거 된 임피던스 변화를 측정하면 센서의 응답 시간을 결정하는 데 도움이됩니다 [4].
용량 결합 된 전기 임피던스 단층 촬영 (EIT) 센서는 커패시턴스를 사용하여 재료 또는 조직의 임피던스 변화를 측정합니다. 이 센서는 종종 의료 영상 및 비파괴 테스트 응용 프로그램에 사용됩니다 [3].
실험 설정에서, 여기 전압이 전극 쌍에 적용되고, 결과 전류 신호는 I/V 변환기에 의해 출력 전압으로 변환된다. 이 전압 신호는 샘플링 및 처리되어 임피던스 측정을 얻습니다 [3].
전도도 센서라고도하는 비접촉식 임피던스 센서는 유량 측정 및 액체 상 분석에 사용됩니다. 그것들은 배지의 전도도의 변화로 인해 임피던스의 변화를 감지함으로써 작동한다 [2].
이 센서의 성능은 전극 폭과 모양, 감지 간격, 주파수 및 입력 신호의 진폭과 같은 작동 매개 변수의 영향을받습니다. 전극 사이의 갭 폭을 감소 시키면 감지 감도가 증가합니다 [2].
임피던스는 센서 성능에 중추적 인 역할을하며 신호 전송, 노이즈 간섭 및 전체 측정 정확도에 영향을 미칩니다. 일치하는 기술을 통한 임피던스를 이해하고 관리하는 것은 전자 시스템에서 센서 통합을 최적화하기 위해 필수적입니다. 적절한 임피던스 매칭 전략을 사용함으로써 엔지니어는 센서에서 신뢰할 수 있고 정확한 데이터 수집을 보장 할 수 있습니다.
높은 출력 임피던스는 손실, 왜곡 및 노이즈 간섭에 대한 감수성 증가를 포함한 신호 분해로 이어질 수 있습니다. 이것은 센서가 입력 임피던스가 높은 장치에 연결될 때 특히 문제가됩니다 [1].
임피던스 매칭은 센서의 출력 임피던스가 수신 장치의 입력 임피던스와 밀접하게 일치하여 신호 손실 및 왜곡을 최소화하도록합니다. 이것은 전력 전송 및 신호 무결성을 최적화합니다 [1].
일반적인 기술에는 매칭 네트워크, 변압기, 임피던스 매칭 회로, 버퍼 증폭기, 활성 필터 및 저항 네트워크 사용이 포함됩니다. 각 방법은 센서와 수신 장치 사이의 최적 일치를 달성하기 위해 임피던스를 조정합니다 [1].
임피던스 측정은 센서의 최적의 작동 주파수 및 전압을 식별하여 센서가 가장 높은 감도로 작동하도록합니다. 이것은 정확하고 신뢰할 수있는 측정을 달성하는 데 중요합니다 [4].
비접촉 임피던스 센서는 매체의 전도도의 변화로 인해 임피던스의 변화를 감지하여 작동합니다. 이들은 직접 접촉이 가능하지 않은 흐름 통과 측정 및 액체 상 분석과 같은 응용 분야에서 사용됩니다 [2].
[1] https://gebrabit.com/sensor output-impedance/
[2] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc3658714/
[3] https://www.mdpi.com/1424-8220/20/20/5787
[4] https://www.zhinst.com/fr/applications/impedance-measurement/impedance-measurement-of-sensors
[5] https://gebrabit.com/sensor-input-impedance/
[6] https://www.youtube.com/watch?v=ite6wwsuis0
[7] https://www.pcb.com/contentstore/mktgcontent/linkeddocuments/technotes/tn-32_howimpedanceinfluencesmeasurement.pdf
[8] https://www.zhinst.com/it/applications/impedance-measurement/impedance-measurement-of-sensors
[9] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s221 17156240018 4x
[10] https://www.mdpi.com/2076-3417/7/6/538
[11] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s026324122010491
[12] https://www.monolithicpower.com/en/learning/mpscholar/sensors/basics-of-sensor-operation/sensor output-types
[13] https://kirj.ee/wp-content/plugins/kirj/pub/4-2007-455-478_20230511161257.pdf
[14] https://www.mdpi.com/1424-8220/20/7/1961
[15] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s2405844024088777
[16] https://www.analog.com/high_impedance_sensors?doc=cn0363.pdf
[17] https://patents.google.com/patent/us20180095054a1/en
[18] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0925400512011744
[19] https://en.wikipedia.org/wiki/electrical_impedance
[20] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0003267025002065
[21] https://www.youtube.com/watch?v=3yclafsxyee
[22] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s26670224200007x
[23] https://www.youtube.com/watch?v=uyluodimmws
[24] https://www.arisewebguiding.com/what-are-different-types-of-tension-sensors-no-how-to-select-the-right-type
[25] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.4c10384
[26] https://www.ameteksi.com/library/product-and-application-videos/eis-and-technique-videos
[27] https://nuem.ct.utfpr.edu.br/research/sensor-technology/impedance-sensors/
[28] https://scispace.com/pdf/image-reconstruction-of-electrical-impedance-tomography-2zsfvhhody.pdf
[29] https://na.industrial.panasonic.com/video-library
[30] https://www.zhinst.com/en/blogs/what-basic-accuracy-impedance-analyzer
[31] https://gebrabit.com/learning-about-sensor-accuracy/
[32] https://www.renesas.com/en/products/automotive-products/automotive-sensors/automotive-impedance-sensors
[33] https://www.analog.com/high_impedance_sensors
