스트레인 게이지는 기본적인 센싱 디바이스로, 압력, 로드, 토크 센서를 포함하는 변환기의 다양한 유형의 구성요소로서 기능을 하며, 광범위한 구조 데스트와 모니터링 어플리케이션에 사용된다. 비록 스트레인 게이지는 주변에서 흔히 볼 수 있지만, 신뢰할 만한 데이터의 획득과 조건화를 위해 사용할 때에는 가장 다루기 어려운 센서 종류 중 하나이다.

스트레인 게이지 측정은 금속 포일 길이의 미세한 변화를 감지해 이루어지는데, 이는 표면에 걸쳐 있는 응력²이 보통 5mm보다 작기 때문이다. 신호 조절 문제, 전기 노이즈, 온도 변화, 그리고 부적절한 검정( 檢定 , calibration)³을 포함한 몇 가지 요소들은 스트레인 게이지 측정에 영향을 줄 수 있다. 왜냐하면, 압력, 로드 그리고 토크 센서는 일반적으로 풀 브리지 스트레인 게이지 구성에 기반하는데, 이 것들 또한 이런 여러가지 요소들의 영향을 받기 때문이다. 다음에 나오는 것들 을 잘 참고하여 브리지 기반 측정에 있어 정확성을 높이고 에러에 대한 손실을 보상을 해보자.

풀 브리지 센서를 사용하지 않는다면, 반드시 브리지를 기준 저항기를 사용해 완료해야 한다. 그러므로, 브리지 기반 센서를 위한 신호 조절기는 일반적으로 두 개의 고 정밀 기준 저항기로 구성된 하프 브리지 완료 네트워크를 제공해야 한다. 두 저항기가 얼마나 잘 매칭 하였는지는 완료 저항기(completion resistor)⁴의 공칭 저항 보다 더 중요하다. 이상적인 것은 저항기의 매칭이 잘 이루어지고, 측정 채널의 마이너스 입력 리드선에 VEX/2의 안정적인 기준 전압을 제공하는 것이다. 완료 저항기의 높은 저항은 여기 전압⁵에서의 전류 드로우를 최소화 하는 데 도움이 된다. 그러나, 너무 큰 완료 저항기를 사용하는 것은 바이아스⁶ 전류 때문에 노이즈나 에러를 증가 시킬 수도 있다.

브리지 기반 센서는 브리지에 전력을 공급하기 위해 지속적인 전압이 필요하다. 브리지 신호 조절기는 일반적으로 전압 소스를 포함하고 있다. 일반적으로는 산업 표준 전압 레벨이 인정되고 있지 않으나, 여기 전압은 3V~10V가 가장 일반적으로 통용되고 있다. 비록 높은 여기 전압은 비례적으로 높은 출력 전압을 생성하지만, 발열로 인한 큰 에러를 초래하기도 한다. 이와 유사하게 불안정한 여기 소스 때문에 발생하는 작은 변동은 측정의 정확성에 영향을 미칠 수 있다. 다음 세션에는 발열과 불안정한 여기 소스로부터 발생하는 에러 결과의 영향을 최소화 하기 위한 방법이 소개 되어있다.

스트레인 게이지의 출력은 비교적 작다. 예를 들어, 스트레인 게이지의 가장 큰 출력은 10mV/V, 또는 여기 전압 볼트당 출력의 10밀리볼트 미만이다. 10V 여기는 출력 신호가 100mV이다. 그러므로, 브리지 기반 센서를 위한 신호 조절기는 보통 신호 레벨을 신장시키고, 측정 해상도를 높이며, 신호 대 노이즈 비율을 증가 시키기 위한 증폭기를 포함하고 있다.

로드, 압력 그리고 토크 센서는 여기 필요조건에 따라 낮은 레벨에서부터 높은 레벨의 전압을 출력할 수 있다. 낮은 레벨 센서는 일반적으로 측정 디바이스와 출력 밀리볼트 신호에 의해 구동된다. 높은 레벨 센서(또는 조건부 센서)는 구동되기 위해서, 그리고 ±5 V, ±10 V, or 4–20 mA 신호를 출력하기 위해서 더 높은 외부의 동력원을 을 필요로 한다.

최적의 여기 레벨을 선택하는 것은 강한 신호 대 노이즈 비율과 발열의 영향을 최소화 하는 것 사이의 균형을 이루는 것이다. 이상적으로는 높은 여기 전압 레벨이 선호 된다. 왜냐하면 스트레인 레벨의 출력 전압 변화는 여기 전압으로의 직접 비율을 증가 시키기 때문이다. 이 것 때문에, 스트레인 게이지 브리지에서 생성되는 작은 전압을 더 쉽고 정확하게 측정할 수 있다. 특히 노이즈 환경에서 길고, 노이즈에 민감한 와이어가 사용되는 곳에서 더 효과적이다. 그러나 포일 게이지는 근본적으로 전기에 저항력 있는 디바이스로, 높은 여기 레벨은 발열을 필히 발생시키고, 이는 다양한 부정적 영향을 초래 하기도 한다. 발열은 브리지 저항과 민감성 그리고 스트레인의 전송 접착 능력을 변화 시킨다. 스트레인 게이지는 드물게 초과된 여기 전압에 의해 손상을 입는다. 일반적인 결과는 게이지 실패 대신 성능 저하로 나타난다.

많은 다른 요소들이 이상적인 여기 레벨에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 브리지 여기 전압 레벨을 특별한 크기와 유형으로 표준화 할 수가 없다. 일반적으로, 요소 레벨을 낮춤으로써 발열을 줄일 수 있지만, 최적 요소 전압이 실험적인 과정에 의한 최고의 결정이 된다. 로드를 적용하지 않고, 요소 레벨이 점차 증가하는 동안 채널의 제로 포인트를 시험해야 한다. 제로 리딩에서 불안정성을 확인했다면, 반드시 안정성을 되 찾을 때까지 요소를 낮추어야 한다. 이 실험은 측정이 이루어지는 온도 보다 높은 고온에서 이루어져야 한다. 리드 와이어를 적절하게 차폐 시키고, 센서 가까이 측정 디바이스를 위치 시킴으로써 노이즈 환경에서도 낮은 요소레벨을 사용할 수 있다. 실험 환경 설정에 따라, 시스템의 위치에 최고의 유연성을 줄 수 있는 요소로부터 분배된 측정 하드웨어를 고려해야 한다.

스트레인 게이지 그리드 영역: 더 향상된 열 방출을 위한 더 큰 표면 영역(활성 게이지 길이 x 활성 그리드 폭)과 함께 스트레인 게이지 선택을 통해 발열을 줄일 수 있다.

스트레인 게이지 공칭 저항: 120 Ω 아닌 350 Ω 같은 높은 저항 게이지는 단위 면적당 전력을 감소시켜 가능한 더 높은 여기 전압을 만들어 방출한다. 장착면의 히트싱크(heat sink)⁸ 등록: 구리나 알루미늄 같이 높은 열전도 금속은 스트레인 게이지로부터 열을 빼내는 최고의 히트싱크이다. 반면 스테인레스나 티타늄 같이 열전도율이 낮은 금속은 좋지 않은 히트싱크이다. 플라스틱에 관한 스트레인 측정은 특별한 주의사항을 요한다. 대부분의 플라스틱은 히트싱크보다는 절연재로서 사용된다. 그래서, 심각한 발열 영향을 피하기위해서 여기의 극도로 낮은 값이 요구된다. 이러한 필러는 열전도성을 향상시킬 수 있기 때문에 플라스틱은 분말 또는 섬유형태의 무기충전재와 함께 로드 된다.

설치와 와이어 기술: 만약 게이지가 설치 도중 손상을 입게 된다면, 만약 땜납 탭이 땜납 열 때문에 부분적으로 떨어진다면, 또는 만약 어떤 불연속성이 접착라인에 형성될 경우, 높은 여기 레벨은 심각한 문제를 만들 수 있다. 모든 스트레인 게이지 작업에서 지속적인 운영을 하기 위한 적절한 기술이 필요하다. 그러나 특별히 높은 여기 조건 아래에 있어야 한다.

브리지 기반 측정의 정확성은 여기 소스의 안정성과 직접적으로 비례한다. 여기 소스의 변화는 브리지 출력 측정에 변화를 야기할 수 있다. 그 결과, 작은 여기 소스 변화는 스트레인의 그릇된 해석으로 해석될 수 있다. 두 가지 방법은 불안정하고 부정확한 여기 소스를 피해 갈 수 있도록 도와 준다. 사용자는 소프트웨어의 데이터를 스케일링하는 경우의 변동을 보상하기위해, 실제로는 소스에 의해 공급되는 전압을 측정 하거나, 여기 소스에 대한 ADC에 의해 수행되는 측정값을 참조 할 수 있다.



비율측정 접근은 연속적으로 여기 전압과 하드웨어에서 직접 측정을 스케일링함으로써 여기 전압의 정확도에 따라 제거한다. 여기 전압은 지속적으로 모듈의 정밀 회로에 의해 감지되고 ADC의 기준 입력을 유도하기위해 사용된다. Figure8에서 보았듯이 이것을 시행하는 것은, 브리지 출력 전압과 여기 전압의 비율로, 모듈은 데이터를 리턴 시킨다. 이 방법은 지속적이고 자동적으로 여기 전압의 정확성에 대한 에러를 수정한다.

긴 리드 와이어와 작은 게이지 와이어(브리지 컴플리션 와이어 보다 뛰어난 저항성을 나타내는)는 스트레인 게이지 측정에서 에러의 중요한 소스가 될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 와이어 연결 스트레인 게이지에서 각 와이어의 길이는 15m이고, 리드 저항 RL은 1Ω과 같다고 가정해보자. 옵셋(offset)⁹ 에러를 더하고, 브리지 출력의 민감성을 줄여 리드 저항 2Ω을 브리지 암에 더 했다. 사용자는 리드 저항 RL의 측정 에러를 보상하고 스트레인 계산에서 이를 설명할 수 있다. 그러나, 더 어려운 문제는 온도 변화 때문에 발생하는 리드 저항 속 변화로부터 일어난다. 구리 리드 와이어의 온도 계수는 일반적으로 게이지의 온도 계수보다 두 배 큰 계수차수를 나타낸다. 그러므로, 온도의 작은 변화는 몇 몇 마이크로 스트레인의 측정 에러를 발생 시킨다.

3개의 와이어 연결을 사용하면 다양한 리드와이어 저항 효과를 제거할 수 있다. 그 이유는, 리드 저항은 브리지의 가까운 레그(legs)에 영향을 미치기 때문이다. Figure9에서 보듯이, 리드 와이어 저항 RL2를 바꾼 것은, 브리지 레그 R3과 RG 비율에 아무런 영향을 미치지 못 한다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 저항에 있어 온도 변화로 인해 발생하는 어떤 변화도 서로를 그리고 브리지 유지 균형을 취소할 수 없다.

만약 스트레인 게이지 회로가 신호 조절기와 여기 소스와 멀리 떨어져 있다면, 오류에 인한 또다른 가능한 소스는 여기 전압을 브리지로 연결하는 긴 리드 와이어에서 나타나는 저항에 의한 전압 강하이다. 이는 처음 의도했던 감지 요소를 통해 구성된 것보다 낮은 여기 전압이 전송된 결과이다. 몇 몇의 신호 조절기는 에러를 보상하는 원격 감지의 특성을 포함하고 있다. 원격 감지 피드백과 함께, Figure10에서 보듯이 사용자는 추가적인 센스 와이어를 여기 전압 와이어와 브리지 회로가 연결된 곳에 연결할 수 있다. 추가 센서 와이어는 증폭기 리드 로스(lead loss)와 브리지에 필요한 전압의 송전을 보상하라는 증폭기의 부정적인 피드백을 통해 여기 공급을 규제한다.



대안 원격 감지 방식은 브리지를 통해 전달되는 실제 여기 전압을 직접 측정하기위해 별도의 측정 채널을 사용하는 것이다. 왜냐하면 측정 채널 리드는 매우 작은 전류만 흐르고, 리드 저항은 측정에 무시해도 좋을 정도의 영향을 미치기 때문이다. 그리고 나서 사용자는 측정 여기 전압을 리드 로스를 보상하기위해 스트레인으로 전환하는 데에 사용할 수 있다.

스트레인 게이지와 브리지 기반 센서는 종종 전자 노이즈 환경에 노출된다. 신호 노이즈 비율(signal-to-noise, SNR)은 신호 증폭에서 노이즈 증폭의 비율을 나타낸 것이다. 일반적으로 큰 SNR은 작은 노이즈 측정의 결과로 나타나는데, 이는 전반적으로 더 낳은 해상도을 가능하게 한다. 스트레인에서 읽혀지는 노이즈는 특별히 골칫거리가 될 수 있는데, 왜냐하면 매우 작은 신호이기 때문이다. 사용자는 노이즈가 나타나기 전에 신호의 전반적인 증폭을 증가함으로써, 또는 노이즈의 증폭을 줄임으로써 SNR을 증가 시킬 수 있다.

외부 소스로부터 나타나는 노이즈는 세부적인 주파수를 동반한다. 그렇기 때문에 만약 노이즈의 주파수가 예측 가능하고, 관심 신호의 대역폭을 간섭하지 않는다면 사용자는 특정 소프트웨어를 사용해서 이를 필터링 시킬 수 있다. 가장 흔한 노이즈는 파워라인 간섭인데, 이는 50Hz 또는 60Hz의 측정 범위에서 확인 할 수 있다.

리드와이어 길이를 줄이고 TP(twisted pairs)나 매칭된 신호 와이어를 사용. 만약 스트레인 게이지의 리드 와이어의 길이를 줄이는 것이 가능하고 어떤 잠재적 노이즈 소스로부터 멀리 유지 할 수 있다면 그렇게 하는 것이 좋다. TP와 매칭된 신호 와이어를 사용하는 것은 대부분의 환경이에서 노이즈가 동일한 리드로 나타나게끔 하는데 도움이 된다.

적절한 차폐기술의 활용. 측정 디바이스(COM 또는 EX-가 될 수 있다. 이는 사용자 디바이스 문서를 뜻하는 것이다)의 기준에 실드를 연결하고, 오직 케이블의 끝 한 부분에만 연결했는지 확인 해라.

신호의 증폭 증가. 스트레인 측정과 함께, 사용자는 더 민감한 스트레인 게이지 또는 증가하는 여기 전압 증폭을 선택함으로써 이를 실현 할 수 있다. 만약 사용자가 이를 너무 높여 놓았다면, 여기 전압 증폭이 증가할 것이고, 스트레인 게이지에서의 발열 에러는 큰 여기와 함께 이룬 SNR 이익보다 훨씬 클 것이기 때문이다.

다이나믹 레인지(Dynamic range)10. 다이나믹 레인지는 측정 디바이스의 최대 입력 영역에 관련된 노이즈 레벨을 뜻하며, 이는 종종 데시벨(dB)에 명시되어 있다. 예를 들어, 106dB 스퓨리어스¹¹ 프리 다이나믹 레인지(SFDR) 측정 디바이지는 최대 입력 영역의 약 0.0005% 노이즈 레벨과 같다. 이는 디바이스 자체가 아주 작은 추가적인 노이즈의 원인이 된다는 것을 의미한다.

동상분 배제비(Common-mode rejection ratio, CMRR)¹². 외부원인의 노이즈는 모든 와이어에서 자주 똑 같이 발생하기 때문에, 고 동상분 배제비는 이런 노이즈의 높은 비율을 배제한다.

원격 센스. 원격 센스를 사용하는 경우, 사용자는 원격 센스 노이즈를 보상하기 때문에 데이터를 샘플링 할 때 여기 케이블에 수행되는 모든 소음을 상쇄 시킬 수 있다.

안티알리아스 필터. 안티알리아스 필터는 저주파에서 알리아스 되는 고주파 노이즈를 방지한다. 이 특징은 디바이스의 전체적 노이즈 퍼포먼스를 향상시킬 뿐만 아니라, 특정 주파수 필터 또는 주파수 영역의 소프트웨어 필터를 효과적으로 사용할 수 있게 해준다.

사용자가 처음으로 브리지를 설치 할 때, 스트레인을 적용하지 않았다면 아마도 제로 전압을 읽을 수가 없을 것이다. 브리지 암과 리드 저항 그리고 초기변형률 설치 조건 사이 저항에 약간의 차이는 “0”이 아닌 초기 전압 옵셋을 생성한다.

소프트웨어 보상. 이 방법으로 사용자는 스트레인 입력을 적용하기 전에 초기 측정을 할 수 있고, 계속되는 측정에서 초기 전압 옵셋 보상을 위해 스트레인 변환 방정식을 사용 할 수 있다. 이 간단하고 빠른 방법은 수동 조정이 필요 없다. 이 소프트웨어 보상 방법의 단점은 사용자가 브리지 옵셋을 제거 할 수 없다는 것이다. 만약 옵셋이 충분히 크다면, 출력 전압에 적용할 수 있는 증폭기 이익을 제한 할 수 있다. 그러므로 측정의 다이나믹 레이지를 제한한다.

옵셋 영점(Offset-nulling) 회로. 두 번째 균형 방법은 조절 가능한 저항(포펜셔미터, Potentiometer)¹³을 제로 브리지의 출력을 물리적으로 조정하는 데 사용 하는 것이다. 지속적으로 변화하는 포펜셔미터의 저항에 따라, 사용자는 브리지 출력의 레벨을 조절할 수 있고, 초기 출력을 제로 볼트로 설정할 수 있다.

버퍼 옵셋 영정(Buffered offset nulling). 세 번째 방법은, 소프트웨어 보상 방법과 마찬가지로, 브리지에 직접적으로 영향을 주지 않는다. 영점 회로는 플러스 마이너스 상관없이 적용가능한 DC 전압을 초기 브리지 옵셋을 보상하기위해 계측 증폭기의 출력에 추가한다. 하드웨어 영점 방법을 결정할 때에는 측정 디바이스에서 제공하는 설명서를 참고해라.

사용자는 스트레인 게이지 측정 시스템의 출력을 미리 결정하거나 계산된 기계적 입력과 함께 측정된 스트레인을 비교하여 확인할 수 있다. 그런 다음, 사용자는 계산되고 측정된 스트레인 사이에 차이가 있다면 이를 적용 이익 계수 또는 보정 계수로서 각 각의 측정을 위해 이용할 수 있다. 이를 분류기 검정(shunt calibration)이라고 하고, 이는 브리지에서 센싱 암의 변화하는 저항을 통해 스트레인의 입력을 시뮬레이션 한다. Figure 12에서 보듯이 사용자는 전환 하거나, 브리지 한 쪽 암에 병렬로 알려진 값의 큰 저항을 저항에서의 알려진 변화를 생성하는데 연결하여 이를 완료할 수 있다. 왜냐하면 분류기 저항 값이 알려져 있기 때문에, 사용자는 기계적 스트레인 반응 값에서 저항의 전압 강하를 계산할 수 있다. 그리고 사용자는 브리지의 출력을 측정하고 이를 예상 전압 값과 비교하여 전체 측정에서 얻은 에러 값을 교정할 수 있다.

사용자가 측정가능한 전압을 획득 했을 때, 이를 파운드(Ib)나 psi와 같은 실제 활용할 수 있는 단위로 변환 시켜야 한다. 다음과 같은 방법으로 센서 측정에 의한 전기 값을 물리적 현상으로 스케일링 할 수 있다.

Two-Point 리니어: 두 쌍의 전기 값과 해당 물리 값을 사용하여 선형 방정식의 기울기와 y절편을 계산할 수 있다. 그리고 사용자는 이 방정식을 전기 값을 기울기와 y절편을 계산하기위한 규정된 값의 범위를 벗어나는 측정 물리적 값으로 스케일링하는 데 사용할 수 있다.

테이블: 전자 값의 설정과 해당 물리 값을 제공한다. 측정 하드웨어와 함께 운영되는 소프트웨어는 전자 값과 물리 값 사이에서 반드시 선형 스케일링이 가능해야 한다. 입력 제한 범위는 반드시 최소값과 최대값 사이에 있어야 한다.

다항식(Polynomial): 다항 방정식의 포워드 계수와 리버스 계수를 제공한다. 소프트웨어는 그런 다음 전기 값을 물리 값으로 스케일링 하는 방정식으로 사용된다. 만약 오직 다른 방법만 알고 있다면, 계수의 한 세트를 계산 할 수 있는 소프트웨어를 찾아 보아라.

센서 제조사로부터 받는 데이터 시트나 검정 확인서에는 전자 값과 물리 값 또는 스케일링을 위한 다항 방정식 테이블이 포함되어 있다. 만약 센서를 위한 다항 방정식 또는 테이블이 없다면 Two-Point 리너어 스케일링을 사용해라. 전기 값과 물리 값의 한 쌍으로는 센서의 정격 출력과 센서 용량을 사용해라. 다른 전기 값과 물리 값을 위해서는 “0”를 사용해라. 예를 들어, 출력이 0-5V 신호 또는 4-20 Ma 전류인 조건 압력 센서가 있다고 가정해 보자. 0V와 4Ma 둘 모두 “0” 압력 측정에서 대응한다. 유사하게, 5V와 20Ma는 최대 스케일 능력 또는 변환기가 측정할 수 있는 최대 압력에 대응한다.

앞 세션에서 논의 되었듯이, 로드 셀, 압력, 토크 센서와 같은 브리지 기반 변환기는 센서 데이터 시트로부터 엔지니어링 단위 속 센서의 적절한 출력 전압까지 몇 가지의 입력이 필요하다. 전통적인 측정 시스템을 설치하고 설정할 때, 사용자는 반드시 중요한 센서 매개 변수를 직접 입력해야 했다. 지금은 IEEE1451.4 또는 TEDS(Transduce Electronic Data Sheet)와 같은 스마트 센서와 액츄에이터를 통해 설정 시간을 대폭 줄일 수 있다. 이 센서들은 제조사, 모델, 최대 스케일링 영역, 그리고 민감도와 같은 핵심 데이터를 센서 내부나 센서 케이블의 EEPROM에 저장 할 수 있다. 센서의 설정 정보와 함께, TEDS 호환 계측은 센서와 계획에 따른 설정과 직접적으로 커뮤니케이션을 할 수 있다. TEDS 호환 소프트웨어는 또한 센서 제조사나 검정 실험실이 제공한 다항식 기능기능부터 자동적으로 스케일링을 할 수도 있다. IEEE1451.4 표준과 TEDS 스마트 센서가 어떻게 작동하는 지를 알고 싶다면, 이 시리즈 마지막 TEDS 세션을 참고하기 바란다.

아주 작은 전압 레벨이 포함되어 있기 때문에 노이즈를 줄이고 해상도을 높이는 것은 스트레인 게이지와 비조건적 브리지 센서로부터 정확한 측정을 하기 위해 매우 중요하다. 적절한 측정 디바이스를 선택하는 것은 브리지 측정의 통합성을 크게 향상 시킬 수 있다. 더욱이 게인과 여기 레벨에서, 다이나믹 레인지, 여기 센싱, 그리고 비율 척도 아키텍쳐와 함께 측정 디바이스를 고려해야 한다. 그리고 만약 사용자가 시스템에 있는 노이즈를 줄이고자 하는 단계로 나간다면, 사용자는 여기 레벨에서 발열 에러를 줄이고 브리지 센서 신호의 정확성을 향상 시킬 수 있다. 그리고 사용자는 리드 와이어 저항의 스트레인 게이지 변화의 물리적 특성과 측정 시스템의 불완전성 보상에서의 변화를 처리하기 위해서 스트레인 게이지를 주기적으로 보정해야 한다.

스트레인 게이지¹: 금속 등 재질의 신축량을 전기 저항 등으로 변환하도록 한 미소 변위 검출 센서. 재질은 응력에 따라서 변형하는데, 이일그러짐은 일반적으로 미소하다. 이것을 스트레인 앰프와의 조합에 의해 원래 길이의 100만분의 1까지 검출할 수 있는 것이 특징이다. 피측정재 표면에 접착하여 임프와 접속하여 사용한다.

응력(應力, Stress)²: 물체에 외력이 작용하였을 때, 그 외력에 저항하여 물체의 형태를 그대로 유지하려고하는 즉, 물체내에 생기는 내력을 말하며 이를 변형력(變形力)이라고도 한다.

검정( 檢定 , calibration)³: 건조실에서 실제 조건을 반영하기 위해 제어 또는 기록장비를 조절하는 행위. 흔히 온도센서, I/P 변환기(transducer), P/I 변환기에 적용하고 있음.

완료 저항기(completion resistor)⁴ : A resistor, typically a precision resistor, that completes a bridge measurement system and across which a voltage drop is measured.

여기 전압(excitation voltage , 勵起電壓)⁵ : 원자 또는 분자를 구성하는 바깥쪽에 있는 전자는 외부로부터의 자극, 예컨대 입자의 충돌 또는 방사 흡수등에 의해서 높은 에너지 준위(準位)로 전이한다. 이것을 여기상태라고 한다 일반적으로 원자 또는 분자가 여기하기 때문에 흡수해야 될 일정 에너지에 해당하는 전자 볼트의 값을 여기 전압이라고 한다.

바이아스(bias)⁶ : 전자관이나 트랜지스터의 동작 기준점을 정하기 위하여 신호전극 등에 가하는 전압 또는 전류이다.

여기 [Excitation, 勵起]⁷: 전자가 기저 상태(ground state)에서 에너지가 높은 준위(여기 상태＝들뜬 상태)로 옮아가는 현상

히트싱크(heat sink)⁸: 전자(電子) 부품이나 소자(素子)로부터 열을 흡수하여 외부로 방산시키기 위한 구조를 말하며, 냉각용 방열기를 뜻한다.

옵셋(offset)⁹ : 제어계에서, 소망하는 출력상태와 실제 출력상태의 차이의 정상 값. 잔류 편차라고도 한다.

다이나믹 레인지(Dynamic range)¹⁰: 허용출력 왜곡으로 제한된 최대신호 진폭과 잡음·드리프트가 허용되는 최소신호 진폭의 비로서 증폭기가 유효하게 작동하는 진폭범위를 뜻하는 것이다. 다이내믹 영역이라고도 한다.

스퓨리어스¹¹: 송신기가 발사하는 전파 중에서 규정의 주파수 대역 이외의 주파수 성분을 스퓨리어스라 한다.

동상분 배제비(Common-mode rejection ratio, CMRR)¹²: 증폭기, 기타 장치가 정규 모드의 입력신호에 대하여서는 정상으로 동작하면서 동상 모드의 입력신호에 대하여서는 이것을 제거하여 출력단에 발생시키지 않는 능력을 말한다.

포펜셔미터, Potentiometer¹³: 직선변위와 회전변위를 전기저항의 변화로 바꾸는 가변저항기



원문 : NATIONAL INSTRUMENT IN WHITE PAPER
번역 : 박대희 선임연구원
편집 : 김수진 선임연구원