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압전 유니몰프 진동자를 이용한 진동형 시료 자력계

한국자기학회지, Volume 29, Number 4, 31 Aug 2019, Pages 134-138
신광호 * (경성대학교 정보통신공학과)
Abstract
본 연구에서는 압전 유니몰프 액츄에이터의 진동을 이용하는 진동형시료자력계를 제안한다. 압전 세라믹의 진동을 이용함으로써 진동형시료자력계의 높은 감도와 소형화를 동시에 얻을 수 있었다. 측정 감도를 높이기 위해서, FEM 구조 해석을 통하여 최적의 주파수를 확인하였다. 교류 전압을 압전체에 인가하였을 때 아크릴로 구성된 캔티레버가 진동하며, 캔티레버의 끝부분에 장착되는 시료에 균일한 진동을 인가할 수 있었다. 감도에 직접적으로 영향을 미치는 최대 진동폭은 160 Hz에서 ~1.6 mm이었다. 제안된 진동형시료자력계는, 기존의 장치에 비하여 매우 작은 크기임에서 불구하고(30 ×25×25 cm3), 큰 진동폭에 의해서 ~2 × 10−5
emu의 우수한 측정 분해능을 보였다.

A vibrating sample magnetometer with a unimorph piezoelectric actuator as vibrating mechanism is proposed in this paper. By adopting a piezoelectric vibrating mechanism, we could achieve both high sensitivity and small-sizing of VSM. To enhance the sensitivity, the optimal vibrating frequency was investigated by a set of FEM structural analysis. When an alternating voltage was applied to the unimorph piezoelectric actuator, the acryl cantilever is vibrated transversely. At the end of the cantilever, on which a magnetic specimen was attached, the maximum vibration amplitude was ~1.6 mm at 160 Hz. The proposed VSM showed high
resolution ~2 × 10−5 emu due to an extremely large vibrating amplitude, even if it has an extremely small size (30 × 25 × 25 cm3) compare with conventional VSMs.
 
Keywords: 압전 유니몰프 액츄에이터; 진동형시료자력계; 소형화; piezoelectric unimorph actuator; vibrating sample magnetometer; small-sizing
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.4.134