https://blog.naver.com/herojelly/221037431677
[작성자:] 이대원
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PSD 선형 광학 센서
sensor handbook 참조
여기서 P는 Position Sensitive Detector(PSD) 센서에서 두 끝단의 전류 비율을 나타내는 **비례 지표 (position ratio)**입니다. 구체적으로는, 센서의 양쪽 전극에서 검출되는 전류 ( I_A )와 ( I_B )의 비로 정의되며, 수식으로는
[ P = \frac{I_A}{I_B} = \frac{D}{x} – 1 ]
라고 표현됩니다.
이 식에서
- ( I_A )는 센서 왼쪽(또는 한 쪽) 전극에서 검출되는 전류,
- ( I_B )는 오른쪽(또는 반대쪽) 전극에서 검출되는 전류,
- ( D )는 PSD의 전체 길이(또는 기준 길이), 그리고
- ( x )는 빛이 센서 상에서 떨어진 기준점(보통 한쪽 끝)으로부터의 거리를 나타냅니다.
즉, P는 센서 위에 떨어진 빛의 위치에 따라 두 전극으로 흐르는 전류의 분포가 어떻게 변화하는지를 수치로 표현한 것으로, 이를 이용하여 빛의 정확한 입사 지점 ( x )를 계산할 수 있습니다. 예를 들어, ( P )의 값이 클수록 빛이 한쪽 끝에 더 가까이 떨어졌음을 나타내며, 반대로 ( P )가 작으면 다른 쪽 끝에 가깝다는 것을 의미합니다.
이러한 방식으로, PSD는 비접촉 방식으로 빛의 위치를 아주 정밀하게 측정할 수 있으며, 이때 P라는 비율 값이 핵심적인 역할을 하게 됩니다.
이외에도 PSD에 관련된 추가 원리나 보정(calibration) 과정, 혹은 응용 사례에 대해 더 궁금한 점이 있으시면 말씀해 주세요!
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Wheatstone bridge, null balance
재작성된 문장
브리지 회로에서 Z1/Z2 = Z3/Z4 조건이 만족되어야 균형 상태가 된다. 감도는 Z1과 Z2가 같을 때 가장 높아진다. 만약 Z1을 센서로 사용하고 Z2를 고정 저항으로 사용한다면, Z1의 변화량에 따라 Z2도 함께 변해야 하지만 Z2는 고정되어 변하지 않는다. 따라서 null balance 회로는 Z1과 Z2를 같게 만들어 주기 위해 사용된다. 이를 위해 피드백을 통해 Z2를 Z1의 값에 맞추어 변화시키거나, 반대로 Z1을 조정하여 Z2와 같게 만드는 방법을 사용한다.
핵심 정리
- 균형 조건: (Z_1/Z_2 = Z_3/Z_4)
- 감도 최대: (Z_1 = Z_2)일 때
- 문제점: Z1은 센서라 변하지만, Z2는 고정 저항이라 변하지 않음
- 해결책: null balance 회로로 Z1과 Z2를 같게 맞춤
- 방법: 피드백으로 Z2를 Z1에 맞추거나, Z1을 조정하여 Z2와 같게 함
혹시 이 내용을 **브리지 회로(예: 휘스톤 브리지)**의 실제 예시로 수식과 함께 풀어줄까?
