디지털 광전 자동 시준기(Autocollimator) DAQ 시스템 | PCIe-5516 기반 CI/AI 동기 측정 솔루션

응용 배경

현대 산업 측정 및 제어 분야에서, 디지털 광전 자동 시준기(Digital Photoelectric Autocollimator) 는 고정밀 측정 도구로서 각종 정밀 장비의 정렬(Alignment) 및 캘리브레이션(Calibration) 에 광범위하게 적용됩니다.

이러한 계측기는 일반적으로 고정밀 면적 어레이(Area Array) 또는 라인 어레이(Line Array) 검출기를 사용하여, 응용 소프트웨어를 통해 컴퓨터 모니터에 광학 표적의 실상(True Image)을 직관적으로 관찰합니다.

이러한 첨단 기술을 활용하여 고객은:

• 생산 효율 향상
• 제품 품질 향상
• 더 정확한 캘리브레이션 달성

본 솔루션은 다음 분야에 직접 활용됩니다.

• 공작기계 정밀 정렬
• 반도체 노광기/Stage 캘리브레이션
• 광학 부품 검사
• 각도 측정 (직각도, 평탄도)
• 위성 광학 페이로드 정렬
• 3축 회전 테이블 캘리브레이션

---

도전 과제

본 사례에서 고객이 직면한 디지털 광전 자동 시준기의 핵심 도전은 다음과 같습니다.

1. 광 프리즘(Optical Prism) 정밀 제어

• 계측기 내부 광 프리즘의 정밀 이동 제어 필요
• 광 프리즘은 서보(Servo) 로 제어
• CO(Counter Output) 로 지정된 펄스 신호 출력 필요
• 이동 변위가 설정된 범위 내에 있도록 보장

2. 빠른 광전 신호 수집

• 자동 시준기 이동 시 포락선 정현파(Envelope Sine Wave) 신호 출력
• 주파수: 10 kHz
• 수집 카드로 현재 신호 캡처 필요

3. CI/AI 동기 수집

• CI(Counter Input) 와 AI(Analog Input) 의 동기 필요
• 데이터 수집 모듈의 성능에 매우 높은 요구
• 이동 위치 ↔ 신호 측정의 정확한 정합 필수

---

솔루션

JYTEK은 PCIe-5516 다기능 데이터 수집 모듈을 채용하여 위 도전을 해결했습니다.

시스템 구성

 

 

핵심 특장점

1. 고정밀 + 고분해능

• PCIe-5516: 150 ppm 정확도, 18비트 분해능
• 미세 광학 신호 정밀 캡처

2. AI + CI 동기 수집

• 정현파 신호(AI)와 위치 정보(CI)의 하드웨어 레벨 동기
• 광 프리즘 이동과 신호 측정의 시계열 일치
• 측정 과정의 정밀성·안정성 보장

3. 펄스 출력으로 서보 제어

• CO(Counter Output)로 지정 펄스 신호 생성
• 서보 모터 정밀 구동
• 별도 컨트롤러 불필요 (단일 모듈에 모든 기능 통합)

4. 10 kHz 정현파 신호 캡처

• 2 MS/s 샘플링으로 10 kHz 신호 충분히 커버 (200배 오버샘플링)
• 포락선 정확 추출

5. 단일 모듈 솔루션

• AI + CI + CO 한 보드에서 처리
• 시스템 통합도 향상
• 비용 + 공간 절감

---

사용 제품

하드웨어

PCIe-5516 — 다기능 데이터 수집 모듈

• 정확도: 150 ppm
• 분해능: 18비트
• 채널: 16채널
• 샘플링: 2 MS/s
• AI + AO + DIO + Counter 통합

소프트웨어

SeeSharp® — C# 기반 오픈소스 측정 제어 플랫폼

• 별도 라이선스 비용 없음
• 신호 처리 라이브러리 (정현파 분석, 포락선 검출)
• 사용자 인터페이스 빌드 자유

---

적용 가능 분야

본 솔루션은 다음과 같은 정밀 광학·계측에 활용됩니다.

• 디지털 광전 자동 시준기 시스템
• 공작기계 정밀 정렬
• 반도체 노광기/Stage 캘리브레이션
• 광학 부품 검사
• 광학 정렬(Alignment) 시험
• 각도 측정 (직각도, 평탄도, 평행도)
• 위성 광학 페이로드 정렬
• 3축 회전 테이블 캘리브레이션
• 서보 모션 + 신호 측정 동기 응용
• 고정밀 위치 결정 시스템
• 광학 검사 장비 R&D

---

왜 JYTEK 인가?

1. SeeSharp® 측정 제어 플랫폼
C# 기반 강력하고 사용하기 쉬운 개발 환경

2. 검증된 제품 신뢰성
장기간 시장 검증을 거친 안정적인 성능

3. POC(Proof of Concept) 서비스
도입 전 무상 검증으로 사양 적합성 사전 확인

4. 고정밀도
까다로운 광학 계측 정밀도·신뢰성 요구 충족

5. 비용 효율성
기존 고가 장비 대비 우수한 성능 + 합리적 가격

6. 빠른 납기
프로젝트 일정 보장

7. 한국 직접 기술지원
제이와이텍코리아 엔지니어가 현장 대응 + 빠른 응답

---

결과

JYTEK PCIe-5516 데이터 수집 모듈 + SeeSharp® 측정 제어 소프트웨어 조합으로, 디지털 광전 자동 시준기 응용에 정밀하고 효율적인 솔루션을 제공했습니다.

• ✅ 고정밀 측정 요구 충족
• ✅ 고샘플링 속도 + 고분해능
• ✅ 광 프리즘 이동의 정밀 제어
• ✅ 광전 신호의 빠른 수집
• ✅ CI/AI 하드웨어 동기 구현

본 사례는 JYTEK이 정밀 광학 계측, 산업 캘리브레이션, 모션-측정 동기 응용에 통합된 단일 모듈 솔루션을 제공한다는 것을 보여줍니다. 광학·정밀 계측 R&D, 측량 장비 제조에 직접 활용 가능합니다.