16년 3회차

밀링머신 호칭번호는 테이블의 이동거리를 기준으로 분류한다.

호칭번호는 기계가 가공할 수 있는 범위를 나타내므로, 테이블·새들 등의 이동 범위로 구분한다.

• 기계의 높이는 가공 가능 범위를 직접 나타내지 못해 호칭번호의 기준이 아니다.
• 주축모터의 크기는 동력 용량일 뿐 가공 가능 범위를 나타내지 못해 호칭번호의 기준이 아니다.
• 기계의 설치 면적은 기계 외형 크기일 뿐 가공 가능 범위를 나타내지 못해 호칭번호의 기준이 아니다.

절삭저항 3분력에 해당하지 않는 것은 절삭분력이다.

선반의 3분력은 주분력(절삭 방향), 배분력(바이트를 공작물에서 밀어내는 방향), 이송분력(이송 방향)이다. 3분력은 이 세 가지뿐이고 나머지 세 보기가 모두 여기에 해당하므로, 절삭분력은 3분력이 아니다.

나머지 보기는 3분력에 해당하는 옳은 내용이다.

• 배분력은 절삭깊이 방향으로 바이트를 밀어내는 3분력의 하나이다.
• 주분력은 절삭 진행 방향으로 작용하는 3분력의 하나이다.
• 이송분력은 바이트의 이송 방향으로 작용하는 3분력의 하나이다.

평면도 측정과 관계없는 것은 링 게이지이다.

링 게이지는 축의 바깥지름을 검사하는 한계 게이지로, 면의 평면 상태를 재는 용도가 아니다.

나머지 보기는 평면도 측정에 쓰인다.

• 수준기는 기포 위치로 면의 수평·기울어짐을 확인하는 데 쓰인다.
• 옵티컬 플랫은 간섭무늬로 평면도를 측정하는 기구이다.
• 오토콜리메이터는 반사 광선의 미소한 각도 변화로 평면도를 측정하는 데 쓰인다.

축용 한계 게이지는 스냅 게이지이다.

스냅 게이지는 통과측과 정지측의 두 입으로 축의 바깥지름이 허용 한계 안에 있는지 검사한다.

• 봉 게이지는 막대 형태로 구멍의 안지름을 검사하는 게이지이다.
• 블록 게이지는 길이 기준을 만드는 표준 게이지로, 합격·불합격을 가르는 한계 게이지가 아니다.
• 플러그 게이지는 구멍의 안지름을 검사하는 한계 게이지이다.

틀린 설명은 급속이송을 백래시 제거장치가 작동 중일 때 실시한다는 내용이다.

백래시 제거장치가 작동하는 동안 급속이송을 하면 이송 기구에 무리가 가므로, 장치를 해제하고 급속이송을 한다.

나머지 보기는 옳은 안전수칙이다.

• 공작물 측정은 주축을 정지한 뒤 한다는 설명은 회전 중 접촉 사고를 막는 옳은 수칙이다.
• 중절삭 때 공작물을 바이스에 깊숙이 물린다는 설명은 큰 절삭력에 견디도록 하는 옳은 수칙이다.
• 공작물을 바이스에 고정할 때 변형되지 않게 주의한다는 설명은 가공 정밀도를 지키는 옳은 수칙이다.

소요 시간은 약 26.7초이다.

가공 시간은 길이를 회전수와 이송의 곱으로 나눈 값에 가공 횟수를 곱해 구한다.

$T=\dfrac{L}{n f}\times 2=\dfrac{50}{900\times0.25}\times2\approx0.444\ \mathrm{min}$

$0.444\times60\approx26.7\ \mathrm{s}$

• 13.4초는 계산값과 다르다.
• 33.4초는 계산값과 다르다.
• 46.7초는 계산값과 다르다.

유막이 마찰면을 완전히 분리하는 정상 윤활 상태는 유체 윤활이다.

유체 윤활에서는 금속 접촉 없이 유막이 하중을 받쳐 마찰이 작고 마멸이 거의 없다.

• 경계 윤활은 유막이 얇아 마찰면이 부분적으로 접촉하는 상태이다.
• 고체 윤활은 흑연·이황화몰리브데넘 같은 고체 윤활제를 쓰는 방식이다.
• 극압 윤활은 고하중 조건에서 극압 첨가제로 마찰면에 피막을 만들어 소착을 막는 방식이다.

보링 머신의 크기 표시로 틀린 것은 보링 바이트의 크기이다.

보링 머신의 크기는 주축 지름·주축 이송거리·테이블 이동거리처럼 기계의 가공 가능 범위를 나타내는 값으로 표시한다. 바이트는 공구일 뿐 기계 크기 표시가 아니다.

• 주축의 지름은 보링 머신 크기 표시에 쓰이는 옳은 내용이다.
• 주축의 이송거리는 보링 머신 크기 표시에 쓰이는 옳은 내용이다.
• 테이블의 이동거리는 보링 머신 크기 표시에 쓰이는 옳은 내용이다.

급유 방법이 아닌 것은 진공 급유법이다.

윤활제는 강제 급유(펌프)·적하 급유(방울)·핸드 급유(손) 등으로 공급하며, 진공을 이용한 급유 방식은 쓰이지 않는다.

• 강제 급유법은 펌프로 압력을 가해 윤활제를 보내는 옳은 급유 방법이다.
• 적하 급유법은 윤활유를 방울로 떨어뜨려 공급하는 옳은 급유 방법이다.
• 핸드 급유법은 사람이 손으로 급유하는 옳은 급유 방법이다.

보통형과 유성형 방식이 있는 연삭기는 내면 연삭기이다.

보통형은 공작물과 숫돌이 각각 회전하고, 유성형은 공작물을 고정한 채 숫돌이 자전하며 공전하여 큰 공작물의 구멍 안쪽을 연삭한다.

• 나사 연삭기는 숫돌을 공작물 바깥에서 나사산에 대고 연삭하므로, 숫돌이 구멍 안에서 공전하는 유성형 방식이 필요 없다.
• 외면 연삭기는 숫돌이 공작물 바깥 원통면에 접하므로, 구멍 안에서 공전하는 유성형 방식이 필요 없다.
• 평면 연삭기는 숫돌이 평면 위를 왕복·회전하며 연삭하므로, 구멍 안에서 공전하는 유성형 방식이 필요 없다.

곧은 자루 드릴의 기준은 지름 13mm 이하이다.

지름 13mm 이하 드릴은 곧은 자루, 그보다 큰 드릴은 주축 테이퍼에 끼워 큰 토크를 전달하는 테이퍼 자루를 쓴다.

• 18mm 는 13mm 를 넘으므로 테이퍼 자루 범위이다.
• 20mm 는 13mm 를 넘으므로 테이퍼 자루 범위이다.
• 25mm 는 13mm 를 넘으므로 테이퍼 자루 범위이다.

심압대 편위량은 12mm이다.

그림에서 테이퍼부 작은 지름 $d=30$, 큰 지름 $D=50$, 테이퍼 길이 $l=140$, 공작물 전체 길이 $L=168$이다.
$X=\dfrac{L(D-d)}{2l}$

$X=\dfrac{168\times(50-30)}{2\times140}=\dfrac{3360}{280}=12$

• 10mm: $L$에 전체 길이 168 대신 테이퍼 길이 140을 넣은 값
• 6mm·8mm: 그림 치수로 계산한 12mm와 다른 값

밀링에서 공작물 고정 장치가 아닌 것은 면판이다.

면판은 선반 주축에 장착해 공작물을 붙이는 부속품이다. 밀링에서는 바이스·분할대·회전 테이블 같은 장치로 공작물을 고정한다.

• 바이스는 공작물을 물려 테이블에 고정하는 밀링의 기본 고정구이다.
• 분할대는 공작물을 지지하면서 각도 분할을 하는 밀링 부속장치이다.
• 회전 테이블은 공작물을 올려 고정하고 회전시키며 가공하는 밀링 부속장치이다.

측정값은 $M=D+2r+2r\cot\beta$이다.

그림에서 $\beta$ 선은 테이퍼 끝점에서 롤러 중심을 지나며, 테이퍼 면과 정반이 만드는 각을 이등분한다(롤러 중심은 두 접선에서 같은 거리). 정반 위 테이퍼 끝점에서 롤러 접점까지의 거리는 $\dfrac{r}{\tan\beta}=r\cot\beta$이고, 접점에서 롤러 바깥 끝까지가 다시 $r$이다.

한쪽 증가분 $r+r\cot\beta$가 좌우 양쪽에 있으므로
$M=D+2(r+r\cot\beta)=D+2r+2r\cot\beta$

• $D+r+r\cot\beta$: 한쪽 롤러분만 더해 양쪽 몫이 빠짐
• $D+r+r\tan\beta$: 한쪽분만 더하고 접점 거리도 $\tan\beta$로 잘못 씀
• $D+2r+2r\tan\beta$: 접점 거리는 $r$을 $\tan\beta$로 나눈 값인데 곱했음

창성식 기어 절삭법은 호빙 머신에서 공구와 일감에 상대운동을 주어 치형을 깎는 방법이다.

창성법은 공구와 공작물이 맞물려 돌듯 상대운동하는 과정에서 치형이 만들어지는 방식이다.

• 총형 밀링 커터로 절삭하는 방법은 치형 모양의 공구를 그대로 옮기는 성형법이다.
• 바이트를 치형에 맞추어 절삭하는 방법은 형상에 맞춘 공구로 깎는 성형법에 해당한다.
• 모형에 따라 절삭하는 방법은 모형을 따라가며 깎는 모방(형판) 방식이다.

공구를 눌러 이동시켜 표면에 소성변형을 주어 정도 높은 면을 얻는 가공은 버니싱이다.

버니싱은 절삭하지 않고 표면을 눌러 소성변형시켜 매끈하고 단단한 면을 얻는다.

• 래핑은 랩과 공작물 사이에 랩제를 넣고 비벼 미소량을 깎는 가공이다.
• 폴리싱은 연마 입자를 붙인 버프 등으로 표면을 광택 내는 가공이다.
• 슈퍼 피니싱은 미세한 숫돌을 낮은 압력으로 누르고 진동시켜 미소량을 깎는 가공이다.

가공 위치를 쉽고 정확히 결정하는 호환성 대량생산용 보조 기구는 지그이다.

지그는 공작물을 일정 위치에 고정하고 공구를 안내하여 같은 품질의 제품을 반복 생산하게 한다.

• 센터는 공작물의 양 끝을 지지하는 부속품이다.
• 바이스는 공작물을 물려 고정하는 범용 부속품으로, 가공 위치를 호환성 있게 결정하는 전용 기구가 아니다.
• 플랜지는 축·관 등을 연결하는 기계 요소로, 가공 위치 결정용 보조 기구가 아니다.

박판 구멍의 내경을 측정할 수 없는 측정기는 옵티컬 플랫이다.

옵티컬 플랫은 정밀 평면 유리판으로 간섭무늬를 보고 평면도를 재는 기구이며, 구멍 내경 측정용이 아니다.

• 투영기는 윤곽을 확대 투영해 박판 구멍의 치수를 잴 수 있다.
• 공구 현미경은 현미경으로 윤곽을 보며 박판 구멍의 치수를 잴 수 있다.
• 3차원 측정기는 프로브로 좌표를 읽어 구멍 지름을 구할 수 있다.

리밍에 대해 틀린 설명은 핸드 리머와 기계 리머의 자루가 모두 테이퍼라는 내용이다.

핸드 리머는 손으로 돌리므로 곧은 자루에 렌치를 거는 사각부가 있고, 기계 리머에는 곧은 자루와 테이퍼 자루가 모두 있다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

• 날 모양에 평행 날과 비틀림 날이 있다는 설명은 옳은 내용이다.
• 구멍 내면을 매끈하고 정밀하게 가공한다는 설명은 리밍의 정의로서 옳은 내용이다.
• 날 끝에 테이퍼를 주어 공작물에 잘 들어가게 한다는 설명은 옳은 내용이다.

나사 기호 해독으로 옳은 것은 암나사 등급 6H이다.

끝의 6H 는 대문자 H 로 나타내는 암나사의 공차 등급이다. 왼은 왼쪽 감김, 2줄은 줄 수, 3 은 피치이다.

$L=n\times p=2\times3=6\ \mathrm{mm}$

• 리드가 3mm 라는 설명은 틀리다. 3 은 피치이고 줄 수가 2 이므로 리드는 6mm 이다.
• 왼쪽 감김 1줄 나사라는 설명은 틀리다. 기호에 2줄로 표시되어 있다.
• 나사산의 수가 3개라는 설명은 틀리다. 3 은 나사산의 개수가 아니라 피치이다.

치수선 끝에 여러 획을 겹쳐 그린 별 모양 표시는 KS 치수선 끝 기호가 아니므로 해당하지 않는다.

KS 기계제도에서 치수선 끝은 화살표·검은 점·사선 중 하나로 나타낸다.

• 양 끝이 화살표인 치수선: 가장 일반적인 끝 기호
• 양 끝이 검은 점인 치수선: 좁은 곳 등에 쓰는 끝 기호
• 양 끝이 짧은 사선인 치수선: 사선 끝 기호로 인정됨

틀린 설명은 P4 가 베어링 조합 기호라는 내용이다.

P4 는 조합 기호가 아니라 정밀도 등급(4급)을 나타낸다.

나머지 보기는 옳은 해독이다.

• 60 은 베어링 계열 기호라는 설명은 옳은 내용이다.
• 12 는 안지름 번호라는 설명은 옳은 내용이다. 04 이상은 번호에 5 를 곱한 값이 안지름이다.
• C2 는 레이디얼 내부 틈새 기호라는 설명은 옳은 내용이다.

완전 나사부와 불완전 나사부의 경계는 굵은 실선으로 나타낸다.

나사 도시에서 완전 나사부의 끝을 나타내는 경계선은 굵은 실선이다.

• 가는 실선은 나사의 골 부분을 나타내는 선이다.
• 가는 파선은 가려서 보이지 않는 부분을 나타내는 숨은선이다.
• 가는 1점 쇄선은 중심선·피치선에 쓰는 선이다.

축 표면에 가는 실선으로 그은 대각선은 그 면이 평면임을 나타낸다.

그림에서 원통 축 위의 사각 부분과 오른쪽 축 끝의 위·아래 부분에 X자 대각선이 그어져 있어, 이 부분이 원통면이 아니라 평평하게 깎인 면임을 표시한다.

• 구면: 대각선이 아니라 구의 반지름 기호(SR)·구의 지름 기호(Sø)로 나타냄
• 가공하지 않음: 대각선 표시와 무관하며 표면 결 기호로 지시함
• 열처리 범위: 대각선이 아니라 굵은 1점 쇄선으로 범위를 표시함

치수공차는 0.03이다.

그림의 치수는 기준 치수 20, 위 치수 허용차 +0.02, 아래 치수 허용차 −0.01이다.
치수공차 = 위 치수 허용차 − 아래 치수 허용차
$0.02-(-0.01)=0.03$

• 0.01: 두 허용차를 그냥 더한 값
• −0.01: 아래 치수 허용차 자체이며, 공차는 음수가 될 수 없음
• 0.02: 위 치수 허용차 자체

위쪽 절반만 해칭하고 아래쪽 절반은 외형으로 그린 그림은 한쪽 단면도(반단면도)로, 나머지 세 그림(회전 도시 단면도)과 종류가 다르다.

나머지 그림은 모두 단면을 90° 회전해 그 자리나 바깥에 그린 회전 도시 단면도이다.

• 레일을 끊고 그 사이에 I자 단면을 그린 그림: 파단선 사이에 그린 회전 도시 단면
• 암의 중간에 해칭된 띠를 겹쳐 그린 그림: 도형 안에 가는 실선으로 그린 회전 도시 단면
• 훅의 굽은 부분 안과 바깥 연장선에 해칭 단면을 그린 그림: 도형 안 및 절단선 연장 위에 그린 회전 도시 단면

받침대 좌우 길이의 비는 3:7이다.

수평 평형은 모멘트 평형이다. 받침점에서 좌측 끝까지를 a, 우측 끝까지를 b 라 하면 아래와 같다.

$7\times a=3\times b$

$a:b=3:7$

• 7:3 은 계산값과 다르다.
• 7:10 은 계산값과 다르다.
• 10:7 은 계산값과 다르다.

인장응력은 약 85 이다.

인장응력은 하중을 단면적으로 나눈 값이다.

$A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{\pi\times6^2}{4}\approx28.27\ \mathrm{cm^2}$

$\sigma=\dfrac{P}{A}=\dfrac{2400}{28.27}\approx84.9\ \mathrm{kgf/cm^2}$

• 95 는 계산값과 다르다.
• 105 는 계산값과 다르다.
• 125 는 계산값과 다르다.

합성정전용량은 0.2 이다.

콘덴서를 직렬로 연결하면 역수의 합이 합성 역수가 된다.

$\dfrac{1}{C}=5\times\dfrac{1}{1}=5$

$C=0.2\ \mu\mathrm{F}$

• 0.5 는 계산값과 다르다.
• 2 는 계산값과 다르다.
• 5 는 계산값과 다르다.

사각기둥 체적에서 관통 구멍(원기둥) 체적을 빼면 약 803650$\mathrm{mm}^3$이다.

그림은 가로·세로·높이가 모두 100인 정육면체에 지름 50의 구멍이 윗면에서 밑면까지 파선 원기둥으로 뚫려 있다.
$V = 100^3 - \dfrac{\pi}{4} \times 50^2 \times 100$
$= 1000000 - 196350 = 803650$

오답 소거

• 392500: 구멍 하나(약 196350)를 뺀 값은 전체 1000000의 절반보다 훨씬 커야 하므로 맞지 않는다.
• 740300: 계산값 803650과 다르다(빼는 구멍 부피가 약 259700이 되어 지름 50 원기둥 부피와 맞지 않는다).
• 965000: 빼는 부피가 35000에 불과해 지름 50·길이 100 구멍의 부피(약 196350)와 맞지 않는다.

구멍 부피 = 원 넓이 × 높이를 빼는 것이 핵심이다.

가속도는 약 2.67 이다.

뉴턴 제2법칙에서 가속도는 힘을 질량으로 나눈 값이다.

$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{12}{4.5}\approx2.67\ \mathrm{m/s^2}$

• 3.67 은 계산값과 다르다.
• 26.7 은 계산값과 다르다.
• 36.7 은 계산값과 다르다.

구리선의 저항은 1.77Ω이다.

저항은 고유저항에 길이를 곱하고 단면적으로 나눈 값이다.

$A=10\ \mathrm{mm^2}=10\times10^{-6}\ \mathrm{m^2}$

$R=\rho\dfrac{l}{A}=1.77\times10^{-8}\times\dfrac{1000}{10\times10^{-6}}=1.77\ \Omega$

• 0.177 은 계산값과 다르다.
• 17.7 은 계산값과 다르다.
• 177 은 계산값과 다르다.

뉴턴의 운동 제2법칙은 $F=ma$ 이다.

힘은 질량과 가속도의 곱이다. 같은 질량에서 힘이 클수록 가속도가 비례해 커진다.

• $F=m/a$ 는 가속도가 커지면 힘이 작아져 법칙과 반대 관계이다.
• $F=m^2a$ 는 질량에 대해 제곱 비례여서 법칙과 다르다.
• $F=ma^2$ 는 가속도에 대해 제곱 비례여서 법칙과 다르다.

500kgf 는 SI 단위로 약 4903N이다.

1kgf 는 중력가속도 값의 9.80665N이다.

$500\times9.80665\approx4903\ \mathrm{N}$

• 390N 은 계산값과 다르다.
• 5803N 은 계산값과 다르다.
• 9801N 은 계산값과 다르다.

상당 굽힘 모멘트는 $M_e = \dfrac{1}{2}\left(M + \sqrt{M^2 + T^2}\right)$이다.

굽힘과 비틀림을 함께 받는 축에서 최대 주응력설로 구한 값으로, 굽힘 모멘트 $M$과 상당 비틀림 모멘트 $T_e = \sqrt{M^2 + T^2}$를 더해 절반으로 한다.

오답 소거

• $\sqrt{M^2 + T^2}$만 있는 식: 이것은 상당 비틀림 모멘트 $T_e$이다.
• $M + \sqrt{M^2 + T^2}$: 절반 계수가 빠져 상당 굽힘 모멘트의 두 배가 된다.
• $\dfrac{1}{2}\sqrt{M^2 + T^2}$: 굽힘 모멘트 $M$ 항이 빠져 있다.

전위차는 단위 전하가 이동할 때 한 일, 즉 일을 전하량으로 나눈 값이므로 $V=\dfrac{W}{Q}$ 로 구하며, 계산값은 2V 이다.

계산: $V=\dfrac{12}{6}=2\ \mathrm{V}$

• 1V 는 계산값과 다르다.
• 4V 는 계산값과 다르다.
• 6V 는 계산값과 다르다.

USB 는 직렬 방식의 외부 버스이므로, 병렬 버스 장치를 연결해 주는 인터페이스라는 설명이 틀린 내용이다.

USB 는 데이터를 한 비트씩 차례로 전송하며 플러그 앤 플레이와 활선 삽발을 지원한다. 나머지 보기는 USB 에 대한 옳은 내용이다.

• 플러그 앤 플레이 설치를 지원하는 외부 버스라는 설명은 USB 의 특징과 맞는 옳은 내용이다.
• 전원을 끄거나 재시작하지 않고 장치를 연결하거나 분리할 수 있다는 설명은 USB 의 활선 삽발 기능과 맞는 옳은 내용이다.
• 단일 포트로 스피커·전화·CD-ROM·스캐너 등 여러 주변 기기를 연결할 수 있다는 설명은 허브를 통한 다중 연결 특징과 맞는 옳은 내용이다.

3/2-Way 밸브의 앞 숫자는 연결구(포트) 수이므로 연결구가 3개이다. 연결구가 2개라는 설명이 틀린 내용이다.

이 밸브는 압력 포트·작업 포트·배기 포트를 갖춘 3포트 2위치 밸브이다. 나머지 보기는 옳은 내용이다.

• 정상상태 열림형이 있다는 설명은 옳다. 조작하지 않을 때 압력 포트와 작업 포트가 연결되는 형식이 있다.
• 정상상태 닫힘형이 있다는 설명은 옳다. 조작하지 않을 때 압력 포트가 막히고 작업 포트가 배기되는 형식이 있다.
• 솔레노이드 작동 스프링 복귀형이 있다는 설명은 옳다. 코일이 여자되면 전환되고 전원이 끊기면 스프링이 되돌린다.

라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}\{t^{n}\}=\dfrac{n!}{s^{n+1}}$ 에 따라 $f(t)=t^{2}$ 의 변환은 $\dfrac{2}{s^{3}}$ 이다.

$n=2$ 를 대입하면 $\dfrac{2!}{s^{3}}=\dfrac{2}{s^{3}}$ 이다.

• $\dfrac{1}{s}$ 은 단위 계단 함수의 변환이므로 이 함수의 변환값과 다르다.
• $\dfrac{1}{s^{2}}$ 은 f(t)=t 의 변환이므로 이 함수의 변환값과 다르다.
• $\dfrac{2}{s^{4}}$ 은 계산값과 다르다.

합성 전달함수는 $\dfrac{C}{R} = -1 - G_2 + G_1 G_2$이다.

그림에서 입력 R이 갈라져 $G_1$로 들어가고, 같은 R이 아래 선을 따라 첫째 합산점과 둘째 합산점에 각각 빼기(−) 부호로 들어간다.
첫째 합산점 출력: $G_1 R - R$
$G_2$ 통과 후: $G_2 (G_1 - 1) R$
둘째 합산점 출력: $C = (G_1 G_2 - G_2 - 1) R$

오답 소거

• $1 + G_1 G_2$: 둘째 합산점에서 R을 빼는 항(−1)과 첫째 합산점의 R이 $G_2$를 거친 항($-G_2$)이 반영되지 않았다.
• $-1 + G_1 + G_2$: $G_1$과 $G_2$는 직렬이라 곱이 되어야 하는데 합으로 되어 있다.
• $-1 - G_1 - G_2 G_1$: 결과에 없는 $-G_1$ 항이 있고 $G_1 G_2$의 부호도 반대이다.

피드백 루프가 아니라 앞먹임(가산) 경로이므로 경로별 신호를 더하기만 하면 된다.

열전대는 서로 다른 두 금속을 접합해 접점 온도차에 비례하는 열기전력(제벡 효과)을 발생시키므로 온도를 전압으로 변환한다.

열전대의 출력은 저항이 아니라 기전력이다. 나머지 보기는 입력량이나 출력량이 다르다.

• 광전지는 빛 에너지를 전압으로 바꾸는 소자이므로 온도 변환 소자가 아니다.
• 차동변압기는 철심의 변위를 코일의 유도 전압 차로 바꾸는 변위 센서이다.
• 측온저항체는 온도에 따라 금속의 저항값이 변하는 소자로, 출력이 전압이 아니라 저항 변화이다.

축압기(어큐뮬레이터)는 비압축성 작동유의 압력 에너지를 저장하는 유압 장치의 기기이므로 공압 장치 구성 기기로 가장 거리가 멀다. 공압에서는 압축 공기를 저장하는 공기 탱크를 쓴다.

나머지 보기는 공압 장치를 이루는 기기이다.

• 윤활기는 압축 공기 흐름에 오일 미립자를 공급해 공압 기기를 윤활하므로 공압 장치 구성 기기이다.
• 공기 압축기는 압축 공기를 만드는 공압 장치의 동력원이므로 공압 장치 구성 기기이다.
• 애프터 쿨러는 압축 직후의 뜨거운 공기를 냉각해 수분을 응축·제거하므로 공압 장치 구성 기기이다.

스트로브-애크놀리지 방식은 병렬 전송에서 데이터 유효 신호(스트로브)와 수신 확인 신호(애크놀리지)를 주고받는 핸드셰이킹 방식이므로 직렬 전송 방식이 아니다.

나머지 보기는 한 선로로 비트를 차례로 보내는 직렬 통신에서 전송 방향을 구분하는 방식이다.

• 반이중 방식은 한 선로로 양방향 전송을 하되 동시에는 하지 못하고 번갈아 하는 방식이다.
• 전이중 방식은 송신과 수신을 동시에 하는 양방향 전송 방식이다.
• 단방향 전송 방식은 정해진 한 방향으로만 전송하는 방식이다.

동기형 AC 서보 전동기는 회전자 자극 위치에 맞춰 전류를 전환해야 하므로 회전 검출기(엔코더·리졸버)가 필요하다. 검출기가 필요없다는 설명이 틀린 내용이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다. 이 전동기는 교류 전원과 영구자석 회전자를 쓰는 브러시리스 구조이다.

• 교류 전원을 사용한다는 설명은 옳다.
• 회전자에 영구자석을 사용한다는 설명은 옳다.
• 정류자 브러시가 없어 마모 부품이 적고 유지 보수가 용이하다는 설명은 옳다.

역변환 결과는 $f(t) = 2 - 4e^{-t} + 2e^{-2t}$이다.

그림의 함수 $F(s) = \dfrac{4}{s^3 + 3s^2 + 2s} = \dfrac{4}{s(s+1)(s+2)}$를 부분분수로 나눈다.
$\dfrac{4}{s(s+1)(s+2)} = \dfrac{A}{s} + \dfrac{B}{s+1} + \dfrac{C}{s+2}$
$A = \dfrac{4}{(1)(2)} = 2,\ B = \dfrac{4}{(-1)(1)} = -4,\ C = \dfrac{4}{(-2)(-1)} = 2$

오답 소거

• $2 - 4e^{-t} - 2e^{-2t}$: $e^{-2t}$ 항 계수는 +2인데 부호가 반대이다.
• $\dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{4}e^{t} + \dfrac{1}{2}e^{-t}$: 극점이 0, −1, −2이므로 $e^{t}$ 항이 나올 수 없고 $e^{-2t}$ 항이 빠져 있다.
• $\dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{4}e^{t} - \dfrac{1}{2}e^{-t}$: 같은 이유로 $e^{t}$ 항이 있을 수 없고 계수도 다르다.

분모 인수 $s+a$는 $e^{-at}$ 항으로 돌아간다.

그래프는 $y = e^{-at}$이므로 라플라스 변환은 $\dfrac{1}{s+a}$이다.

그림은 t = 0에서 값 1로 시작해 시간이 지날수록 0으로 줄어드는 지수 감쇠 곡선이다.
$\mathcal{L}[e^{-at}] = \int_0^{\infty} e^{-at} e^{-st}\,dt = \dfrac{1}{s+a}$

오답 소거

• $as$: 시간 함수의 미분에 해당하는 형태로, 지수 함수의 변환이 아니다.
• $\dfrac{a}{s}$: 크기 a인 계단 함수의 변환이다.
• $\dfrac{1}{s-a}$: 시간에 따라 커지는 $e^{at}$의 변환이다.

피크 시간은 계단 입력에 대한 출력이 최대 오버슈트에 도달하는 시간으로 시간 영역의 과도 응답 지표이므로 주파수 영역 값이 아니다.

나머지 보기는 주파수 응답에서 응답성이나 안정성을 나타내는 값이다.

• 대역폭은 주파수 응답이 일정 수준 이상으로 유지되는 범위로 응답성을 나타내는 값이다.
• 이득 여유는 위상이 반전되는 주파수에서 이득이 한계까지 얼마나 남았는지를 보여 안정도를 나타내는 값이다.
• 위상 여유는 이득이 1 이 되는 주파수에서 위상이 한계까지 얼마나 남았는지를 보여 안정도를 나타내는 값이다.

do-while 문은 조건에 따라 선택 실행하는 문이 아니라 같은 블록을 되풀이하는 반복문이므로 조건 흐름 제어문에 해당되지 않는다.

if, if-else, switch-case 는 조건 값에 따라 실행할 문장을 고르는 조건 분기문이다.

• if 문은 조건이 참일 때만 문장을 실행하는 조건문이다.
• if-else 문은 조건의 참과 거짓에 따라 두 경로 중 하나를 실행하는 조건문이다.
• switch-case 문은 변숫값에 따라 여러 경로 중 하나를 선택하는 조건문이다.

파스칼 원리에 따라 $F_2 = 5$ N이다.

그림에서 작은 피스톤 ㉠(단면적 2, 힘 1N)이 밀폐 유체에 준 압력이 큰 피스톤 ㉡(단면적 10)에 그대로 전달된다.
$P = \dfrac{F_1}{A_1} = \dfrac{1}{2} = 0.5$
$F_2 = P \times A_2 = 0.5 \times 10 = 5$

오답 소거

• 10 N: 압력이 아니라 $F_1 \times A_2$를 계산한 값으로, 단면적 $A_1$로 나누는 과정이 빠졌다.
• 20 N: 계산값 5 N의 4배로, 면적비 5와 맞지 않는다.
• 25 N: 면적비 5를 두 번 곱한 값으로, 힘은 면적비에 한 번만 비례한다.

힘은 단면적 비 $\dfrac{A_2}{A_1}$만큼 커진다.

주파수 영역 해석은 시스템에 정현파를 가했을 때 정상 상태 출력의 크기와 위상 변화를 보는 것이므로 정현파 입력을 기본으로 쓴다.

나머지 보기는 출력의 시간적 변화를 보는 시간 영역 시험 입력이다.

• 계단 입력은 입력이 갑자기 일정 값으로 바뀔 때의 시간 응답을 보는 시험 신호이다.
• 등속 입력은 일정한 비율로 증가하는 램프 입력으로 시간 응답을 보는 시험 신호이다.
• 등가속 입력은 입력이 $t^{2}$ 에 비례해 증가하는 포물선 입력으로 시간 응답을 보는 시험 신호이다.

전체 전달함수는 $G = \dfrac{G_1 G_2}{1 + G_1 G_2 (G_3 + G_4)}$이다.

그림에서 전향 경로는 $G_1$, $G_2$ 직렬이고, 출력이 갈라져 $G_3$와 $G_4$를 병렬로 지나 + + 합산점에서 더해진 뒤 입력 합산점에 − 부호로 되먹임된다.
되먹임 요소: $H = G_3 + G_4$, 부궤환이므로 $G = \dfrac{G_1 G_2}{1 + G_1 G_2 H}$

오답 소거

• $\dfrac{G_3 + G_4}{1 + G_1 G_2}$: 분자에 전향 경로가 아닌 되먹임 요소가 들어갔고 분모에 되먹임 요소가 빠졌다.
• $\dfrac{G_3 + G_4}{1 - G_1 G_2}$: 분자가 틀렸고 부궤환인데 분모 부호가 −이다.
• $\dfrac{G_1 + G_2}{1 - G_1 G_2 (G_3 + G_4)}$: 직렬 요소는 곱이어야 하는데 합이고, 분모 부호도 −이다.

비례적분 제어동작은 적분 동작이 편차를 누적해 잔류편차를 없애지만, 그 때문에 제어 결과가 진동적으로 되기 쉽다.

비례동작만으로는 잔류편차가 남으므로 이를 제거하려고 적분 동작을 더한 것이 비례적분 동작이다.

• 미분 제어동작은 편차의 변화 속도에 반응해 진동을 억제하지만, 편차가 일정하면 출력이 없어 잔류편차를 제거하지 못한다.
• 비례 제어동작은 편차에 비례한 조작량을 내므로 잔류편차가 남는 동작이다.
• 비례미분 제어동작은 비례와 미분을 합쳐 안정성과 속응성을 개선하지만 적분 요소가 없어 잔류편차를 제거하지 못한다.

상시 열려 있다가 작동하면 닫히는 접점은 a접점(상시 열림)이다. b접점은 상시 닫혀 있다가 작동하면 열리는 접점이므로 이 설명이 틀린 내용이다.

나머지 보기는 제어용 기기에 대한 옳은 내용이다.

• 전기 릴레이는 다수 독립회로를 개폐할 수 있다는 설명은 접점을 여러 개 갖춘 릴레이의 특징과 맞다.
• 도체에 흐르는 전류가 저항에 반비례한다는 설명은 옴의 법칙 $I=\dfrac{V}{R}$ 에서 같은 전압일 때 맞다.
• 전자 접촉기는 전자석의 동작으로 부하 전로를 개폐하는 접촉기라는 설명은 옳다.

복합 가공기는 한 대에서 선삭·밀링·드릴링 등을 모두 수행해 가공 공정과 공작물 재장착 횟수를 줄이는 기계이다.

나머지 보기는 한 종류 가공에 쓰이는 단일 기능 기계이다.

• 선반은 공작물을 회전시켜 주로 선삭을 하는 기계이므로 밀링과 드릴링을 모두 하는 기계가 아니다.
• 호빙 머신은 호브로 기어 치형을 깎는 기어 절삭 전용 기계이다.
• 다축 드릴 머신은 여러 스핀들로 구멍 뚫기를 동시에 하는 기계이므로 드릴링 전용이다.

기어 절삭은 이 모양을 분할하거나 창성하며 깎는 가공이 필요해, 공작물 회전과 바이트의 직선 이송만 있는 일반 선반으로는 할 수 없다. 기어는 호빙 머신이나 밀링 머신으로 가공한다.

나머지 보기는 일반 선반에서 하는 작업이다.

• 홈 절삭은 홈 바이트를 이송해 가공하므로 일반 선반에서 할 수 있다.
• 나사 절삭은 리드 스크루와 하프 너트로 이송을 맞춰 나사 바이트로 가공하므로 일반 선반에서 할 수 있다.
• 테이퍼 절삭은 복식 공구대 회전이나 심압대 편위로 가공하므로 일반 선반에서 할 수 있다.

레지스터는 CPU 내부에 있어 명령 실행 중의 데이터와 주소 등을 일시적으로 저장하는 고속 기억 소자이다.

나머지 보기는 저장 위치나 기능이 다르다.

• 기억장치는 CPU 밖에서 프로그램과 데이터를 보관하는 장치이다.
• 중앙처리장치는 레지스터를 포함해 연산과 제어를 하는 장치 전체를 가리키므로 일시 저장 소자 자체가 아니다.
• 산술논리연산장치는 산술·논리 연산을 수행하는 회로이다.

멀티바이브레이터 발진회로는 두 소자가 번갈아 도통·차단하며 구형파를 출력하는 비정현파 발진회로이다.

나머지 보기는 정현파를 발진하는 회로이다.

• LC 발진회로는 코일과 콘덴서의 공진을 이용해 정현파를 발진한다.
• RC 발진회로는 저항과 콘덴서의 위상 조건으로 정현파를 발진한다.
• 수정 발진회로는 수정 진동자의 압전 공진을 이용해 안정된 정현파를 발진한다.

틀린 식은 $(A + \overline{B})B = A + B$이다.

전개하면 $(A + \overline{B})B = AB + B\overline{B} = AB + 0 = AB$로, A + B가 아니다.
반례: A = 0, B = 1이면 좌변 $(0 + 0) \cdot 1 = 0$, 우변 $0 + 1 = 1$로 다르다.

오답 소거(성립하는 식)

• $\overline{AB} = \overline{A} + \overline{B}$: 드모르간 정리로 성립한다.
• $AB + A\overline{B} = A$: $A(B + \overline{B}) = A \cdot 1 = A$로 성립한다.
• $A\overline{B} + B = A + B$: 분배 법칙으로 $(A + B)(\overline{B} + B) = A + B$가 되어 성립한다.

틀린 설명은 주기가 $\dfrac{1}{377}$초라는 것으로, 주기는 약 $\dfrac{1}{60}$초이다.

그림의 식 $i = 50\sqrt{2}\sin\left(377t + \dfrac{\pi}{6}\right)$에서 각주파수 $\omega = 377$이다.
$f = \dfrac{\omega}{2\pi} = \dfrac{377}{2\pi} \approx 60$ Hz
$T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{2\pi}{377} \approx \dfrac{1}{60}$초

오답 소거(옳은 설명)

• 실효값 50A: 최댓값 $50\sqrt{2}$를 $\sqrt{2}$로 나눈 값이다.
• 최댓값 $50\sqrt{2}$A: 사인 앞의 계수 그대로이다.
• 주파수 약 60Hz: 위 계산과 같다.

$\dfrac{1}{377}$은 각주파수의 역수일 뿐 주기가 아니다.

로드 셀은 중량이 가해지면 변형체가 변형되고, 이 변형을 스트레인 게이지의 저항 변화로 바꿔 중량을 검출하는 센서이다.

나머지 보기는 센서의 검출 대상이나 원리가 다르다.

• 리드 스위치는 자석의 자계로 접점이 개폐되는 자기 검출 스위치이므로 빛을 검출하는 센서가 아니다.
• 근접 스위치는 물체가 접근했는지를 접촉 없이 검출하는 스위치이므로 변형력을 검출하는 센서가 아니다.
• 자기센서는 홀 효과 등으로 자계를 검출하는 센서이므로 압전효과를 이용했다는 설명은 틀리다.

ⓐ에는 디코더(BCD → 7세그먼트 디코더)가 알맞다.

그림에서 ⓐ 블록은 왼쪽 IC에서 4가닥의 디지털 출력을 받고, 오른쪽으로 7가닥이 저항을 거쳐 7-세그먼트의 각 획에 연결된다. 4비트 코드를 7개 획의 점등 신호로 바꾸는 것이 디코더의 역할이다.

오답 소거

• 엔코더: 여러 입력 중 활성 선을 적은 비트의 코드로 바꾸는 소자로, 4비트를 7가닥으로 늘리는 방향과 반대이다.
• 카운터: 클럭 펄스 수를 세어 출력하는 소자로, 들어온 4비트 값을 7개 획 신호로 바꾸지 못한다.
• 타이머: 시간 지연·펄스 발생용 소자로, 코드 변환 기능이 없다.

전류는 양극에서 음극으로 흐르는 것으로 정의되고 전자는 음극에서 양극으로 움직이므로, 전류의 방향과 전자의 이동 방향은 반대이다.

$I=\dfrac{V}{R}$ 에서 전류는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다.

• 전류가 저항에 비례한다는 설명은 틀리다. 같은 전압에서 전류는 저항에 반비례한다.
• 전류가 전기적 압력(전압)에 반비례한다는 설명은 틀리다. 전류는 전압에 비례한다.
• 전류의 이동 방향이 전자의 이동 방향과 같다는 설명은 틀리다. 두 방향은 반대이다.

드릴 회전수는 절삭속도 공식 $v=\dfrac{\pi d n}{1000}$ 에서 $n=\dfrac{1000v}{\pi d}$ 로 구하며 약 500rpm 이다.

대입: $n=\dfrac{1000\times 50}{\pi\times 32}\approx 497\ \mathrm{rpm}$

• 300rpm 은 계산값과 다르다.
• 400rpm 은 계산값과 다르다.
• 600rpm 은 계산값과 다르다.

열전대의 열기전력은 접점 온도에 따라 달라지므로, 이를 이용해 설정 온도에서 접점을 개폐하는 스위치가 온도 스위치이다.

나머지 보기는 작동 원리가 다르다.

• 광전 스위치는 빛의 차단이나 반사를 검출하는 스위치이다.
• 리드 스위치는 자계로 접점이 개폐되는 스위치이다.
• 전자 계전기는 코일의 전자력으로 접점을 개폐하는 기기이다.

서미스터는 온도에 따라 전기저항이 크게 변하는 반도체 감온 소자로, 이름도 온도에 민감한 저항체(thermally sensitive resistor)에서 온 것이다.

나머지 보기는 반도체 감온 소자가 아니거나 검출 대상이 다르다.

• 열전쌍은 두 금속 접점의 열기전력으로 온도를 검출하는 소자이다.
• 로드 셀은 중량을 변형과 저항 변화로 바꾸는 하중 센서이다.
• 적외선 센서는 물체가 내는 적외선을 검출하는 센서이다.

상태 레지스터(플래그 레지스터)는 산술 논리 연산 장치가 수행한 최근 연산의 결과 상태(캐리·제로·부호·오버플로 등)를 비트로 저장한다.

나머지 보기는 저장하는 내용이 연산 결과 상태가 아니다.

• 범용 레지스터는 데이터나 주소를 임시로 저장하는 일반 용도의 레지스터이다.
• 누산기 레지스터는 연산의 피연산자와 결과 값을 저장하는 레지스터이다.
• 명령어 레지스터는 현재 실행 중인 명령어를 저장하는 레지스터이다.

RS 플립플롭은 S 입력이 1 이면 세트(Q=1), R 입력이 1 이면 리셋(Q=0)되므로 S=0, R=1 이면 출력 Q 는 Low(0) 이다.

S=1, R=0 이면 Q 는 1 이고 S=0, R=0 이면 이전 상태를 유지하며 S=1, R=1 은 금지 입력이다.

• High(1) 은 S=1, R=0 일 때의 출력이므로 이 입력의 출력이 아니다.
• 불확실은 S 와 R 이 모두 1 인 금지 입력일 때의 상태이므로 이 입력의 출력이 아니다.
• 이전상태 유지는 S 와 R 이 모두 0 일 때의 동작이므로 이 입력의 출력이 아니다.

4상 스테핑 모터에서 이웃한 3상을 동시에 여자하면 양 끝 두 상의 힘이 가운데 상을 중심으로 대칭이 되어, 가운데 상 하나만 여자한 것과 같은 위치에 정지한다. 새로운 스텝 위치를 만들지 못하고 전류만 더 쓰므로 3상 여자법은 쓰지 않는다.

나머지 보기는 4상 모터의 여자 방식이다.

• 1상 여자법은 한 번에 한 상씩 차례로 여자하는 방식으로 4상 모터에 쓰인다.
• 2상 여자법은 인접한 두 상을 동시에 여자하는 방식으로 4상 모터에 쓰인다.
• 1-2상 여자법은 1상 여자와 2상 여자를 번갈아 하는 방식으로 스텝각이 절반이 되며 4상 모터에 쓰인다.

코일에 저장되는 에너지는 $W=\dfrac{1}{2}LI^{2}$ 이므로 전류 $I^{2}$ 에 비례하며, 전류가 4배가 되면 16배로 증가한다.

$W^{\prime}=\dfrac{1}{2}L(4I)^{2}=16\times\dfrac{1}{2}LI^{2}=16W$

• 1/4 로 감소한다는 값은 계산값과 다르다.
• 4배로 증가한다는 값은 계산값과 다르다.
• 1/16 로 감소한다는 값은 계산값과 다르다.

스테핑 모터의 회전수는 1분 동안 회전한 각도 $n\theta_s$ 를 한 바퀴 각도 360° 로 나눈 값이므로 $N=\dfrac{n\times\theta_s}{360}$ [rpm] 이다. 180 을 곱한다는 식이 틀린 내용이다.

나머지 보기는 스테핑 모터에 대한 옳은 내용이다.

• 영구자석 스텝 모터가 무여자 정지 때도 유지토크를 갖는다는 설명은 회전자의 영구자석 때문에 옳다.
• 유니폴라 구동이 여자 전류를 한 방향으로만 흘리는 방식이라는 설명은 옳다.
• 바이폴라 구동이 유니폴라 구동보다 더 큰 토크를 얻는다는 설명은 권선 전체를 쓰고 전류 방향을 바꾸므로 옳다.