[설비보전산업기사 필기] 15년 1회차 기출문제 해설 페이지

공압 모터는 압축공기의 압축성으로 인한 에너지 손실이 커서 유압 모터나 전동기에 비해 에너지 변환 효율이 낮은 편이며, 이는 공압 시스템의 대표적인 단점으로 꼽힌다.
반면 폭발 위험 지역에서도 안전하고, 무단변속으로 회전수·토크 조절이 쉬우며, 온도·습도 변화에 상대적으로 둔감하다는 점은 공압 모터의 실제 장점이다.

회로는 편로드 실린더, 레버로 조작하고 스프링으로 복귀하는 4포트 방향제어밸브, 그리고 교축밸브와 체크밸브를 병렬로 묶은 일방향 유량조절밸브로 구성되어 있다. 압력계 두 개는 각각 실린더 헤드측 관로와 유량조절밸브 아래쪽 관로의 압력을 감시한다.
유량조절밸브가 놓인 위치가 핵심이다. 이 밸브는 피스톤(헤드)측 관로, 즉 실린더가 전진할 때 유체가 공급되는 쪽 배관에 삽입되어 있고, 로드측 관로에는 아무 제어 요소도 없이 방향제어밸브와 직결되어 있다. 따라서 이 회로가 조절하는 것은 전진 행정의 속도다.
전진할 때 공급유는 체크밸브로 우회하지 못하고 교축부를 통과해 실린더로 들어간다. 실린더로 들어가는 유량을 죄어 속도를 만드는 방식이므로 미터인(meter-in)이다. 만약 미터아웃이라면 교축이 전진 행정의 배출측인 로드측에 작용해야 하는데 그 관로에는 제어 요소가 없다.
미터인 회로는 구성이 간단하고 저속에서도 안정적이지만, 부하가 실린더를 끌어당기는 방향(음의 부하)일 때는 배출측이 자유로워 속도 제어가 되지 않고 튀어나가는 단점이 있다. 이런 부하에는 미터아웃 회로를 쓴다.

변위–단계 선도는 가로축이 단계(step), 세로축이 각 실린더의 변위다. 세로축 아래쪽 선이 후진 위치, 위쪽 선이 전진 위치이므로, 선이 아래에서 위로 올라가면 전진이고 위에서 아래로 내려오면 후진이다.
그림에서 실린더 A는 1단계에서 2단계 사이에 아래에서 위로 올라가 전진하고, 2~4단계 동안 위쪽(전진 위치)을 유지하다가 4단계에서 5단계 사이에 내려와 후진한다. 실린더 B는 2단계까지 아래쪽에 머물러 있다가 2~3단계에서 올라가 전진하고, 곧바로 3~4단계에서 내려와 후진한다.
두 선을 단계 순서대로 겹쳐 읽으면 실린더 A 전진 → 실린더 B 전진 → 실린더 B 후진 → 실린더 A 후진이 되며, 기호로는 A+ B+ B− A−로 표기한다. B의 전진과 후진이 A가 전진해 있는 구간 안에 모두 들어가 있는 것이 이 선도의 특징이다.

압력이 일정한 조건에서 기체의 부피는 절대온도에 정비례한다는 샤를의 법칙에 따른 결과이다.
따라서 온도가 오르면 체적도 같은 비율로 커지고, 온도가 내려가면 체적도 같은 비율로 줄어들며, 반비례나 제곱 관계로 변하지 않는다.

펌프 토출량 $Q = 15\ \mathrm{L/min} = 2.5\times10^{-4}\ \mathrm{m^3/s}$를 배관(안지름 6mm)과 실린더 피스톤(지름 32mm) 각각의 단면적으로 나누어 속도를 구한다.
배관 단면적은 $A_1 = \dfrac{\pi}{4}(0.006)^2 \approx 2.83\times10^{-5}\ \mathrm{m^2}$이므로 유속은 $v_1 = \dfrac{Q}{A_1} \approx 8.84\ \mathrm{m/s}$이다.
피스톤 단면적은 $A_2 = \dfrac{\pi}{4}(0.032)^2 \approx 8.04\times10^{-4}\ \mathrm{m^2}$이므로 전진속도는 $v_2 = \dfrac{Q}{A_2} \approx 0.31\ \mathrm{m/s}$가 되어, 배관 유속 약 8.84 m/s, 피스톤 전진속도 약 0.31 m/s로 계산된다.

교축(스로틀) 밸브에 체크 밸브를 병렬로 붙여, 한쪽 방향으로는 유량을 조절하고 반대 방향으로는 체크 밸브를 통해 자유롭게 흐르게 하는 밸브를 한방향 유량제어 밸브(스피드 컨트롤러)라 하며, 공압 실린더의 속도 제어에 널리 쓰인다.
급속 배기 밸브는 실린더 배기를 빠르게 하는 밸브, 방향 제어 밸브는 흐름의 방향을 바꾸는 밸브, 양방향 유량제어 밸브는 양쪽 모두 교축시키는 밸브로 각각 목적이 다르다.

비접촉식 공압 근접센서는 노즐에서 분사되는 공기가 검출면에 부딪혀 반사되면서 배압(back pressure)이 변화하는 자유분사(제트) 원리를 이용해 물체의 근접 여부를 검출한다.
파스칼의 원리는 밀폐 유체의 압력 전달, 에너지 보존 법칙과 뉴턴의 운동 방정식은 힘·에너지의 일반 물리 법칙으로 이 센서의 직접적인 검출 원리와는 거리가 있다.

위쪽 사각형 안에 볼(원)이 들어 있는 요소는 셔틀밸브로, 공압의 OR 요소다. 입력 A와 B 중 어느 한쪽에만 압력이 들어와도 볼이 반대쪽을 막고 아래 출구로 압력을 내보내므로, 이 요소의 출력은 A+B에 해당한다.
셔틀밸브의 출력은 아래쪽 3포트 2위치 밸브의 파일럿(조작부)에 연결되어 있다. 이 밸브는 스프링 복귀식이며, 스프링이 밀고 있는 평상시 위치에서 공급 압력원이 그대로 출구 C로 통해 있는 상시 열림(NC가 아닌 NO) 구조다. 파일럿에 압력이 걸리면 밸브가 절환되어 공급이 차단되고 C는 배기구로 빠진다.
정리하면 A 또는 B 중 하나라도 신호가 있으면 C는 0이 되고, A와 B가 모두 없을 때만 C가 1이 된다. 이는 C = (A+B)의 부정, 곧 NOR 회로다. OR 요소(셔틀밸브) 뒤에 NOT 요소(상시 열림 밸브)를 직렬로 붙인 전형적인 공압 NOR 구성이다.

관로의 흐름이 밸브 등으로 순간적으로 차단되면 유체의 운동에너지가 압력(탄성)에너지로 급격히 변환되면서 관로 내 압력이 순간적으로 크게 상승하는데, 이를 서지압력(수격압)이라 한다.
오리피스는 유량 측정·조절용 좁은 통로, 채터링은 밸브가 미세하게 떨며 개폐를 반복하는 현상, 캐비테이션은 국부적인 압력 저하로 기포가 발생·소멸하는 현상으로 각각 다른 개념이다.

진공 발생기(이젝터)는 좁아진 관로를 고속으로 공기가 통과할 때 주변 압력이 낮아지는 벤츄리 원리를 이용해 흡입구 쪽에 진공(부압)을 형성한다.
샤를의 법칙과 보일의 법칙은 기체의 온도·압력·체적 사이의 상태 변화 법칙이고, 파스칼의 원리는 밀폐 유체의 압력 전달 법칙으로 진공 생성의 직접적 원리는 아니다.

유도전동기의 회전속도는 $N = \dfrac{120f}{p}(1-s)$로 나타나며 극수(p), 주파수(f), 슬립(s)에 의해 결정된다.
정전기는 전동기의 회전 원리인 회전자계 형성이나 슬립 발생과 무관하므로 회전속도에 영향을 주지 못한다.

유압 실린더에서 피스톤측(캡측) 면적을 $A_1$, 로드측(환상) 면적을 $A_2$라 하면 문제 조건은 $A_1 : A_2 = 1 : 0.5$이다.
전진할 때는 캡측으로 기름이 들어가므로 전진속도는 $v_1 = \dfrac{Q}{A_1}$, 후진할 때는 로드측으로 들어가므로 후진속도는 $v_2 = \dfrac{Q}{A_2}$이며, 유량 Q가 같을 때 $\dfrac{v_2}{v_1} = \dfrac{A_1}{A_2} = \dfrac{1}{0.5} = 2$가 된다.
따라서 후진운동속도는 전진운동속도의 2배가 된다.

작성한 프로그램을 실제로 실행시켜 보면서 논리적 오류나 오작동의 원인을 찾아 수정하는 작업을 디버깅이라 한다.
코딩은 프로그램을 작성하는 단계, 모니터링은 실행 중인 상태를 감시하는 것, 프로그래밍은 코딩을 포함한 전체 프로그램 개발 과정을 가리켜 에러 수정 작업과는 구분된다.

서미스터는 온도 변화에 따라 저항이 크게 변하는 반도체 소자로, 저항이 온도에 따라 감소하는 NTC, 증가하는 PTC, 특정 구간에서 급격히 저항이 변하는 CTR 등으로 분류된다.
PNP는 트랜지스터의 접합 구조(P형-N형-P형)를 가리키는 용어로 서미스터의 분류 항목이 아니다.

작동유에 수분이 섞이면 실(seal)의 밀봉작용이 저하되고, 방청 성분이 물에 씻겨 나가 방청성이 떨어지며, 수분에 의한 가수분해·산화가 촉진되어 열화가 빨라진다.
반면 수분은 금속 표면과 반응하여 금속의 촉매 작용을 오히려 촉진시키는 쪽으로 작용하므로, "금속 촉매 작용을 저하시킨다"는 설명은 실제 수분의 영향과 거리가 멀다.

공압시스템에 공급되는 유량이 부족하면 실린더로 유입되는 공기량이 모자라 압력이 갑자기 떨어지고, 그 결과 실린더가 필요한 추력을 충분히 내지 못하는 고장이 나타난다.
밸브 고착은 이물질 등에 의한 오염, 스위칭 이상은 과도한 마찰이나 스프링 손상, 베어링 마모는 반지름 방향 하중과 관련된 문제로 유량 부족과는 원인이 다르다.

PLC(Programmable Logic Controller)는 입력장치인 센서로부터 신호를 받아 미리 저장된 프로그램에 따라 연산·판단을 수행하고 출력장치인 액추에이터를 구동하는, 시스템 전체에서 프로세서(제어) 역할을 담당하는 장치이다.
즉 PLC 자체는 센서(입력)나 액추에이터(출력)가 아니라 그 사이에서 논리 연산을 처리하는 두뇌에 해당한다.

포토 커플러는 발광소자와 수광소자를 이용해 빛으로 신호를 전달하는 소자이고, 조도센서는 빛의 밝기를 검출하는 소자로 둘 다 빛을 이용한 센서이다.
열전쌍은 온도차에 의한 기전력을, 초음파 센서는 음파를, 차동 트랜스는 자기적 변위를 이용하는 센서로 빛과는 원리가 다르다.

단동 실린더는 압축공기(또는 유압)로 전진(한 방향)만 일을 하도록 만들어진 실린더이며, 복귀(후진)는 내장된 스프링의 복원력이나 자중, 외력에 의해 이루어질 뿐 그 방향으로는 별도의 일을 하지 않는다.
따라서 "전진 및 후진운동을 통해 일을 해야 할 경우 사용한다"는 설명은 양방향 모두 힘을 낼 수 있는 복동 실린더에 해당하는 내용이므로 단동 실린더 설명으로는 틀렸다.
공압 단동 실린더는 스프링 복귀 방식의 특성상 행정거리가 비교적 짧게 제한되며, 복귀장치로 탄성이 있는 인조고무를 쓰는 경우도 있다는 점은 옳은 설명이다.

캐스케이드 회로는 신호가 겹치는(중첩되는) 문제를 없애기 위해 그룹별로 회로를 나누고 일반적인 방향제어밸브를 그대로 사용하며, 입력신호와 출력신호가 하나씩 대응되도록 구성해 제어의 신뢰성을 높이는 설계 방식이다.
다만 그룹 수(밸브 수)가 많아질수록 회로가 복잡해지고 신호 전달 경로가 늘어나 스위칭 시간 지연과 배선 복잡화가 단점으로 나타난다.
오버센터 작동기구는 스냅 동작으로 위치를 유지하는 별도의 기계적 기구로, 밸브 그룹을 순차적으로 전환하여 신호 중첩을 해소하는 캐스케이드 회로의 구성 요소와는 관계가 없다.

설비보전 조직을 설계할 때는 그 공장의 생산 형태(연속생산·개별생산 등), 보유 설비의 특징, 생산제품의 특성 등 실제 보전 업무량과 방식을 좌우하는 요인을 우선적으로 고려한다.
기업의 전반적인 경영 방식은 보전 조직 자체의 구체적인 편성 기준이라기보다 상위의 일반 경영 방침에 해당하므로, 보전 조직 설계의 직접적 고려사항과는 거리가 있다.

정상 청력을 가진 사람이 겨우 들을 수 있는 최소 가청음의 세기(음향출력/표면적)는 기준값으로 $10^{-12}\ \mathrm{W/m^2}$가 사용되며, 이 값이 음의 세기 레벨(dB)을 계산할 때의 기준 세기가 된다.

제시된 순서는 개선 활동의 표준 절차인 QC 스토리다. 전체 흐름은 테마선정 → 현상 파악 → 목표설정 → 활동계획의 입안 → 요인분석 → 대책검토 및 실시 → 효과 파악 → 표준화 및 사후관리 순서다.
테마를 정한 직후에는 그 테마가 지금 어느 수준에 있는지를 데이터로 확인해야 한다. 현재 값을 모르면 뒤따르는 목표설정에 근거가 없어지므로 ㉠ 자리에는 현상 파악이 들어간다.
대책을 검토하고 실시한 다음에는 개선 전후의 데이터를 비교해 그 대책이 실제로 효과가 있었는지를 확인해야 한다. 효과가 확인된 방법만 표준화·사후관리로 넘겨야 하므로 ㉡ 자리에는 효과 파악이 들어간다. 요인분석은 이미 앞 단계에 나와 있고 개선 활동은 '대책검토 및 실시'가 대신하고 있어 중복되며, 데이터 정리는 별도의 독립 단계가 아니다.

주문량과 주문점을 같게 정하고, 동일한 용량의 저장 용기 두 개를 번갈아 사용하다가 한쪽이 비면 그때 발주하는 방식을 더블 빈(Double-Bin) 방식이라 한다.
사용고 발주방식은 재고가 발주점에 도달하면 정해진 양을 발주하는 정량발주방식 일반을 가리키고, 정기 발주 방식은 일정 주기마다 그때의 재고에 맞추어 발주량을 정하는 방식으로, 용기 두 개를 교대로 쓰는 방식과는 구분된다.

정격 회전속도 1800 rpm은 $1800/60 = 30\ \mathrm{Hz}$의 축회전 주파수(1차 성분)에 해당한다.
발생한 진동성분 5400 rpm을 주파수로 환산하면 $5400/60 = 90\ \mathrm{Hz}$이며, 이는 축회전 주파수의 $90/30 = 3$배, 즉 3차 배수(3X) 성분에 해당한다.

스프링으로 지지된 진동계에서 고유진동수는 정적 처짐(변위) δ에 의해 결정되며, 진동수 f는 근사적으로 $f \approx \dfrac{5}{\sqrt{\delta}}\ \mathrm{Hz}$ (δ: cm 단위)로 알려져 있다.
각진동수는 $\omega = 2\pi f$이므로 이를 대입하면 $\omega \approx \dfrac{10\pi}{\sqrt{\delta}}$가 되어, 정적 변위 δ가 클수록 고유(각)진동수는 작아지는 관계를 가진다.

등청감곡선은 사람의 귀로 들었을 때 같은 크기(음량)로 느껴지는 음압을 여러 주파수에 대해 측정하여 그린 곡선으로, 주파수에 따라 사람의 청감 민감도가 다르다는 것을 보여준다.
단순히 음압 크기만 표시한 곡선이나 최소가청음압, 음의 세기(단위면적당 에너지)에 대한 정의와는 구별되는 개념이다.

진동 분석법은 회전체의 언밸런스, 축정렬 불량, 베어링 결함, 기어 손상은 물론 유압 밸브의 누설처럼 유체 흐름의 이상이 만들어 내는 진동·소음 성분까지 주파수 분석으로 진단하는 데 쓰인다.
그러나 설비가 앞으로 얼마나 더 견딜 수 있는지를 나타내는 피로에 의한 수명 해석은 재료의 응력-변형 이력과 하중 반복 횟수 등을 따로 평가해야 하는 영역이므로, 진동 분석만으로는 알아낼 수 없다.

설비관리기능 중 지원기능은 보전 업무가 원활히 이루어지도록 뒷받침하는 활동으로, 보전인력관리 및 교육훈련, 보전자재의 선정·구매, 자재의 포장·취급·저장·수송 등이 해당한다.
부품대체(교체) 분석은 설비나 부품을 언제 어떻게 교체할지를 기술적으로 검토·판단하는 활동으로, 보전의 기술적(기술기능) 영역에 속하며 지원기능과는 성격이 다르다.

기어가 맞물려 회전할 때는 축의 회전 주파수에 맞물리는 잇수를 곱한 값, 즉 기어 맞물림 주파수(GMF = 축회전 주파수 × 잇수)가 주된 진동 성분으로 나타난다.
기어에 손상이 생기면 이 맞물림 주파수와 그 주변에 축회전 주파수 간격의 측파대(sideband)가 함께 나타나는 것이 특징이며, 단순히 축회전 주파수나 그 정수배·분수배만으로 설명되지 않는다.

여러 투자 대안의 미래 수입과 지출을 매년 균등한 금액(연간 등가액)으로 환산하여 비교·평가하는 방법을 연차등가액법(연간등가법)이라 한다.
현가비교법은 미래 금액을 현재가치로 환산해 비교하는 방법, 수익률법은 투자수익률을 기준으로 비교하는 방법, 자본회수기간법은 투자금 회수에 걸리는 기간을 기준으로 하는 방법으로 각각 환산 기준이 다르다.

점음원에서 나오는 소음은 거리가 멀어질수록 구면으로 퍼지며 세기가 거리의 제곱에 반비례하므로, 거리를 2배로 늘리면 음압은 1/2, 음압도는 $20\log_{10}2 \approx 6\ \mathrm{dB}$ 감소한다.

설비관리 조직을 계획할 때는 다루는 설비의 특징, 공장이 위치한 지리적 조건, 외주를 얼마나 활용할지(외주 이용도)와 같이 조직 구조와 인력·업무 배분에 직접 영향을 주는 요소를 우선 고려한다.
제품의 품질은 설비관리 활동이 지향하는 결과(목표) 지표에 가까워, 조직을 어떻게 짤 것인지를 결정하는 계획 단계의 고려사항으로 직접 다루어지는 항목과는 거리가 있다.

공정의 순서에 따라 필요한 기계·설비를 일렬로 배치하여 하나의 제품(또는 소수 품종)을 대량으로 흐르듯이 생산하는 배치 방식을 제품별 배치(라인 배치)라 한다.
기능별 배치는 같은 종류의 기계를 한데 모아 배치하는 방식, 제품 고정형 배치는 제품은 고정하고 설비·인력이 이동하는 방식으로, 각각 대량생산 라인의 특징과는 다르다.

정현파에서 피크 진폭(peak amplitude)은 기준선(0)에서 파형의 정점까지의 높이를 뜻하고, 양진폭(peak to peak)은 위쪽 정점에서 아래쪽 정점까지, 즉 파형이 오르내리는 전체 폭을 뜻한다.
정현파는 기준선을 중심으로 위아래가 대칭이므로 최댓값이 +A이면 최솟값은 −A이다. 따라서 양진폭 = A − (−A) = 2A가 되어, 양진폭은 피크 진폭의 2배다.
진동 측정에서 진폭을 나타내는 값은 이 밖에도 실효값과 평균값이 있는데, 정현파의 실효값은 피크 진폭의 1/√2배(약 0.707배), 평균값은 2/π배(약 0.637배)이다. 보기에 함께 제시된 1/√2배·√2배는 이 실효값 관계에서 나온 값이므로 양진폭과 혼동하지 않도록 구분해 두어야 한다.

시스템에서 출력된 결과(제품)의 특성을 다시 측정하여 그 값을 입력 쪽으로 되돌려 비교·조정하는 신호가 피드백이며, 보기 중에서는 제품 특성의 측정치가 이에 해당한다.
원료와 설비는 시스템에 투입되는 입력 요소이고, 제품은 시스템의 출력 결과 그 자체로, 결과를 다시 측정해 되돌리는 피드백 신호와는 구분된다.

설비보전표준은 설비를 정상 상태로 유지·회복시키기 위한 활동 기준으로 설비 검사 표준, 정비 표준, 수리 표준 등으로 분류된다.
설비 성능 표준은 설비의 사양·능력을 정하는 설계·구매 단계의 표준에 가까워 보전활동을 위한 표준 분류에는 포함되지 않으므로 거리가 멀다.

설비관리의 기능은 통상 계획 및 개선을 담당하는 기술 기능, 설비를 실제로 운전·보전하는 실행 기능, 예산·인력·기록 등을 관리하는 일반관리 기능으로 구분한다.
개발기능은 설비관리의 표준적인 기능 분류에 포함되지 않으므로 가장 거리가 먼 항목이다.

압전형 센서는 진동체 표면에 직접 부착하여 압전소자에서 발생하는 전하 변화를 검출하는 방식으로, 대표적인 접촉형 진동측정 센서다.
용량형, 와전류형, 전자 광학식은 측정 대상과 물리적으로 떨어진 상태에서 변위를 검출하는 비접촉형(근접) 센서이므로 접촉형과 구분된다.

기회손실은 설비를 만족한 상태로 유지했다면 얻을 수 있었던 생산 기회의 손실로, 설비 정지에 따른 휴지손실, 품종 교체나 준비작업에 따른 준비손실, 고장 후 정상 생산 수준으로 되돌아오기까지의 회복손실이 대표적이다.
재고손실은 자재·제품의 재고 관리 과정에서 발생하는 손실로 설비의 가동 상태와 직접 연결되지 않아 기회손실의 범주와는 성격이 다르다.

진리표를 보면 입력 A와 B가 모두 0일 때만 출력 X가 0이고, 나머지 세 경우(0·1, 1·0, 1·1)에서는 모두 X가 1이다. 즉 입력 중 하나 이상이 1이면 출력이 1이 되는 동작이다.
이 동작이 바로 논리합이며, 논리식으로는 X = A + B, 회로 이름으로는 OR 회로다. 스위치로 비유하면 두 스위치를 병렬로 연결해 어느 하나만 눌러도 램프가 켜지는 것과 같다.
다른 회로와 비교하면 구분이 분명해진다. 논리곱은 두 입력이 모두 1일 때만 출력이 1이므로 앞의 세 줄이 모두 0이어야 하고, 부정논리합은 논리합의 반대이므로 첫 줄만 1이고 나머지가 0이어야 하며, 부정논리곱은 마지막 줄만 0이 된다. 제시된 표는 이들과 모두 어긋나고 논리합과만 일치한다.

절연저항은 절연물에 직류 고전압을 인가하고 흐르는 미소 누설전류로부터 저항값을 구하는 메거(절연저항계)를 이용해 측정하는 것이 가장 일반적이다.
캘빈더블 브리지는 1Ω 이하의 저저항, 휘트스톤 브리지는 중저항 측정에 쓰이는 브리지 회로이고, 코올라시 브리지는 접지저항이나 전해액의 저항 측정에 사용된다. 모두 고저항 영역인 절연저항 측정 용도와는 맞지 않는다.

시퀀스도는 회로 동작을 명확히 나타내기 위해 모든 기기와 접점을 전원이 투입되지 않은 무여자(초기) 상태로 표시하는 것이 원칙이다.
따라서 각 기기를 전원이 투입되어 작동되는 상태로 작성한다는 설명은 이 원칙에 어긋나 틀린 설명이 된다. 접속선을 동작순서에 따라 좌에서 우로 배열하고 시퀀스제어용 문자기호를 사용하는 것은 올바른 작성방법이다.

프로세스제어는 온도, 압력, 유량, 액위, 농도 등 공정 상의 변수를 제어량으로 하는 제어를 말한다.
자세(방위)는 위치나 방향을 제어량으로 하는 서보기구의 제어 대상이므로 프로세스제어에 속하지 않는다.

포지셔너는 조작신호와 밸브 위치 피드백 신호의 형태 조합에 따라 종류가 나뉘는데, 전동밸브처럼 구동부 자체가 전기식 액추에이터인 경우에는 입력과 출력 신호를 모두 전기 신호로 처리하는 전기-전기식 포지셔너가 사용된다.
전기-유압식, 전기-공기식, 공기-공기식은 유압 또는 공기압으로 구동되는 밸브의 제어성 향상에 적합한 조합으로, 전동밸브의 구동 방식과는 맞지 않는다.

전자 개폐기(전자접촉기)는 전동기 등 부하에 흐르는 큰 전류를 안전하게 개폐할 수 있도록 큰 전류 용량의 접점을 갖춘 조작용 기기다.
전자 타이머와 전자 릴레이는 소전류 제어신호 처리에, 전자 밸브는 유체 흐름의 개폐에 사용되어 대전류 접점과는 거리가 있다.

컬렉터접지(이미터 폴로워) 증폭기는 입력 임피던스가 크고 출력 임피던스가 작으며 전압이득이 1에 가깝고, 입력과 출력전압 신호가 동위상이라는 것이 대표적인 특징이다.
따라서 입력과 출력전압 신호가 역위상이라는 설명은 실제 특성과 반대되므로 옳지 않다. 큰 전류이득과 낮은 왜곡률로 안정적인 특성을 갖는다는 점은 실제 특징에 부합한다.

케이싱 내부에서 일정한 용적을 가진 회전자(오발기어, 루츠 임펠러 등)가 유체를 밀어내며 회전한 횟수를 세어 유량을 적산하는 방식이 용적식(Positive Displacement, PD) 유량계다.
오발(OVAL)기어형과 루츠(ROOTS)미터형은 이 용적식 유량계의 대표적인 형식이다.

터널 다이오드(에사키 다이오드)는 p형과 n형 영역을 모두 매우 고농도로 도핑하여 공핍층을 극히 얇게 만든 소자로, 이로 인한 터널 효과를 이용해 음저항 특성을 나타낸다.
제너 다이오드도 상대적으로 고농도 도핑을 하지만 터널다이오드만큼 극단적이지 않으며, FET와 SCR은 도핑 농도가 이보다 낮은 영역을 포함하고 있어 불순물 농도가 가장 큰 소자로 보기 어렵다.

접지선(보호도체)은 다른 전선과 뚜렷이 구분되어 오접속을 막을 수 있도록 녹색 계열로 표시한다. 종전 내선규정에서는 접지선을 녹색으로 규정했고, 현행 한국전기설비규정(KEC)에서는 보호도체를 녹색-노란색 배색으로 식별하도록 하고 있다.
청색은 중성선 식별에 사용하는 색이며, 적색이나 황색은 상(선)도체 계통의 식별에 쓰여 접지선의 색으로는 맞지 않는다.

분류기(션트) 저항은 다음 식으로 구한다.
$R_s = \dfrac{R_m}{n-1}$, 여기서 배율 $n = \dfrac{I}{I_m} = \dfrac{50\ \mathrm{A}}{5\ \mathrm{mA}} = 10000$ 이다.
따라서 $R_s = \dfrac{10\ \Omega}{10000-1} \approx 0.001\ \Omega$ 로, 약 0.001Ω의 분류기가 필요하다.

방사온도계는 물체가 방출하는 적외선(복사에너지)을 검출하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도계다.
압력온도계, 저항온도계, 열전온도계는 모두 감온부를 측정 대상에 직접 접촉시켜 온도를 측정하는 접촉방식이다.

연산증폭기(OP-Amp)의 내부는 입력단 → 중간 증폭단 → 출력단으로 이어진다. 제시된 동작 흐름은 입력 Vin이 들어가 괄호 자리를 거친 뒤 전치증폭기 → 완충증폭기 → 주증폭기를 지나 출력 Vo로 나오는 순서이므로, 괄호 자리는 신호가 가장 먼저 도달하는 입력단이다.
연산증폭기의 입력단은 반전(−)·비반전(+) 두 입력의 차만을 증폭하고 두 입력에 공통으로 실린 잡음과 온도 드리프트는 서로 상쇄시켜야 한다. 이 역할을 하는 회로가 차동증폭기이며, 덕분에 연산증폭기는 높은 입력 임피던스와 큰 동상신호 제거비(CMRR)를 얻는다.
가산기·감산기·전압비교기는 연산증폭기 내부의 구성단이 아니라, 완성된 연산증폭기 바깥에 저항이나 귀환회로를 붙여 만드는 응용 회로다. 따라서 내부 동작 흐름의 첫 단에는 들어갈 수 없다.

백분율 오차는 (측정값 − 참값)을 참값으로 나눈 뒤 100을 곱해 구한다.
$\dfrac{39-40}{40}\times 100 = -2.5\ \%$
참값보다 낮게 측정되었으므로 오차는 음수(-)로 나타나며, 계산 결과 -2.5%가 된다.

배리스터는 인가전압이 일정 수준을 넘으면 저항이 급격히 낮아지는 비선형 소자로, 스위치나 계전기 접점의 개폐 시 발생하는 서지전압을 흡수해 아크(불꽃)를 억제하고 회로를 보호하는 데 사용된다.
서미스터는 온도 검출·보상용, 광 결합기는 신호 절연용, 터널 다이오드는 고주파 증폭·발진용으로 서지 흡수 목적과는 거리가 있다.

두 저항의 병렬 합성저항은 다음과 같이 구한다.
$R = \dfrac{R_1 \times R_2}{R_1+R_2} = \dfrac{40\times 60}{40+60} = \dfrac{2400}{100} = 24\ \Omega$

유접점(전자접점) 방식은 개폐 부하용량이 크고 온도 특성이 양호하며, 입력측과 출력측이 접점으로 물리적으로 분리되는 특징을 가진다.
반면 접점 자체의 부피와 배선이 많아 무접점 방식에 비해 제어반의 외형과 설치면적이 오히려 커지는 단점이 있으므로, 설치면적이 작아진다는 설명은 옳지 않다.

제어밸브의 구동부(액추에이터)는 구조가 간단하면서도 큰 힘을 얻기 쉽고 방폭성도 우수한 공기압(다이어프램·피스톤식) 방식이 가장 널리 사용된다.

용량성 리액턴스는 다음 식으로 구한다.
$X_C = \dfrac{1}{2\pi f C} = \dfrac{1}{2\pi \times 60 \times 100\times 10^{-6}} \approx 26.5\ \Omega$
인가전압 200V는 리액턴스 계산 자체에는 영향을 주지 않는 조건이다.

피드백 제어계에서 제어요소는 동작신호(편차)를 받아 조작량을 만들어내는 부분으로, 조절부와 조작부로 구성된다.
검출부는 제어대상의 출력(제어량)을 검출하는 부분이고 비교부는 목표값과 검출값을 비교하는 부분으로, 제어요소가 아니라 각각 별도의 구성요소다.

송풍기의 흡입방법에 의한 분류에는 풍로 흡입형, 흡입관 취부형, 실내 대기 흡입형 등이 있다.
양쪽흐름(양흡입) 다단형은 임펠러의 흡입구조와 단수(스테이지 수)에 관한 분류에 해당하여 흡입방법에 의한 분류와는 성격이 다르다.

벨트식 무단변속기의 벨트는 피치 변화에 따른 굽힘, 풀리 접촉면과의 미끄럼 등 표준 벨트보다 가혹한 조건에서 사용되므로 수명이 표준벨트를 표준적인 방법으로 사용할 때보다 짧아지는 것이 일반적이다.
따라서 수명이 표준벨트의 1~2배가 된다는 설명은 옳지 않다. 벨트 이동에 따른 무리, 가변피치 풀리 습동부의 윤활 불량, 광폭 벨트의 예비품 관리 필요성은 실제 정비상 유의해야 할 사항이다.

체인전동은 스프로킷과 링크가 맞물리는 구조상 다각형 작용(코달 액션)에 의해 미세한 속도 변동이 생기므로 진동과 소음이 오히려 발생하기 쉽다.
따라서 진동, 소음이 생기지 않는다는 설명은 옳지 않다. 미끄럼이 없어 일정한 속도비를 얻는 점, 유지·수리가 간단하고 수명이 긴 점, 인장강도가 커서 큰 동력을 전달할 수 있는 점은 체인전동의 실제 장점이다.

3상 유도전동기의 동기속도 Ns는 고정자가 만드는 회전자계가 도는 속도다. 주파수 F가 높을수록 자계가 빨리 돌아 속도가 커지고, 극수 P가 많을수록 한 바퀴를 도는 데 더 많은 주기가 필요해 속도가 작아진다. 따라서 F는 분자, P는 분모에 와야 하며 관계식은 Ns = 120F / P [rpm]이다.
계수 120이 붙는 이유는 단위 환산 때문이다. 극쌍수는 P/2이므로 회전자계의 초당 회전수는 F ÷ (P/2) = 2F/P이고, 여기에 60을 곱해 분당 회전수로 바꾸면 2×60×F/P = 120F/P가 된다.
예를 들어 60Hz에서 4극이면 120×60/4 = 1800rpm, 6극이면 1200rpm이 된다. 실제 회전자 속도는 슬립 s만큼 뒤처져 N = (1−s)Ns가 된다. 극수를 분자에 둔 식이나 주파수와 극수를 함께 분모에 둔 식은 극수가 늘 때 속도가 커지거나 주파수가 높을 때 속도가 작아지는 모순이 생기므로 성립하지 않는다.

용접이음은 관과 관을 직접 융착시키는 영구적 접합 방식으로 분해가 어렵다.
정비를 위해 분해·조립이 필요한 부분에 유니언 이음쇠를 부착하는 것은 나사식 이음 계통의 특징이지 용접이음 자체의 특징이 아니므로 옳지 않은 설명이다. 설비비·유지비가 적게 들고 나사식보다 문제 발생이 적으며, 누설의 조기발견과 처치가 중요한 것은 용접이음의 실제 특징이다.

베어링은 마찰에 의해 발생한 열이 내부에 축적되지 않도록 원활히 방출(발산)시키는 것이 중요하며, 열을 흡수해 두는 것은 온도 상승과 윤활유 열화, 소착의 원인이 되므로 옳은 사용 지침이라 보기 어렵다.
진동·충격 하중에 견디도록 하는 것, 베어링 압력과 미끄럼 속도에 맞춰 윤활유 종류를 선정하는 것, 먼지 침입과 윤활제 열화에 대비하는 것은 모두 실제로 필요한 주의사항이다.

베어링의 주요 기능은 회전체의 하중을 지지하고, 축과 베어링 사이의 마찰을 감소시켜 원활한 구동을 돕는 것이다.
동력을 실제로 전달하는 역할은 축, 기어, 커플링 등이 담당하며 베어링 자체의 기능은 아니므로 가장 거리가 멀다.

베어링용 어댑터(어댑터 슬리브)는 테이퍼진 내경을 가진 자동조심 베어링 등을 원통축에 고정할 때, 슬리브를 밀어 넣는 정도를 조절하여 베어링의 내부 틈새를 적정하게 맞출 수 있도록 해주는 부품이다.
부시, 라이너, 심 플레이트는 축·본체와의 위치나 간극을 조정하는 데 쓰이지만 베어링 자체의 내부 틈새를 조정하는 용도와는 다르다.

플랙시블 커플링은 두 축 사이에 탄성체나 유연한 요소를 개재시켜 다소의 축 어긋남을 허용하면서 충격과 진동을 흡수·완화할 수 있는 축이음이다.
이 때문에 하중이 충격적이거나 진동을 일으키기 쉬운 경우에 주로 사용된다. 고정축이음이나 원추 커플링은 두 축을 강체에 가깝게 결합해 충격 흡수 능력이 낮고, 유니버셜 조인트는 두 축이 각도를 이루며 만날 때 동력을 전달하기 위한 이음이다.

베어링 온도, 흡입·토출압력, 패킹상자에서의 누수는 펌프를 분해하지 않고도 운전 중에 매일 확인이 가능한 항목이다.
펌프와 원동기의 연결(커플링) 상태 점검은 통상 정기적인 분해·정밀점검 시 확인하는 항목으로, 매일 점검항목과는 성격이 다르다.

원심펌프는 액체를 채우지 않은 상태에서 회전시키는 공운전(공회전)을 하면 베어링과 축봉부(패킹, 메커니컬씰)가 손상될 수 있으므로, 시운전 전에는 반드시 액체를 채운 뒤 가동해야 한다.
따라서 공운전을 먼저 실시하는 것은 올바른 시운전 절차가 아니다. 회전방향 확인, 밸브 개폐 주의, 압력·회전수 확인은 시운전 시 실제로 지켜야 할 주의사항이다.

고무벨트는 무명(면포)에 고무를 입혀 유연성을 준 벨트로, 미끄럼이 적고 습기에는 강하지만 기름에는 약한 것이 특징이다.
또한 비교적 수명이 긴 편에 속하므로, 수명이 짧다는 설명은 옳지 않다.

터보팬은 후향(후경사) 날개를 가진 원심식 송풍기의 일종으로, 원심송풍기 중에서는 크기가 크고 효율이 가장 높은 편에 속해 고압·대용량 송풍이 필요한 곳에 주로 사용된다.
축류식 팬의 일종이라거나 전향 베인을 사용한다는 설명, 같은 주속도의 다른 팬보다 풍량이 적다는 설명은 터보팬의 실제 구조·특성과 맞지 않는다.

펌프 배관계의 부식은 대부분 용존산소의 전기화학적 반응(산소 환원 반응)을 매개로 진행된다. 물속에 녹아있는 산소가 많을수록 금속 표면에서 산소 환원 반응이 활발해져 부식 전류가 커지므로, 산소량이 적을수록 오히려 부식이 억제되는 것이 일반적인 경향이다. 따라서 "산소량이 적을수록 부식되기 쉽다"는 설명은 부식 촉진 요인과 반대되는 내용이다.
이와 달리 온도가 높아지면 이온의 이동도와 반응속도가 증가하여 부식이 촉진되고, 유속이 빠르면 보호피막(부식생성물)이 계속 씻겨나가면서 새로운 금속면이 노출되어 부식이 가속된다. 또한 금속 표면이 거칠수록 표면적이 넓어지고 국부적으로 전위차가 발생하기 쉬워 부식이 촉진된다.

구멍(포트)이 뚫린 구형(球形)의 강구를 밸브 몸체 안에 넣고 90° 회전시켜 구멍의 방향을 유로와 일치시키거나 어긋나게 하여 개폐하는 구조는 볼 밸브(ball valve)의 대표적인 작동 방식이다. 완전 개방 시 유로 저항이 작고 개폐 조작이 빠르다는 특징이 있다.
디스크 밸브나 다이아프램 밸브는 원판·격막을 눌러 유로를 막는 방식이고, 체크 밸브는 유체의 압력 차이로 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 역류 방지용 밸브이므로, 강구를 회전시켜 개폐하는 구조와는 작동 원리가 다르다.

스틸 플렉시블 커플링은 두 축의 플랜지 사이에 스프링강으로 만든 그리드(격자형 탄성 부재)를 끼워 넣어 동력을 전달하는 방식으로, 그리드가 휘어지며 축의 편심·편각·축방향 유동 오차를 흡수한다. 이 구조 때문에 그리드 플렉시블 커플링을 스틸 플렉시블 커플링이라고도 부른다.
체인 커플링은 스프로킷과 체인으로 연결하는 방식이고, 기어 커플링은 내·외치 기어의 치합으로 동력을 전달하며, 플랜지 플렉시블 커플링은 고무 등의 탄성체를 이용해 진동을 흡수하는 구조로, 모두 강재 그리드를 이용하는 방식과는 구별된다.

기어박스에 윤활유를 규정된 유면(오일 게이지 선)까지만 채우는 것이 원칙이며, 오일을 가득 채우는 것은 올바른 정비 방법이 아니다. 오일량이 과다하면 기어의 회전 시 오일 교반 저항이 커져 동력 손실과 발열이 증가하고, 거품(포밍) 발생이나 오일 누유(실 손상)의 원인이 될 수 있다.
반면 무리한 힘을 가하지 않고 분해하는 것, 분해 전 기계 구조를 충분히 검토하는 것, 분해한 작은 부품을 상자나 통에 구분하여 보관하는 것은 모두 분해 작업 시 지켜야 할 올바른 유의사항이다.

양정 10m 이하의 저양정 펌프에서 토출량을 조절하는 유량 제어용 밸브로는 나비형 밸브(버터플라이 밸브)가 널리 쓰인다. 원판 모양의 디스크를 회전시켜 개도를 조절하는 구조로, 구조가 간단하고 개폐·유량 조절 조작이 쉬워 저압·저양정 배관에 적합하다.
푸트 밸브는 흡입 배관 끝에 설치되어 역류를 막고 이물질 유입을 차단하는 밸브, 감압 밸브는 1차측 압력을 낮추어 일정한 2차측 압력을 유지하는 밸브, 체크 밸브는 유체의 역류를 방지하는 밸브로, 모두 토출량 조절을 목적으로 하는 밸브는 아니다.

사진은 큰 링기어와 작은 피니언이 직각으로 교차하는 두 축 사이에 물려 있는 베벨기어 한 쌍이다. 잇줄이 원뿔 꼭짓점을 향한 직선이 아니라 바깥지름에서 안쪽으로 휘어진 곡선으로 나 있고, 원뿔의 모직선에 대해 비틀려 있다. 이런 잇줄을 가진 것이 스파이럴 베벨기어다.
잇줄이 곡선이면 이 하나가 물리기 시작해 떨어질 때까지 물림이 서서히 이어지고 동시에 물리는 이의 수(물림률)가 커진다. 그 결과 하중이 여러 개의 이로 분산되어 소음과 진동이 적고 고속·큰 하중 전동에 유리하다. 다만 곡선 잇줄을 깎으려면 전용 절삭기와 정밀한 조립이 필요해 제작이 어렵고, 축방향 추력이 생겨 베어링 설계에 주의해야 한다.
비교하면 직선 베벨기어는 잇줄이 원뿔 꼭짓점을 향한 직선이어서 제작은 쉽지만 물림 충격과 소음이 크고, 크라운 베벨기어는 피치원뿔각이 90°가 되어 평판처럼 생긴 기어이며, 제롤 베벨기어는 잇줄이 곡선이지만 비틀림각이 0°여서 축방향 추력이 작은 형식이다.