초정밀 광각판 및 대면적 센서 제조에서 전통적인 평면 2차원 변위 센서가 가진 기술적 한계점을 해결하기 위해 공간 교번 자기장을 기반으로 한 평면 2차원 변위 측정 방식을 제안하였다. 일정 길이 평면에 균일 등간격으로 배치된 사인/코사인 자극 코일에 시간 직교 자극 전류를 인가하여 공간 2차원 교번 자기장을 구성하고, 공간 2차원 변위와 시간 기준 간의 매핑 관계를 구축하였다. "차원 판단 + 변위 디커플링"의 결합 측정 모델을 통해 평면 2차원 변위 측정을 구현하였으며, 이동 치수 판단 유도 코일 배열 출력 신호를 이진화한 후 조합 논리로 차원을 판단하였다; 이동 치수 2차원 차동 배치 변위 유도 코일 배열을 이용해 교번 자기장을 포착하여 공간 변위 런웨이 신호를 얻고, 위상 비교를 통해 2차원 변위를 디커플링하였다. 전자기 시뮬레이션을 통해 평면 2차원 시간 격자 변위 측정 모델에 대한 오차 분석을 수행하였다. 시제품을 제작하고 실험 플랫폼을 구축하였으며, 실험 결과 센서가 120 mm × 120 mm 유효 측정 범위 내에서 X 방향 최대 측정 오차가 ±9.4 µm 이하, Y 방향 최대 측정 오차가 ±9.7 µm 이하, 2차원 변위 측정 해상도가 0.15 µm임을 보여주었다. 밀리미터 크기의 자극 및 유도 코일을 이용해 평면 2차원 마이크로 미터급 측정 정밀도를 달성하여, 원리상으로 전통적 평면 2차원 변위 센서의 초정밀 광각판 제한을 극복하였으며, 센서 가공 난이도를 낮추어 이론적 연구 의의와 공학적 응용 가치를 갖는다.

2차원 변위 측정;교번 자기장;시간 격자 센서;결합 측정