온도 조절기 문제
Horowitz (조영필 역)
3.4.4. 온도 조절기 문제
새로운 온도 조절 장치가 제안되었다. 온도 조절기는 희망하는 최대 및 최소 온도에서 색상이 변하는 두 가지 재료로 구성된다. 특수 감지기가 색상 변화를 감지하고 적절한 시간에 가열 프로세스를 시작/중지한다. 올바른 재료를 선택하기 위해 화학 실험실은 각 재료의 색상이 변하는 정확한 온도를 결정하도록 요청받았다.
연구소는 재료를 점차적으로 가열하면서 재료의 온도를 지속적으로 모니터링하는 측정 프로세스를 개발했다. 색이 변하면 간단한 온도계로 인지하고 기록한다. 이 프로세스를 처음 시도했을 때 문제가 나타났다. 온도계의 시간 지체로 인해 측정이 충분히 정확하지 않았다. 측정된 온도는 실제로 필요한 온도보다 낮았다.
[충분조건 분석]
문제의 세계:
시스템 객체: 테스트 재료, 온도계, 히터
주변 객체: 모든 실험실 장비
문제 특성:
UDE: 측정이 정확하지 않음 – 관련 속성: 가열 속도
[조건을 준수하지 않는 해결책]
해결책 1. 재료의 가열 속도를 줄여 온도계의 시간 지체를 줄인다.
이 해결책은 새로운 유형의 객체가 추가되지 않았고 개념이 변경되지 않았기 때문에 CW조건을 충족한다. 그러나 가열 속도와 온도계 지연과 관련된 부정확도 간의 관계가 질적으로 변경되지 않았기 때문에 분명히 QC조건을 만족하지 않는다.
해결책 2. 단계적으로 가열하여 매번 온도가 안정화되도록 하여 정적 조건에서 측정을 수행한다.
이 프로세스는 새로운 통제 시스템의 도입이 필요하기 때문에 이 아이디어는 CW조건을 만족하지 않는다. 이 솔루션은 또한 가열 속도를 높이면 여전히 정확도가 떨어지기 때문에 QC조건을 충족하지 않는다.
해결책 3. 적외선과 같은 다른 기술을 기반으로 한 측정 장치를 사용한다.
이 해결책은 가열되면 팽창하는 재료를 사용하는 단순한 온도계의 개념을 제거하기 때문에 CW조건을 만족하지 않는다. 또한 모든 온도 측정 장치는 여전히 가열 속도 관련 시간 및 관련 부정확성을 겪을 것이기 때문에 QC 조건을 충족하지 않는다.
[발명적 해결책]
해결책 4. 시간에서의 온도를 공간에서의 온도로 변경하여 색상 변화 지점의 온도에 대한 완전히 정적인 측정을 만든다 (그림 3-6 참조). 이 아이디어는 한쪽 끝은 일정한 온도 T1으로, 다른 한쪽 끝은 일정한 온도 T2로 가열하여 금속막대 표면의 색상을 분산시킴으로써 구현된다.
그림 3-6. 색상 변화 문제 해결책이 해결책은 여전히 간단한 온도계가 사용되므로 CW조건을 만족한다 (히터 2개가 필요하지만 증식은 허용). 가열 속도는 정확도와 전혀 무관하기 때문에 QC조건도 충족한다. 시스템이 안정적인 상태에 도달하는 즉시 표준 온도계를 사용하여 측정을 수행할 수 있다.
Horowitz의 박사학위 논문에서 (2021. 8. 21)
