“힘 측정클럽을 힘 측정ㆍ응용분야 국내 최대 커뮤니티로 만들겠다”

“힘 측정클럽을 힘 측정ㆍ응용분야 국내 최대 커뮤니티로 만들겠다” 산업ㆍ연구현장 첨단 분야로 활동 범위 넓힐 예정

자동차 충돌 시험, 자동차 부품 조립, 현수교 건설, 우주왕복선 발사, 인공위성 자세 제어…. 이 모든 것과 관계있는 측정클럽은 바로 힘 측정클럽이다.   자동차 충돌 시험은 자동차가 충격을 받았을 때 얼마만큼의 힘을 받느냐를 측정하는 것이다. 부품을 조립할 때는 토크(비트는 힘)를 재면서 나사를 조이게 된다. 이 때문에 자동차 생산 공장에서 길이 센서 다음으로 많은 것이 토크 센서다. 또한 자동차 출력은 마력과 토크로 표시된다. 기둥에 와이어를 매단 형태의 교량인 현수교 역시 와이어에 걸리는 장력을 측정하면서 건설된다. 우주왕복선 발사 시 필요한 추진력은 30 MN에 달한다. 인공위성 위치 제어에도 힘 측정은 중요한 요소다. 우주공간에는 공기마찰이 없기에 작은 힘에 큰 영향을 받는다. 따라서 인공위성은 아주 미세한 힘을 가하면서 자세를 제어해야 한다. 세포 간에도 작지만 힘이 작용하고 있음도 무시할 수 없다. 생물학 분야에서도 물리량인 힘을 간과해선 안된다는 것이다.   이처럼 힘은 전통 산업부터 첨단 산업까지 응용분야가 무궁무진하다. 힘 측정클럽 간사인 한국표준과학연구원 질량힘센터 박연규 박사에 따르면 힘 표준의 범위는 10-13 N부터 107 N까지 아주 넓다. ◆ 힘은 세계선도 측정분야…자타 공인 세계 최고 수준 연구 자부   “올해 하반기부터는 산업과 연구 현장에서의 첨단 측정분야 등으로 범위를 넓혀 측정클럽 활동을 진행할 예정입니다.”   힘 측정클럽의 전신은 2000년대 초반 결성된 힘 연구 교류회다. 힘 연구실이 국가지정연구실로 선정되면서 연구실 미션 중 하나로서 교류회가 탄생하게 됐다. 교류회에는 산업계ㆍ학계 등 다양한 구성원이 참여해왔다. 그러나 측정클럽으로 출범한 후 교정기관 위주로 회원사가 꾸려졌고 산업현장 측정기술 지원분야는 상대적으로 자주 다뤄지지 못했다. 특히 ‘무게’가 기본단위인 ‘질량’에서 파생된 유도단위이기에 질량 측정클럽의 회원들과 힘 측정클럽 회원들이 겹치는 경우가 많았다. 이같은 점을 고려해 힘 측정클럽은 그동안 질량 측정클럽과 워크숍과 운영위원회 등을 개최했고 자연스럽게 첨단 산업측정 응용과 관련된 활동은 위축될 수밖에 없었다.   박연규 박사는 “강도 시험기 교정은 힘 클럽에서 담당하고 안전계측 분야도 힘과 큰 관련이 있는 만큼 산업전체에서의 힘 측정 시장 규모는 상당하다”며 “이제는 현장의 목소리를 반영하면서 첨단 측정기술 수요를 따라잡는데 힘을 쏟을 때”라고 강조했다. 하반기부터 힘 측정클럽만의 운영위원회와 워크숍을 개최할 복안도 가지고 있다.   힘 측정클럽을 이끄는 힘 연구실은 자타공인 세계 최고 수준의 연구를 하고 있다고 자부한다. 현재 107 N 이상에서의 힘 표준을 만들기 위한 연구를 진행하고 있다. 또한 연간 26억의 예산을 투입해 2014년까지 1 MN 실하중 힘 표준기를 개발하는 작업에도 뛰어들었다. 세계 최초로 0.1 pN 표준을 정하는 연구 역시 힘 연구실의 연구범위에 속한다.   “힘은 한국표준과학연구원 20개 선도 분야 중 세계선도 측정분야기도 합니다. 저희 연구실 내 웬만한 표준기는 자체 개발한 것이죠. 이러한 연구개발 능력을 바탕으로 산업체와 긴밀히 연계해 힘 측정클럽을 힘 측정 및 응용분야 국내 최대 커뮤니티로 키워내겠습니다.” 보통 사람들은 무게와 질량을 혼동해 사용한다. 정확하게 말하면 무게는 N(뉴턴)이란 단위를 쓰고 질량(kg)에 중력 가속도를 곱한 값으로 산출된다. 식으로 나타나면 무게(N) = 질량(kg)*9.8(중력 가속도, 단위는 m/s2)다.   무게를 숫자로 표시하는 원리는 다음과 같다. 전자저울에는 무게 측정에 필수적인 측정소자인 로드셀이 들어있다. 로드셀은 무게를 받으면 압축되거나 늘어나는 등 변형을 일으키는데 이 변형량을 측정해 전기신호로 검출 한 뒤 디지털 신호로 바꾸면 무게가 숫자로 나타난다.