근접센서 Hysteresis와 Repeat Accuracy 차이｜ON·OFF 거리와 반복정확도 해석
근접센서 데이터시트를 보면 Hysteresis와 Repeat Accuracy라는 항목이 함께 표시되는 경우가 있습니다.
둘 다 감지거리와 관련되어 있지만 의미는 다릅니다.
Hysteresis는 접근할 때 켜지는 위치와 멀어질 때 꺼지는 위치의 차이, Repeat Accuracy는 같은 조건에서 반복 검출했을 때 스위칭 위치가 얼마나 일정한지를 나타냅니다. Pepperl+Fuchs도 두 항목을 서로 다른 센서 특성으로 정의합니다.
Hysteresis란?
검출물체를 근접센서 쪽으로 천천히 이동시키면 특정 위치에서 출력이 ON됩니다.
그 상태에서 물체를 다시 멀리 이동시키면 정확히 같은 위치에서 OFF되지 않고, 약간 다른 위치에서 출력이 바뀔 수 있습니다.
이 두 스위칭 위치 사이의 차이가 Hysteresis입니다.
개념적으로는 다음과 같이 볼 수 있습니다.
Hysteresis = |ON 위치 – OFF 위치|
즉 센서에는 하나의 전환점만 있는 것이 아니라 접근할 때와 이탈할 때 서로 다른 경계가 존재할 수 있습니다.
숫자로 보면 더 쉽게 이해할 수 있다
다음은 원리를 설명하기 위한 가상 예시이며 특정 제품의 사양이 아닙니다.
검출물이 센서에 접근할 때:
4.0mm에서 ON
다시 멀어질 때:
4.3mm에서 OFF
라면 ON과 OFF 사이의 거리 차이는 약 0.3mm입니다.
중요한 것은 실제 Hysteresis 값이 센서 모델마다 다르다는 점입니다.
인터넷에서 찾은 일정한 비율을 모든 센서에 적용하기보다 사용 중인 센서 데이터시트의 Hysteresis 값을 확인해야 합니다.
Hysteresis가 필요한 이유
검출물이 스위칭 경계 부근에서 미세하게 진동하거나 위치가 조금씩 변한다면 ON과 OFF가 계속 반복될 수 있습니다.
Hysteresis는 접근과 이탈의 전환점을 분리해 이런 경계 부근에서 보다 안정적인 스위칭에 도움이 됩니다.
하지만 Hysteresis가 크다고 항상 좋은 것은 아닙니다.
정확한 위치에서 ON과 OFF가 모두 이루어져야 하는 설비에서는 두 전환점의 차이도 확인해야 합니다.
따라서 크고 작음 자체보다 적용 목적에 맞는지가 중요합니다.
Repeat Accuracy란?
Repeat Accuracy는 같은 조건에서 동일한 검출물을 반복 측정했을 때 스위칭 위치의 편차가 얼마나 작은지 나타내는 값입니다.
예를 들어 처음에는 4.00mm에서 ON되고 다음에는 4.05mm, 또 다음에는 3.98mm에서 ON된다면 반복 스위칭 위치에 편차가 있는 것입니다.
Pepperl+Fuchs는 Repeat Accuracy를 정해진 조건에서 유효 동작거리의 반복 변화를 나타내는 값으로 설명합니다. 시험조건에는 온도와 공급전압 등의 조건도 포함됩니다.
Hysteresis와 Repeat Accuracy 차이
| 구분 | Hysteresis | Repeat Accuracy |
|---|---|---|
| 비교 대상 | 접근 ON 위치와 이탈 OFF 위치 | 반복된 스위칭 위치 |
| 핵심 질문 | ON과 OFF 위치가 얼마나 다른가? | 같은 위치에서 계속 동작하는가? |
| 주요 의미 | 스위칭 경계 차이 | 반복 검출의 일관성 |
| 현장 확인 | 물체를 접근·이탈시켜 비교 | 같은 방향으로 여러 번 반복 측정 |
| 데이터시트 | Hysteresis, H | Repeat Accuracy, R |
두 값은 서로 대체할 수 없습니다.
Hysteresis가 작다고 Repeat Accuracy가 반드시 좋은 것도 아니고, Repeat Accuracy가 좋다고 ON·OFF 거리 차이가 작은 것도 아닙니다.
실제 센서 데이터시트에서는 어떻게 표시될까?
아래 수치는 특정 센서 모델의 예시이며 모든 근접센서의 기준값이 아닙니다.
Pepperl+Fuchs NBB5-18GM50-E2-T-V1 모델은 다음과 같이 표시됩니다.
| 항목 | 특정 모델 사양 |
|---|---|
| Rated Operating Distance | 5mm |
| Assured Operating Distance | 0~4.05mm |
| Hysteresis | 0.04~1.15mm |
| Repeat Accuracy | 0.15mm |
같은 제품 데이터시트 안에서도 Hysteresis와 Repeat Accuracy가 각각 별도의 항목으로 명시되어 있습니다.
이 수치를 다른 M18 센서나 다른 제조사 제품에 그대로 적용하면 안 됩니다.
반복 위치 검출에서는 무엇을 봐야 할까?
부품 위치나 실린더 위치처럼 매번 같은 지점에서 센서가 동작해야 한다면 Repeat Accuracy를 확인합니다.
단순 감지거리만으로는 반복 스위칭 위치의 일관성을 판단할 수 없습니다.
부품 위치 확인, 실린더 위치 검출, 반복 정지 위치처럼 같은 지점에서 반복 검출이 필요한 경우에는 감지거리와 함께 Repeat Accuracy를 확인하는 것이 좋습니다.
ON과 OFF 위치가 중요한 경우
검출물이 센서 앞을 왕복하거나, 접근 후 다시 이탈하는 동작을 한다면 Hysteresis도 중요합니다.
특히 센서 경계 근처에서 대상물이 진동하는 설비에서는 접근과 이탈 시 출력이 어떻게 변하는지 실제로 확인하는 것이 좋습니다.
현장에서는 다음과 같이 테스트할 수 있습니다.
- 대상물을 센서에 천천히 접근시킵니다.
- 출력이 ON되는 위치를 표시합니다.
- 대상물을 다시 천천히 멀리 이동시킵니다.
- 출력이 OFF되는 위치를 표시합니다.
- 두 위치 차이를 확인합니다.
빠르게 움직이는 설비에서는 센서의 Switching Frequency 같은 다른 사양도 함께 확인해야 합니다.
Hysteresis와 감지거리를 혼동하면 안 된다
Sensing Distance 5mm라고 해서 Hysteresis도 5mm라는 의미는 아닙니다.
정격 감지거리는 센서가 검출 대상을 감지하는 기본 거리 특성이고, Hysteresis는 접근·이탈 시 스위칭 위치의 차이입니다.
따라서 데이터시트에서 각각 별도의 항목으로 확인해야 합니다.
IEC 60947-5-2 역시 근접스위치의 감지범위와 동작거리 등에 대한 요구사항을 다루는 국제표준입니다.
금속 재질에 따라 ON 위치가 달라진다면?
검출 대상이 철에서 알루미늄이나 구리로 바뀌면 센서의 기본 감지거리 자체가 달라질 수 있습니다.
이것은 Hysteresis 문제가 아니라 Reduction Factor와 관련된 현상입니다.
금속 재질에 따른 감지거리 변화는 아래 글에서 별도로 확인하면 됩니다.
유도형 근접센서 Reduction Factor란? 금속 재질별 감지거리 계산법
설치 후 감지거리가 예상과 다르다면?
또 다른 원인은 센서 주변의 금속입니다.
Shielded와 Unshielded 센서는 주변 금속의 영향을 받는 방식과 설치조건이 다릅니다.
따라서 Mounting 문제는 Hysteresis 설명과 섞지 않고 아래 글에서 별도로 확인하는 것이 좋습니다.
Shielded와 Unshielded 근접센서 차이｜감지거리와 설치 방법
현장에서 값이 일정하지 않을 때 점검 순서
센서가 매번 다른 위치에서 동작하는 것처럼 보인다면 바로 센서를 교체하기보다 다음 순서로 확인합니다.
- 같은 검출물을 사용합니다.
- 항상 같은 방향으로 접근시킵니다.
- 스위칭 위치를 여러 번 확인합니다.
- 접근과 이탈 위치를 따로 기록합니다.
- 센서 고정상태와 대상물의 흔들림을 확인합니다.
- 데이터시트의 Repeat Accuracy와 Hysteresis를 확인합니다.
- 실제 결과가 제조사 사양과 크게 다른지 비교합니다.
이렇게 하면 Hysteresis 문제인지, 반복성 문제인지, 기계적인 위치 흔들림인지 구분하기 쉬워집니다.
데이터시트에서 같이 확인할 항목
| 항목 | 확인 목적 |
|---|---|
| Rated Operating Distance | 기준 감지거리 |
| Assured Operating Distance | 보장 동작범위 |
| Hysteresis | 접근·이탈 스위칭 차이 |
| Repeat Accuracy | 반복 검출 위치의 일관성 |
| Switching Frequency | 빠른 대상 검출 가능 여부 |
| Target 조건 | 사양 측정에 사용한 기준물체 |
이 글에서는 이 가운데 Hysteresis와 Repeat Accuracy의 차이를 구분하는 것이 핵심입니다.
자주 묻는 질문
Hysteresis가 작을수록 무조건 좋은 센서인가요?
그렇게 단정할 수 없습니다.
필요한 ON·OFF 전환 특성은 설비의 움직임과 요구조건에 따라 달라집니다.
제품 간 비교는 해당 애플리케이션에 필요한 스위칭 특성을 기준으로 해야 합니다.
Repeat Accuracy가 0이면 항상 같은 위치에서 동작하나요?
실제 센서는 제조사에서 정한 조건과 오차 범위를 갖습니다.
Repeat Accuracy 사양을 확인하고 실제 설치환경의 진동, 대상물 위치, 온도 같은 조건도 함께 봐야 합니다.
Hysteresis와 Repeat Accuracy는 같은 측정인가요?
아닙니다.
Hysteresis는 접근과 이탈의 차이, Repeat Accuracy는 같은 동작을 반복했을 때의 일관성을 의미합니다.
정리
근접센서의 Hysteresis와 Repeat Accuracy는 둘 다 스위칭 위치와 관련되지만 의미는 명확히 다릅니다.
Hysteresis
→ 접근할 때 ON되는 위치와 이탈할 때 OFF되는 위치의 차이
Repeat Accuracy
→ 같은 조건에서 반복했을 때 스위칭 위치가 얼마나 일정한지
따라서 센서 데이터시트를 볼 때 단순히 감지거리만 확인하지 말고, 반복 위치 검출이 중요하다면 Repeat Accuracy를, 접근·이탈 시 전환 위치가 중요하다면 Hysteresis를 함께 확인하는 것이 좋습니다.
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유도형 근접센서 Reduction Factor란? 금속 재질별 감지거리 계산법
Shielded와 Unshielded 근접센서 차이｜감지거리와 설치 방법
참고자료
- IEC 60947-5-2 — Proximity switches
근접스위치의 동작거리와 검출 특성에 관한 국제표준입니다. - Pepperl+Fuchs — Operating Distance as Central Characteristic
Hysteresis, Repeat Accuracy, Rated/Assured Operating Distance의 정의와 시험조건을 설명합니다. - Pepperl+Fuchs NBB5-18GM50-E2-T-V1 Datasheet
이번 글에서 사용한 Hysteresis와 Repeat Accuracy 수치는 이 특정 모델의 실제 사양 예시입니다.
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