KR0125144B1 - 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템 - Google Patents
써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템Info
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Abstract
본 써미스터의 저항－온도 특성 자동 측정시스템은 PTC/NTC 써미스터 소자에 대한 온도증가에 따른 저항변화를 컴퓨터를 이용하여 자동측정하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 시스템은 써미스터의 온도대 저항 특성을 측정하기 위한 써미스터의 저항－온도 특성 자동측정시스템에 있어서, 저항－온도 특성 측정을 총괄하기 위한 컴퓨터, 컴퓨터에 의해 제어되어 －30℃에서 400℃까지의 온도환경을 설정하고 샘플소자의 저항값과 온도값을 측정하기 위한 챔버, 컴퓨터에 의해 제어되어 온도변화에 따른 상기 샘플소자의 저항값을 측정하기 위하여 상기 챔버의 초기저항값을 제로화하기 위한 브리지 밸런스 유니트, 상기 컴퓨터에 의해 제어되어 상기 브리지 밸런스 유니트의 정전류 및 정전압을 제공하기 위한 직류파워 공급부 및 컴퓨터에 의해 제어되어 챔버에서 측정된 온도값 및 저항값을 기록 및 표시하고, 상기 기록된 온도값 및 저항값을 상기 컴퓨터로 제공하기 위한 하이브리드 레코더를 포함하도록 구성된다.
Description
제1도는 종래의 저항－온도측정 측정장치이고,
제2도는 본 발명에 따른 써미스터의 저항－온도특성 자동 측정시스템이고,
제3도는 제2도에 도시된 시스템의 동작순서이고,
제4도는 본 발명에 따른 시험결과 예로서 PTC의 경우이고,
제5도는 본 발명에 따른 시험결과 예로서 NTC의 경우이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
201 :모니터 202 : 컴퓨터
203 : 프린터 204 : 챔버
205 : 하이브리드 기록기 205 : DC 파워공급부
207 : 브리지밸런스유니트.
본 발명은 써미스터(Thermistor)의 온도에 따른 저항변화를 측정하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 컴퓨터를 이용하여 써미스터의 온도대 저항 특성을 자동으로 측정하기 위한 저항－온도특성 자동측정시스템에 관한 것이다.
써미스터는Thermally Sensitive Resistor의 합성어로서, 온도의 변화에 대해서 저항값이 바뀌는 저항기를 말한다. 이러한 써미스터에는 온도상승에 대해서 저항값이 내려가는 것을 부온도 특성(Negative Temperature Coefficient : NTC) 써미스터라(고 하며, 일반적으로 써미스터라고 하면 이것을 가르킨다. 이와 반대로 온도와 더불어 저항값이 올라가는 정온도 특성Positive Temperature Coefficient : PTC) 써미스터가 있다.
이러한 써미스트의 온도대 저항 특성 측정을 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 멀티미터(100), 히터(102), 실리콘 오일(103), 열전쌍(Thermocouple, 104), 샘플을 장착하기 위한 측정지그(JIG)용 샘플홀더(106), 리드와이어(105), 써미스터 샘플(107), 콘트롤러(108), 레코더(109), 실리콘 오일바스(Silicon Oil Bath, 110)로 구성되어 있는 측정장비를 통하여 이루어졌다. 제1도에 도시된 측정장비는 온도변화에 따른 저항의 변화를 측정하기 위하여, 우선 히터(102)를 가동하고, 히터(102)의 가동에 의하여 상승되는 실리콘오일(3)의 온도를 열전쌍(104)를 통해 검출하여 레코더(109)에 자동 기록되도록 전송한다.
샘플홀더(106)에 끼워진 샘플(107)의 저항값은 리드와이어(105)를 통해 멀티미터(100)로 전송되어 사용자는 레코더(109)와 멀티미터(100)를 통해 표시되는 저항 및 온도값으로 현재 장착되어 있는 샘플의 비저항값을 다음(1)식에 의하여 수작업으로 계산하였다. 이때 승온속도는 콘트롤러(108)에 의해 조정한다.
여기서 ρ는 비저항(Ω · ㎝)이고, Ｒ은 측정저항값( Ω이고), t는 샘플의 두께(㎝)이고, A는 샘플의 단면적(㎠)이다.
그러나 상술한 바와 같이 동작하는 저항－온도 특성 측정장치는 저온영역(－30℃ 상온)에서의 저항값 측정은 불가능하며, 정밀한 홀더를 제작하지 않는 한 샘플(107)과 샘플홀더(106)간에 필연적으로 발생하는 접촉저항에 의한 저항편차를 극복할 수 없으며, 열전쌍(104)을 샘플(107)에 부착시키기 곤란하므로 PTC 소자의 경우에는 온도상승에 따른 자체 발열효과로 인하여 정확한 온도측정은 할 수 없는 문제가 있었다. 또한 멀티미터(100)에 연결된 리드와이어(105)의 온도증가로 인한 선저항 증가로 써미스터소자(107)의 정확한 저항값 측정이 불가능하며, 데이타수동측정으로 신뢰성 확보에 문제점이 제거되었다.
따라서 본 발명의 목적은 PTC/NTC 써미스터 소자에 대한 온도증가에 따른 저항변화를 컴퓨터를 이용하여 자동측정하기 위한 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템을 제공하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 써미스터의 온도대 저항특성을 측정하기 위한 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템에 있어서, 저항-온도 특성 측정을 총괄하기 위한 컴퓨터, 컴퓨터에 의해 제어되어 -30℃에서 400℃까지 소정범위의 온도환경을 설정하고 샘플소자의 저항값과 온도값을 측정하기 위한 챔버, 컴퓨터에 의해 제어되어 온도변화에 따른 샘플소자의 저항값을 측정하기 위하여 챔버내의 초기저항값을 제로화하기 위한 브리지 밸런스 유니트, 컴퓨터에 의해 제어되어 브리지 밸런스 유니트의 정전류 및 정전압을 제공하기 위한 직류 파워공급부, 및 컴퓨터에 의해 제어되어 챔버에서 측정된 온도값 및 저항값을 기록 및 표시하고, 기록된 온도값 및 저항값을 컴퓨터로 제공하기 위한 하이브리드 레코더를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 따라 컴퓨터를 이용한 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템의 블록도로서, 측정데이타 입력을 위한 메뉴 및 측정결과 데이터 등을 디스플레이하기 위한 모니터(201), 본 발명에 따른 써미스터의 저항-온도 특성 측정을 운용하기 위한 컴퓨터(202), 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 측정결과를 출력하기 위한 프린터(203), 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 설정된 온도내에서 장착된 써미스터(도시되지 않음)의 온도 및 저항을 측정하는 기능을 갖는 챔버(204), 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 챔버(204)에서 출력되는 온도 및 저항값을 기록 및 표시하고 기록되는 온도 및 저항값을 컴퓨터(202)로 전송하는 하이브리드 레코더(205), 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 상기 챔버(204)내의 후술할 측정지그(2042)의 측정초기저항을 제로화하기 위한 브리지 밸런스 유니트(207), 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 상기 브리지 밸런스 유니트(207)로 정전압 및 정전류를 공급하기 위한 DC(Direct Current) 파워공급부(206)로 구성되어 온도특성과 전기적 특성시험을 동시에 처리한다. 여기서 컴퓨터(202)는 개인용(Personal Computer)를 이용할 수 있고, 챔버(204)는 컴퓨터(202)에 의해 제어되어 챔버(204)가 운용될 온도범위를 제어하기 위한 온도제어기(2041)와 10개의 써미스터를 측정하기 위하여 10개의 채널을 구비한 측정용 지그(jig:2042)를 포함하도록 구성된다. 또한, 컴퓨터(202)와 프린터(203), 컴퓨터(202)와 브리지 밸런스 유니트(207)간은 PIO(Parallel Input/Output) 방식에 의하여 접속되고, 컴퓨터(202)와 하이브리드 레코더(205), 컴퓨터(202)와 DC 파워공급부(206)간은 GPIB(General Purpose Interface Bus)방식으로 접속되고, 컴퓨터(202)와 챔버(204)간은 RS-232C 방식으로 접속된다.
제3도는 제2도와 같이 구성된 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템의 동작순서도이다.
그러면 제2도 및 제3도을 결부시켜 본 발명에 따른 일실시예의 동작을 설명하기로 한다.
우선, 제301단계에서 각 기기의 전원을 온한 후, 제302단계로 진행되어 컴퓨터(202)의 출력수단인 모니터(201)상에 디스플레이되는 구성(Configuration) 메뉴를 통해 측정조건을 입력하게 된다. 즉, 소자(써미스터)가 설치될 채널, PTC/NTC 항목, 측정명, 날짜, 데이터수집속도, 승온속도, 각 채널별 소자의 두께, 단면적등을 포함한 데이타를 입력하게 된다. 시험조건이 컴퓨터(202)를 통해 입력되면, 각 측정 기기간의 설정환경을 자동적으로 조정되며, 사용자는 풀다운(Full Down) 메뉴방식에 의해서 측정기의 설정환경을 자유롭게 변경할 수 있다.
이와 같이 시험조건이 입력되면, 제303단계로 진행되어 컴퓨터(202)는 설정온도영역에서 정밀한 저항값을 측정하기 위하여 브리지 밸런스 유니트(207)를 제어하여 측정용 지그(2042)의 각 채널의 초기저항을 제로(0)화하고, 하이브리드 레코더(205)의 상태를 초기화한다. 브리지 밸런스 유니트(207)의 초기저항 제로화값은 (P＋, S＋, DUMMY WIRE, S－, P－)단자를 통해 지그(2042)내의 각 채널로 전달되고, 하이브리드 레코더(205)의 초기화 제어신호는 (CH－1 OUT∼CH－10 OUT)를 통해 전달된다. 그리고 제304단계로 진행되어 샘플소자를 해당 지그(2042)내의 10개 채널(CH－1, …, CH－10)에 장착하고, 제305단계로 진행되어 측정을 시작한다.
그 다음 제306단계로 진행되어 측정을 시작하게 되는데, 이때 챔버(204)는 RS－232C 버스를 통해 컴퓨터(202)에서 제공되는 운용가능한 온도범위와 승온속도에 대한 제어신호를 온도제어기(2041)로 전송하여 챔버(204)의 온도가 설정범위내에서 상승 또는 하강하도록 하고, 승온속도는 자동조정되도록 하여 지그(2042)내의 각 채널에서 측정된 온도는 (Pt－1001, 2)단자를 통해 하이브리드 레코더(205)로 전송되도록 하고, 저항값은 (TC－1, 2, 3, 4)단자를 통해 하이브리드 레코더(205)로 전송되도록 한다. 이때 챔버(204)에서 사용되는 온도측정 센서소자로는 백금(Pt)을 사용한다. 또한, 챔버(204)는 10개 소자를 동시에 측정할 때, 온도분포가 균일하도록 함은 물론 주위온도가 불변하도록 구성된다.
하이브리드 레코더(205)는 레이지 절환, 적정레인지 셋팅을GPIB(General Purpose Interface Bus)를 통해 인가되는 컴퓨터(202)의 제어신호에 의하여 자동조절되면서, 챔버(204)로부터 인가된 온도 및 저항값을 사용자가 인식할 수 있도록 표시함과 동시에 컴퓨터(202)로 인가된 온도 및 저항값을 전송한다. 이때, 하이브리드 레코더(205)는 챔버(204)로부터 제공되는 온도 및 저항값을 모두 스캔할 수 있는 고속스캔기능을 갖고, 지그(2042)내의 각 채널에 장착된 샘플에 대한 저항 및 온도값을 각각 표시할 수 있도록 구성된다.
그 다음 제307단계로 진행되어 컴퓨터(202)는 이와 같은 측정처리에 의하여 하이브리드 레코더(205)로부터 인가된 저항－온도 특성 데이터를 수집한다. 컴퓨터(202)는 지그 (2042)내에 온도를 센싱하기 위하여 백금을 이용하였으므로 백금에 대한 온도 대 저항치를 컴퓨터(202)에 입력시킨 후, 측정시 읽어낸 소자의 온도 대 저항치에서 감하여 보정해 주므로써 소자 자체의 저항 대 온도 특성치를 구할 수 있다.
이와 같이 수집된 데이터에 대하여 컴퓨터(202)는 우선 모니터(201)를 통해 측정된 온도－저항 특성곡선을 디스플레이하면서 측정을 종료하고(제308, 309단계), 측정된 데이터는 컴퓨터(202)내에 보관한다(제310단계). 이때 사용자에 의하여 프린터(203)를 통한 출력이 요구되면, 제311단계로 진행되어 보관된 데이터를 분석 및 연산한 뒤, 제312단계에서 프린터(203)를 통해 저항－온도 특성 곡선에 대한 보고서를 출력한다. 출력된 예를 제4도 및 제5도를 통해 제시한다. 여기서, 제4도의 경우는 PTC의 경우이고, 제5도는 NTC의 경우이다.
상술한 바와같이 본 발명은 써미스터 소자의 온도증가에 따른 저항변화를 컴퓨터를 이용하여 자동측정함으로써, 컴퓨터에 내장된 다양한 소프트웨어에 의하여 효율적인 운영을 할 수 있을 뿐 아니라 －30℃∼400℃에 이르는 폭넓은 온도범위에서의 저항값 측정이 가능하며, 종래의 측정장치에서 나타나는 저항편차를 브리지 밸런스 유니트를 통하여 극소화할 수 있다. 또한 챔버내의 온도변화를 균일하게 조정하므로써 10개 소자 동시 측정시 편차를 줄일 수 있는 이점이 있다.
Claims (3)
- 써미스터의 온도 대 저항 특성을 측정하기 위한 써미스터의 저항－온도 특성 자동측정 시스템에 있어서, 상기 저항－온도 특성 측정을 총괄하기 위한 컴퓨터, 상기 컴퓨터에 의해 제어되어 소정범위의 온도환경을 설정하고 샘플소자의 저항값과 온도값을 측정하기 위한 챔버, 상기 컴퓨터에 의해 제어되어 온도변화에 따른 상기 샘플소자의 저항값을 측정하기 위하여 상기 챔버의 초기저항값을 제로화하기 위한 브리지 밸런스 유니트, 상기 컴퓨터에 의해 제어되어 상기 브리지 밸런스 유니트의 정전류 및 정전압을 제공하기 위한 직류 파워공급부 및 상기 컴퓨터에 의해 제어되어 상기 챔버에서 측정된 온도값 및 저항값을 기록 및 표시하고, 상기 기록된 온도값 및 저항값을 상기 컴퓨터로 제공하기 위한 하이브리드 레코더를 포함함을 특징으로 하는 써미스터의 저항－온도 특성 자동측정시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버의 상기 온도 환경에 대한 범위는 －30℃에서 400℃로 설정함을 특징으로 하는 써미스터의 저항－온도 특성 자동측정시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 챔버는 상기 컴퓨터로부터 인가되는 온도제어신호에 의하여 상술한－30℃에서 400℃ 범위내에서 운용이 가능하도록 온도범위를 제어하고 승온속도를 제어하기 위한 온도제어기와 복수의 채널을 구비하여 상기 써미스터를 장착하여 온도 및 저항값을 측정하기 위한 지그를 포함함을 특징으로 하는 써미스트의 저항－온도 특성 자동측정시스템.
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| KR1019940036593A KR0125144B1 (ko) | 1994-12-24 | 1994-12-24 | 써미스터의 저항-온도 특성 자동측정시스템 |
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Publications (2)
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| KR960024404A KR960024404A (ko) | 1996-07-20 |
| KR0125144B1 true KR0125144B1 (ko) | 1997-12-09 |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100610370B1 (ko) | 2004-09-22 | 2006-08-10 | 삼성전자주식회사 | 현상제 회수장치와 이를 구비한 화상형성장치 |
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1994
- 1994-12-24 KR KR1019940036593A patent/KR0125144B1/ko not_active IP Right Cessation
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