KR100514066B1 - 센서 장치 및 센서 장치의 출력 특성 전환 방법 - Google Patents

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KR100514066B1 KR10-2003-0072159A KR20030072159A KR100514066B1 KR 100514066 B1 KR100514066 B1 KR 100514066B1 KR 20030072159 A KR20030072159 A KR 20030072159A KR 100514066 B1 KR100514066 B1 KR 100514066B1
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Abstract

압력 센서 장치(1)는 압력에 따라 아날로그 신호를 송신하기 위한 감지 소자(2)를 포함한다. 압력 센서 장치(1)는 입력-출력 단자(8)를 통해 마이크로컴퓨터(20)로 아날로그 전압을 출력한다. 입력-출력 제어회로(4)는 입력-출력 단자(8)내의 전압값을 모니터링한다. 입력-출력 단자(8)의 전압이 마이크로컴퓨터(20)에 의해 하이로 설정되고, 소정 범위로부터 벗어난 경우, 입력-출력 제어 회로(4)는 검출신호를 출력하는 입력-출력단자(8)를 마이크로컴퓨터로부터 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 기능을 변경시킨다. 입력-출력 단자(8)가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 범위 제어 회로(7)는 입력-출력단자(8)를 통해 외부 명령어 신호를 펫치하고, 출력 특성을 전환한다.

Description

센서 장치 및 센서 장치의 출력 특성 전환 방법{SENSOR DEVICE AND OUTPUT CHARACTERISTIC SWITCHING METHOD OF SENSOR DEVICE}
본 발명은 센서 장치 및 센서 장치의 출력 특성 전환 방법에 관한 것이다.
종래의 압력 센서 장치는 일반적으로 측정 대상물의 압력 범위에 대하여 하나의 적당한 범위(range)를 갖는다.
그러나, 예컨대 센서 설치시에 실시되는 누출 검사시 및 시스템에 실제 이용된 센서 장치의 실제 이용시, 상이한 범위의 압력이 고속으로 검출되면, 측정 대상물의 압력에는 큰 차이가 있다. 따라서, 하나의 센서 장치는 두개의 범위를 가질 필요가 있다.
도10에 나타낸 바와 같이, 복수 범위에 대응하는 압력 센서 장치에서, 상한 및 하한 전압이 압력값과 출력 전압의 관계로 설정되고, 그 사이에서 리턴 동작이 복수회 수행된다. 따라서, 큰 압력의 경우에도 작은 압력과 동일한 분해능으로 검출될 수 있다.
그렇지 않다면, 도11에 나타낸 바와 같이, 기준 전압 설정 단자가 설치되고, 아날로그 전압이 외부 장치(마이크로컴퓨터 등)로부터 입력된다. 즉, 도12에 나타낸 바와 같이, 모든 기준 전압마다의 특성 선(characteristic line)이 전환되고, 넓은 범위의 압력이 동일한 분해능으로 검출될 수 있다.
그러나, 도10의 경우에서, 실제 압력은 센서 출력으로부터 판별될 수 없다. 따라서, 이 경우에서는 사용의 제한이 존재한다는 문제점이 있다. 즉, 압력값은 출력 전압만으로는 명확하지 않기 때문에, 외부 장치(마이크로컴퓨터)로부터의 다른 정보를 더 이용하여 압력값을 특정할 필요가 있다. 게다가, 도11 및 도12의 경우에서는, 기준 전압을 설정하기 위해 외부 장치내에 DA 변환기가 필요하고, 전용 배선(기준 전압 라인)의 수를 1개 더 증가시킬 필요가 있다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 배경 기술하에서 이루어진 것으로, 그 목적은 출력 특성이 전환되면서 측정 대상물의 값을 용이하게 검출될 수 있다.
본 발명에 따른 실시형태의 센서 장치의 출력 특성 전환 방법에 의하면, 적어도, 전원 전압의 공급을 수신하거나 검출 신호를 출력하는 단자의 기능은 외부로부터 신호를 입력하기 위한 단자로 전환된다. 이 상태에서, 외부 명령어 신호는 이 변경된 단자를 통해 펫치되고, 출력 특성이 전환된다. 따라서, 종래 경우와 비교해서, 배선(단자) 수를 증가시키지 않으면서 출력 특성이 전환된다. 결과적으로, 측정 대상물의 값은 출력 특성이 전환되면서 쉽게 검출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상술한 외부 명령어 신호가 디지털 신호인 경우, 종래 경우와 비교하여 DA 변환기를 이용할 필요가 없으며, 이는 실질적으로 바람직하다.
게다가, 센서 장치로서 본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 단자내의 전압값이 단자 기능 변경 장치에 의해 관찰되고, 소정 범위로부터 벗어나게 된 경우, 소정 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 기능적으로 변경된다. 소정 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 외부 명령어 신호는 변경된 단자를 통해 펫치되고, 출력 특성은 출력 특성 전환 장치에 의해 전환된다. 따라서, 종래 경우와 비교하여, 출력 특성은 배선(단자) 수를 증가시키지 않으면서 전환된다. 결과적으로, 측정 대상물의 값은 출력 특성이 전환되면서 용이하게 검출될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시형태에 있어서, 상술한 외부 명령어 신호가 디지털 신호인 경우, 종래의 경우(도11 및 도12)와 비교하여 DA 변환기를 사용할 필요가 없고, 이는 실질적으로 바람직하다.
본 발명의 이용가능한 범위는 이하 제공되는 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 상세한 설명 및 특정예는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만 도시할 목적으로 이루어진 것으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아님을 이해해야 한다.
이하의 바람직한 실시예의 설명은 사실상 전형적인 예에 관한 것으로, 본 발명을 그 용도로 또는 그 사용으로 제한하는 것은 아니다.
(제1 실시예)
본 발명에 따른 제1 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도1은 본 실시예에서 시스템의 회로 구성을 나타낸다. 이 시스템은 압력 센서 장치(1)를 갖는다. 이 압력 센서 장치(1)는 시스템의 전체 동작을 제어하기 위한 마이크로컴퓨터(20)와 상호 통신한다.
압력 센서 장치(1)는 감지 소자(sensing element)(2), 센서 조정 회로(3), 입력-출력 제어 회로(4), 셀렉터(5), 조정용 메모리(6), 범위 제어 회로(7), 입력-출력 단자(8), 포지티브 전원 단자(9) 및 네거티브측 전원 단자(10)를 포함한다. 고전압측 전원 단자(VDD)는 포지티브 전원 단자(9)에 접속되고, 네거티브 전원 단자(10)는 그라운드에 접속된다. 즉, 압력 센서 장치(1)는 전원 전압(VDD)의 공급을 수신한다. 고전압측 전원 전압(VDD)은 5볼트로 설정된다. 게다가 마이크로컴퓨터(20)는 압력 센서 장치(1)의 입력-출력 단자(8)에 접속된다. 또한, 고전압측 전원 단자(VDD)는 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다.
압력 센서 장치(1)에 있어서, 감지 소자(2)는 압전 저항형 등과 같은 반도체 압력 센서에 의해 구현되고, 검출 압력에 따른 아날로그 신호를 출력한다. 보다 상세하게, 예컨대 압전 저항형의 반도체 압력 센서는 정밀 기계 가공 처리에 의해 실리콘 기판에 형성된 격막(막벽부) 및 불순물 확산에 의해 이 격막에 형성된 압전 저항 게이지(gauge)를 구비한다. 여기서, 감지 소자(2)에서의 아날로그 신호는 일반적으로 소신호(samll signal)이고, 온도 특성 및 오프셋을 갖는다. 게다가, 이들은 각각의 제품 편차로부터 기인하는 에러 요인을 가질 수도 있다.
센서 조정 회로(3)는 감지 소자(2)로부터의 압력에 따라 아날로그 신호를 입력하고, 증폭 처리에 더하여 오프셋, 온도 특성 설정 등을 수행한다. 구체적으로, 센서 조정 회로(3)에 있어서, 아날로그 신호는 증폭되고, 감지 소자(2)에 의해 제공된 아날로그 신호의 에러 요인은 사양에 따른 소정 압력 함수로 변경된다. 이 처리와 관련된 데이터는 조정용 메모리(6)에 저장된다. 감지 동작시, 조정용 메모리(6)의 데이터는 셀렉터(5)를 통해 센서 조정 회로(3)로 송신되고, 이 데이터에 따른 처리(조정)는 센서 조정 회로(3)에서 수행된다. EPROM 등의 비휘발성 메모리 및 퓨즈등은 조정용 메모리에서 이용된다.
입력-출력 제어 회로(4)는 센서 조정 회로(3) 및 입력-출력 단자(8)에 접속된다. 신호 출력 모드 시각의 검출시, 입력-출력 제어회로(4)는 센서 조정 회로(3)로부터 아날로그 신호(아날로그 전압 신호)를 입력하고, 이 아날로그 신호를 이력-출력 단자(8)에 송신한다. 즉, 입력-출력 제어 회로(4)는 입력-출력 단자(8)로부터의 전압 성분의 변화에 의해 얻어진 검출신호를 출력한다.
범위 제어 회로(7)는 입력-출력 제어 회로(4)에 접속된다. 입력-출력 제어 회로(4)는 입력-출력 단자(8)에서의 전압값도 모니터링한다. 후술하는 바와 같은 센서 장치측 입력 대기 모드가 이 전압의 모니터링에 기초하여 이루어지면, 범위 제어 회로(7)는 입력-출력 단자(8) 및 입력-출력 제어회로(4)를 통해 마이크로컴퓨터(20)로부터 송신된 디지털 데이터를 펫치한다. 이어서, 범위 제어 회로(7)는 셀렉터를 거친 디지털 데이터에 의해 제공된 범위에 따라 조정용 메모리(6)의 데이터를 선택한다.
도2는 예컨대 출력 특성(L1,L2)과 같은, 압력 센서 장치(1)내의 범위를 나타내며, 또한 압력과 출력 전압의 관계를 보여준다. 특성 선(L1,L2)은 선형함수에 의해 표기된다. 특성 선(L1,L2)에 있어서, 양 교차점은 β이고, 특성 선(L1)의 기울기(θ)는 θ1이며, 특성 선(L2)의 기울기(θ)는 θ2(< θ1)이다. 마이크로컴퓨터(20)로부터 송신된 데이터가 이진수로 "00"인 경우, 특성 선(L1)을 이용함으로써 저압력이 검출될 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(20)로부터 송신된 데이터가 이진수로 "01"인 경우, 특성 선(L2)을 이용함으로써 고압력이 검출될 수 있다.
압력 센서 장치(1)의 동작을 이하에 설명하도록 한다.
도3은 이 동작을 설명하기 위한 타임 차트이다. 세로축은 도1의 입력-출력 단자(8)에서의 전압을 나타내며, 가로축은 시간을 나타낸다.
도3에 있어서, 고압력측 전원 전압(VDD)이 5볼트로 설정되면, 검출 신호의 출력 동작은 t0 내지 t1의 기간(검출 신호 출력 동작 모드)내에서 수행되고, 1볼트 내지 4볼트의 범위내에서 감지된 결과가 아날로그 전압값으로서 출력된다. 즉, 단자(8)는 신호 출력 단자로서 이용된다.
시각 t1에서, 마이크로컴퓨터(20)는 도1의 입력-출력 단자(8)의 전압을 강제적으로 5볼트로 설정한다. 입력-출력 제어 회로(4)는 비교기등을 이용하여 이 전압을 검출하고, 검출 신호 출력 동작 모드를 센서 장치측 입력 대기 모드로 변경한다. 도3에서의 t1 내지 t2의 기간내에서, 입력-출력 제어 회로(4)는 단자 기능을 변경하기 위한 동작을 수행하여, 단자(8)의 기능을 신호 출력 단자로부터 신호 입력 단자로 변경한다. 즉, 입력-출력 단자(8)는 입력 대기 상태로 설정되고, 센서 출력은 인터럽트된다.
그 후, 도3에서의 t2 내지 t3의 기간에서, 범위 제어 회로(7)는 데이터 펫치 동작을 수행한다. 즉, 범위 제어 회로(7)는 단자(8)를 통해 마이크로컴퓨터(20)로부터 송신된 2비트의 범위 선택 데이터(범위를 결정하기 위한 디지털 신호)를 펫치한다. 2비트의 범위 선택 데이터 중, L-레벨은 0볼트로 설정되고, H-레벨은 5볼트로 설정된다. 도3에서의 t2 내지 t3의 기간에서는 2진수 "01"이 입력된 경우를 보여준다. 따라서, 압력 센서 장치(1)는 마이크로컴퓨터(20)와의 직렬 통신 수단에 의해 디지털 신호를 사용함으로써 범위 선택 데이터를 입력한다.
이어서, 마이크로컴퓨터(20)로부터의 디지털 신호의 컨텐츠는 범위 제어 회로(7)에서 식별된다.
도3의 t3 내지 t4의 기간에 있어서, 마이크로컴퓨터(20)로부터의 데이터에 의해, 범위 제어 회로(7)는 마이크로컴퓨터(20)로부터 요청된 특성 선(범위)으로의 전환 동작을 수행한다.
구제적으로, 범위 제어 회로(7)는, 센서 출력을 마이크로컴퓨터(20)로부터 요구된 범위내로 설정하고, 센서 조정 회로(3)내의 아날로그 회로(OP 증폭기등)의 접속 상태를 변경하도록, 조정용 메모리(6)내의 데이터 중 필요한 데이터를 셀렉터(3)를 통해 판독한다. 예컨대, 범위 제어 회로(7)는 증폭 회로의 이득을 변경한다. 셀렉터(5)를 이용하는 선택 방법을 제외하고, 메모리 영역을 모든 범위로 분할하고, 대상 영역만을 판독하기 위한 방법이 이용될 수도 있다.
범위가 전화되면, 센서 장치측 입력 대기 상태는 도3의 시각(t4)에서 해제된다. 그 다음, 검출 신호 출력 동작 모드가 설정되고, 검출 신호의 출력 동작이 수행되며, 압력에 따른 아날로그 전압이 단자(8)로부터 출력된다. 즉, 1볼트 내지 4볼트의 범위내에서 감지된 결과가 아날로그 전압값으로서 출력된다.
따라서, 압력은 DA 변환기와 배선 수를 증가시키지 않으면서 복수의 범위내에서 검출될 수 있다. 따라서, 압력 검출이 저비용으로 복수의 범위내에서 수행될 수 있다.
본 실시예는 상술한 바와 같은 이하의 특징을 갖는다.
(A) 압력 센서 장치의 출력 특성 전환 방법으로서, 도3의 t1 내지 t2의 기간에서, 검출 신호를 출력하는 단자(8)의 기능은 외부로부터 신호를 입력하기 위한 단자로 전환된다. 이 상태에서, 도3의 t2 내지 t3의 기간에서, 외부 명령어 신호와 같은 범위 선택 데이터는 이 단자(8)를 통해 펫치된다. 도3의 t3 내지 t4의 기간에서, 출력 특성(범위)이 전환된다. 따라서, 종래 경우와 비교하여, 출력 특성(범위)은 배선(단자) 수를 증가시키지 않으면서 전환된다. 또한, 이용된 범위를 마이크로컴퓨터(20)가 알고 있기 때문에, 압력값은 압력 센서 장치(1)의 검출 신호(출력값)으로부터 특정될 수 있다. 따라서, 측정 대상물의 값은 출력 특성(범위)이 전환되면서 용이하게 검출될 수 있다.
외부 명령어 신호와 같은 범위 선택 데이터가 디지털 신호이기 때문에, 종래의 경우(도11 및 도12)와 비교해서 DA 변환기를 사용할 필요가 없는 장점이 있다.
전원 전압 공급을 위한 단자(9)의 기능은, 도1에서 신호 출력을 검출하기 위한 단자(8)의 기능이 외부 신호입력을 위한 단자로 변경되는 것을 대신하여, 외부 신호 입력을 위한 단자로 변경될 수도 있다(도8을 이용하는 제4 실시예를 통해 상세하게 설명하도록 한다). 요약하면, 전원 전압의 공급을 수신하거나, 검출 신호를 출력하는 단자의 기능을 외부로부터 수신되는 신호를 입력하기 위한 단자로 전환하고, 이 상태에서, 변경된 단자를 통해 외부 명령어 신호를 펫치하고, 출력 특성을 전환한다.
(B) 단자(8), 단자 기능 변경 장치(입력-출력 제어 회로)(4), 및 출력 특성 전환 장치(범위 제어회로(7))는 압력 센서 장치로서 배치된다. 단자(8)는 전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력한다. 단자(8)에서의 전압값이 모니터링되어, 소정 범위로부터 벗어나게 되면, 단자 기능 변경 장치는 이 단자(8)를 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 기능 변경한다. 단자(8)가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 출력 특성 전환 장치는 이 단자(8)를 통해 외부 명령어 신호를 펫치하고, 출력 특성을 전환한다. 즉, (A)의 방법이 포함될 수 있다.
도2에 있어서, 출력 특성과 같은 범위(특성 선(L1,L2))에 있어서, 선형함수의 기울기(감도)(θ)는 서로 다르게 설정된다. 이 대신에, 선형함수의 교차점(오프셋 전압)(β)은 서로 다른 범위(특성 선(L1,L2))로 설정될 수도 있다. 도2는 두개의 특성 선(L1,L2)(두개의 범위)이 이용된 경우를 나타낸다. 그러나, 더 많은 특성 선(L1,L2)이 설정될 수 있다.
(제2 실시예)
제1 실시예와 제2 실시예의 차이점을 강조하면서, 바람직한 제2실시예를 이하에 설명하도록 한다.
도4는 도1을 대신하는 본 실시예에서의 시스템의 구성을 나타낸다. 도5는 도3을 대신하는 본 실시예에서의 타임 차트를 나타낸다.
제1실시예에 있어서, 센서 출력으로서 아날로그 전압을 이용하는 3단자 구조의 압력 센서 장치가 구현된다. 그러나, 이 실시예에서, 아날로그 전류를 센서 출력으로서 이용하는 2단자 구조의 압력 센서 장치가 구현될 수도 있다.
도4에서, 압력 센서 장치는 단자(30) 및 네거티브측 전원 단자(10)를 구비한다. 게다가, 마이크로컴퓨터(20)는 압력 센서 장치(1)의 단자(30)에 접속된다. 고전압측 전원 단자(VDD)는 마이크로컴퓨터(20)에 접속되고, 고전압측 전원 전압(VDD)은 10볼트로 설정된다. 네거티브측 전원 단자(10)는 그라운드에 접속된다.
단자(30)는 마이크로컴퓨터(20)로부터 전원 전압의 공급을 수신하고, 전류 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 마이크로컴퓨터(20)에 출력하기 위한 단자이다. 즉, 단자(30)를 통해 감지된 압력값은 아날로그 전류에 의해 압력 센서 장치(1)로부터 마이크로컴퓨터(20)로 출력된다.
압력 센서 장치(1)의 동작을 도5의 타임 차트를 이용하여 이하에 설명하도록 한다. 도5의 세로축은 도4의 단자(30)에서 전압을 나타낸다.
고전압측 전원 전압(VDD)이 10볼트로 설정되면, 도5의 t10 내지 t11의 기간동안 검출 신호 출력 동작이 수행되고, 2볼트 내지 8볼트 범위내에서 감지된 결과가 아날로그 전류로서 출력된다.
도5의 시각 t1에 도달하면, 마이크로컴퓨터(20)는 도4의 단자(30)의 전압을 10볼트로 강제 설정한다. 압력 센서 장치(1)에서, 단자 기능 변경 장치로서 입력-출력 제어 회로(4)는 단자(30)에서의 전압값을 감시하고, 이러한 변경, 즉 단자(30)의 전압값이 소정 범위를 벗어났는지를 모니터링한다. 입력-출력 제어 회로(4)는 검출 신호 출력 동작 모드로부터 센서 장치측 입력 대기 모드로 전환한다. 게다가, 도5의 기간 t11 내지 t12에서는, 입력-출력 제어 회로(4)는 단자 기능 변경을 위한 동작을 수행하고, 단자(30)를 신호 출력 단자로부터 외부 신호 입력 단자로 기능적으로 변경시킨다. 즉, 단자(30)는 입력 대기 상태로 설정되고, 센서 출력은 인터럽트된다.
단자(30)가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 출력 특성 전환 장치로서 범위 제어 회로(7)는 도5의 기간 t12 내지 t13 동안 데이터 펫치 동작을 수행한다. 즉, 범위 제어 회로(7)는 마이크로컴퓨터(20)로부터 단자(30)를 거쳐 송신된 2비트의 범위 선택 신호(외부 명령어 신호)를 펫치한다. 2비트의 범위 선택 데이터에서, L-레벨은 5볼트로 설정되고, H-레벨은 10볼트로 설정된다. 도5의 기간 t12 내지 t13에서는 2진수 "01"이 입력된 경우를 보여주고 있다.
범위 제어 회로(7)는, 도5의 기간 t13 내지 t14 동안 마이크로컴퓨터(20)로부터의 데이터에 의해, 출력 특성, 예컨대 특성 선(범위)(L1,L2)을 변경(전환)한다.
그 후, 도5의 시각 t14에서 센서 장치측 입력 대기 상태가 해제된다. 그런 다음, 검출 신호 출력 동작 모드로 되고, 범위가 전환된 상태에서 압력 검출 동작이 수행된다. 2볼트 내지 8볼트 범위에서 감지된 결과는 아날로그 전류값으로서 출력된다.
따라서, 도5의 시각 t11에서 마이크로컴퓨터(20)측으로부터 고전압이 공급되고, 이 고전압은 압력 센서 장치(1)내에서 식별되고, 센서 장치측 입력 대기 모드가 설정된다. 디지털 데이터는 마이크로컴퓨터(20)로부터 압력 센서 장치(1)로의 공급 전압을 2진값으로 변경하여 구성된다. 범위 설정이 종료된 후, 소비 전류는 압력에 따라 변경되고, 전류 통신을 수행함으로써 마이크로컴퓨터(20)에 송신된다.
(제3 실시예)
바람직한 제3 실시예를 제1 및 제3 실시예 사이의 차이점을 강조하여 이하에 설명하도록 한다.
도6은 도1을 대신하는 본 실시예에서의 시스템의 구성을 나타낸다. 도7은 도3을 대신하는 본 실시예에서의 타임 차트를 나타낸다.
도6에 나타낸 바와 같이, 고전압측 전원 단자(VDD)는 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다. 고전압측 전원 전압(VDD)은 5볼트로 설정된다. 압력 센서 장치(1)의 제1단자(포지티브측 전원 단자)(40)는 전원 전압의 공급을 수신하기 위한 단자이고, 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다. 압력 센서 장치(1)내의 제2 단자(입력-출력 단자)(41)는 전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 단자이고, 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다.
도7의 세로축은 도6의 제1 단자(포지티브측 전원 단자)(40)에서의 전압과 제2 단자(입력-출력 단자)에서의 전압을 나타낸다.
도7의 기간 t0 내지 t1에서, 압력 센서 장치(1)가 제1 단자(전원 단자)(40)를 통해 마이크로컴퓨터(20)로부터 전원 전압으로서 4볼트의 공급을 수신하는 동안, 압력 센서 장치(1)는 검출 신호 출력 동작을 수행한다. 이 때, 아날로그 전압은 제2 단자(입력-출력 단자)(41)로부터 마이크로컴퓨터(20)에 검출 신호로서 출력된다.
따라서, 도7의 시각(t1)에서, 마이크로컴퓨터(20)는 제1 단자(전원 단자)(40)의 전압을 4볼트로부터 5볼트로 변경한다. 도6의 단자 기능 변경 장치로서 입력-출력 제어 회로(4)는 제1 단자(전원 단자)(40)에서의 전압값을 모니터링한다. 이 전압값이 4볼트로부터 5볼트로의 전압값 변화에 의해 소정 범위에서 벗어나면, 입력-출력 제어 회로(4)는 제2 단자(입력-출력 단자)(41)를 기간 t1 내지 t2에서 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 기능이 변경된다.
제2단자(41)가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 범위 제어 회로(7)는 출력 특성 전환 장치로서 도7의 기간 t2 내지 t3 에서 단자(41)를 통해 2비트의 범위 선택 데이터를 펫치하고, t3 내지 t4 의 기간 동안 범위를 변경한다.
2비트의 범위 선택 데이터에서, L-레벨은 0볼트로 설정되고, H-레벨은 5볼트로 설정된다. 도7은 기간 t2 내지 t3에서 이진수 "01"이 입력되는 경우를 나타낸다.
따라서, 시각 t4에서, 마이크로컴퓨터(20)는 제1 단자(전원 단자)(40)의 전압을 4볼트로 복원한다. 즉, 센서 장치측 입력 대기 상태가 해제된다. 검출 신호 출력 동작은 t4 후에 수행된다.
(제4 실시예)
바람직한 제4 실시예를 제1 및 제4 실시예 사이의 차이점을 강조하여 이하에 설명하도록 한다.
도8은 제4 실시예에 따른 시스템의 블록도이다. 도9는 대응하는 동작 타임 차트를 나타낸다.
도8에 나타낸 바와 같이, 고전압측 전원 단자(VDD)는 마이크로컴퓨터(20)에 접속되고, 고전압측 전원 전압(VDD)은 10볼트로 설정된다. 압력 센서 장치(1)내의 제1 단자(포지티브측 전원 단자)(50)는 전원 전압의 공급을 수신하는 단자이고, 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다. 압력 센서 장치(1)내의 제2 단자(출력 단자)(51)는 전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 단자이고, 마이크로컴퓨터(20)에 접속된다.
도9의 세로축은 도8의 제1 단자(포지티브측 전원 단자)(50)에서의 전압과, 제2단자(출력 단자)(51)에서의 전압을 나타낸다.
도9의 기간 t0 내지 t1에서, 압력 센서 장치(1)는 검출 신호 출력 동작을 수행하면서, 압력 센서 장치(1)는 제1 단자(전원 단자)(50)를 통해 마이크로컴퓨터(2)로부터 전원 전압으로서 5볼트의 공급을 수신한다. 이 때, 아날로그 전압이 검출 신호로서 제2 단자(출력 단자)로부터 마이크로컴퓨터(20)로 출력된다.
그 다음, 도9의 시각 t1에서, 마이크로컴퓨터(20)는 제1 단자(전원 단자)(50)의 전압을 5볼트로부터 6볼트로 변경한다. 입력-출력 제어 회로(4)는 도8의 단자 기능 변경 장치로서 제1 단자(전원 단자)(50)에서의 전압값을 모니터링한다. 전압값의 6볼트로의 변경 의해 전압값이 소정 범위로부터 벗어나게 되면, 입력-출력 제어 회로(4)는 기간 t1 내지 t2에서 제1 단자(50)를 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 기능을 변경한다.
제1 단자(50)가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후, 범위 제어 회로(7)는 출력 특성 전환 장치로서 기간 t2 내지 t3에서 이 단자(50)를 통해 2비트의 범위 선택 신호를 펫치하고, 기간 t3 내지 t4에서 범위를 변경한다. 즉, 범위 제어 회로(7)는 외부 명령어 신호를 펫치하고, 출력 특성을 전환한다.
2비트의 범위 선택 데이터에 있어서, L-레벨은 4볼트로 설정되고, H-레벨은 6볼트로 설정된다. 도9는, 기간 t2 내지 t3에서 이진수 "01"이 입력된 경우를 보여준다.
그 다음, 시각 t4에서, 마이크로컴퓨터(20)는 제1 단자(전원 단자)(50)의 전압을 5볼트로 복원한다. 따라서, 센서 장치측 입력 대기 상태는 해제된다. 검출 신호 출력 동작은 t4 후에 이어서 수행된다.
본 발명의 설명을 사실상 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명의 범위내에서 각종 변경이 이루어질 수 있다. 그러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않은 것으로 간주되어서는 안된다.
본 발명에 의하면, 출력 특성이 전환되더라도 배선의 수를 증가시키지 않으면서 측정 대상물의 값을 용이하게 검출할 수 있는 센서 장치 및 출력 특성 전환 방법이 제공된다.
도1은 바람직한 제1 실시예에 따른 센서 장치의 블록도.
도2는 압력과 출력 전압 사이의 관계를 나타내는 특성 그래프.
도3은 센서 장치의 동작 설명을 위한 타임 차트.
도4는 바람직한 제2 실시예에 따른 센서 장치의 블록도.
도5는 센서 장치의 동작 설명을 위한 타임 차트.
도6은 바람직한 제3 실시예에 따른 센서 장치의 블록도.
도7은 센서 장치의 동작을 설명하는 타임 차트.
도8은 바람직한 제4 실시예에 따른 센서 장치의 블록도.
도9는 센서 장치의 동작을 설명하는 타임 차트.
도10은 종래 기술의 장치에 있어서의 압력과 출력 전압 사이의 관계를 나타내는 특성 그래프.
도11은 종래 기술의 기준 전압 설정 단자의 회로도.
도12는 종래 기술의 장치에 있어서의 압력과 출력 전압 사이의 관계를 나타내는 특성 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 압력 센서 장치 2: 감지 소자
3: 센서 조정 회로 4: 입력-출력 제어 회로
5: 셀렉터 6: 조정용 메모리
7: 범위 제어 회로 8: 입력-출력 단자
9: 포지티브측 전원 단자 10: 네거티브측 전원 단자
20: 마이크로컴퓨터 30: 단자
40: 제1 단자 41: 제2 단자
50: 제1 단자 51: 제2 단자

Claims (7)

  1. 전원 공급 전압을 수신하고, 검출 신호를 출력하기 위한 센서 장치의 출력 특성 전환 방법에 있어서,
    전원 공급 전압을 수신하거나, 검출 신호를 출력하는 적어도 하나의 단자의 기능을 외부로부터 수신되는 신호를 입력하기 위한 단자로 전환하는 단계; 및
    상기 단자가 외부로부터 수신되는 신호를 입력하기 위한 단자로 있는 동안에, 상기 단자를 통해 외부 명령어 신호를 펫치함으로써 상기 센서 장치의 출력 특성을 전환하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 명령어 신호는 디지털 신호인
    방법.
  3. 전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 단자;
    상기 단자내의 전압값이 소정 범위를 벗어난 경우, 상기 단자의 기능을 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경하기 위한 단자 기능 변경 장치; 및
    상기 단자를 통해 외부 명령어 신호를 펫치하고, 상기 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후 출력 특성을 전환하기 위한 출력 특성 전환 장치
    를 포함하는 센서 장치.
  4. 전류 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 단자;
    상기 단자내의 전압값이 소정 범위를 벗어난 경우, 상기 단자의 기능을 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경하기 위한 단자 기능 변경 장치; 및
    상기 단자를 통해 외부 명령어 신호를 펫치하고, 상기 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후 출력 특성을 전환하기 위한 출력 특성 전환 장치
    를 포함하는 센서 장치.
  5. 전원 공급 전압을 수신하기 위한 제1 단자;
    전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 제2 단자;
    상기 제1 단자내의 전압값이 소정 범위를 벗어난 경우, 상기 제2 단자의 기능을 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경하기 위한 단자 기능 변경 장치; 및
    외부 명령어 신호를 상기 제2 단자를 통해 펫치하고, 상기 제2 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후 출력 특성을 전환하기 위한 출력 특성 전환 장치
    를 포함하는 센서 장치.
  6. 전원 공급 전압을 수신하기 위한 제1 단자;
    전압 성분의 변화에 의해 제공된 검출 신호를 출력하기 위한 제2 단자;
    상기 제1 단자내의 전압값이 소정 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 단자의 기능을 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경하기 위한 단자 기능 변경 장치; 및
    외부 명령어 신호를 상기 제1 단자를 통해 펫치하고, 상기 제1 단자가 외부 신호를 입력하기 위한 단자로 변경된 후 출력 특성을 전환하기 위한 출력 특성 전환 장치
    를 포함하는 센서 장치.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 명령어 신호는 디지털 신호인
    센서 장치.
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