KR100803540B1 - Ｅｍｓ 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EMS((Electro magnetic Susceptibility) 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EMS 모니터링 시스템에 사용되는 데이터 수집장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치는, AC 전원을 공급받아 상기 데이터 수집장치의 구동용 DC 전원으로 변환하는 전원공급기와; 입력되는 광신호를 전기신호로 변환하거나, 출력되는 전기신호를 광신호로 변환하는 광컨버터와; 상기 광컨버터로부터 입출력되는 신호의 제어를 담당하는 DAQ 프로세서와; 상기 DAQ 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 EUT의 제어신호를 출력하거나 상기 EUT의 출력신호를 입력받는 다수의 독립 채널을 구성하며, 상기 다수의 독립 채널에 대응되는 수만큼 형성된 아날로그 입력단자 및 출력단자;를 포함하여 이루어진다.
이러한 구성에 따르면, 개별 위성체(데이터수집장치)와 신호발생기가 일체화한 데이터 수집장치를 제공하는 것이 가능하게 되어 EMS 시험 장비가 간소화하게 된다.
데이터 수집장치, 광컨버터, DAQ 프로세서, EUT, EMS

Description

ＥＭＳ 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치{Data Acquisition Equipment In EMS Data Monitoring System}
도 1은 본 발명에 따른 EMS(Electro magnetic Susceptibility) 데이터 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개략도를 도시한 것이며,
도 2는 도 1에 도시된 EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치의 내부 블록도를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명에 따른 데이터 수집장치에 의해 EUT(Equipment Under Test)로부터 얻은 결과 정보를 표시해주는 디스플레이 화면이며,
도 4는 도 3에 도시된 아날로그 출력의 설정을 예시적으로 보인 화면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110; 컴퓨터 120; 제2 광컨버터
130; 전자파무향실 140; 데이터 수집장치
150; EUT 160; 방해전파 발생 안테나
170; 광케이블 210; 서지 프로텍터
220; 전원공급기 230; 제1 광컨버터
240; DAQ 프로세서 241; 통신부
242; 제어부 243; 신호변환부
244; 신호발생기 245; 연산부
250; 증폭기
본 발명은 EMS((Electro magnetic Susceptibility) 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EMS 모니터링 시스템에 사용되는 데이터 수집장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자제어장치 등의 경우는 전자파 특성시험을 의무적으로 테스트 받아야 하는데, 이때의 전자파 특성시험을 EMC((Electro Magnetic Compatibility, '전자적 양립성)라 한다.
EMC는 EMI((Electro Magnetic Interference)와 EMS(Electro Magnetic Susceptibility)를 일반적으로 통칭하는 용어로서, EMI는 전자파의 간섭을 의미하고, EMS는 전자파 내성을 의미한다.
EMS은 프로세서 내장기기가 외부 전자파로부터 견디는 내성 능력을 평가하는 시험으로서, 시험항목은 정전기(ESD), 방사내성(RS), 전기적 과도현상(EFT), 서지(Surge), 전도내성(CS), 전원주파수자계내성(MF), 전압강하 및 순시정전내성(Voltage dips Variation/Interruptions) 등이다.
EMS 시험은 열악한 전자파 환경속에서 전기 및 전자기기가 정상적으로 작동할 수 있는 성능을 요구하는 시험이므로, 피시험체인 EUT(Equipment Under Test)가 놓이는 영역에 균일한 전계를 형성할 수 있는 조건이 요구되며, 시험의 유효성을 보증하기 위해서 전자파무향실에서 이루어진다.
전자파는 전자파무향실의 일면에 형성된 안테나로부터 방사되고, 방사된 전자파는 EUT의 영역에 균일한 전계를 형성시키게 된다. 이때, 방사된 전자파에 의해 EUT가 정상적으로 작동하는 지 여부 즉, 결과를 모니터링하게 된다.
모니터링은 전자파무향실 외부에서 이루어지며, EUT와 모니터링 시스템 사이에는 EUT의 데이터를 수집할 수 있는 '위성체(Satellite)'라는 장치가 필요하고, EUT의 EMS 시험을 위해 EUT에 기준 신호를 입력시켜주는 '신호발생기'가 별도로 필요하게 된다.
그러나, 종래에는 '위성체'가 EUT의 1개 채널당 1개가 필요하게 되어 EUT의 시험 채널이 다수개인 경우 다수개의 위성체가 필요하게 되는 불편이 있고, '신호발생기' 역시 위성체와 별도로 구비되어 있어야 하기 때문에 장비의 다수개로 인한 비용증가 및 시험 셋팅의 번거로움이 있어 왔다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 위성체와 신호발생기가 일체화한 데이터 수집장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 피시험체의 시험시 독립채널 방식의 위성체 대신에 다채널 할성화 방식의 데이터 수집장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치는, 전자파무향실(Anechoic chamber)내에서 EUT(Equipment Under Test)의 전자파 내성 시험을 수행하는 EMS(Electro magnetic Susceptibility) 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치(DAQ, Data Acquisition)에 있어서, 상기 데이터 수집장치는, AC 전원을 공급받아 상기 데이터 수집장치의 구동용 DC 전원으로 변환하는 전원공급기와; 입력되는 광신호를 전기신호로 변환하거나, 출력되는 전기신호를 광신호로 변환하는 광컨버터와; 상기 광컨버터로부터 입출력되는 신호의 제어를 담당하는 DAQ 프로세서와; 상기 DAQ 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 EUT의 제어신호를 출력하거나 상기 EUT의 출력신호를 입력받는 다수의 독립 채널을 구성하며, 상기 다수의 독립 채널에 대응되는 수만큼 형성된 아날로그 입력단자 및 출력단자;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 DAQ 프로세서는, 전반적인 제어를 담당하는 제어부와; 연산부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 EUT에 상기 아날로그 출력단자를 통해 펄스신호를 인가하도록 상기 펄스신호를 발생하는 신호발생기와; 상기 아날로그 입력단자를 통해 입력되는 입력신호를 디지털신호로 변환하거나, 상기 신호발생기로부터 생성된 디지털 펄스신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 아날로그 출력단자를 통해 출력하는 신호변환부와; 상기 광컨버터로 제어신호 및 디지털 입력신호를 송 수신하는 통신부;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 펄스신호는 사인파, 구형파 또는 톱니파 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 신호발생기와 아날로그 출력단자 사이에는 상기 펄스신호를 증폭하는 증폭기가 더 구비되는 것이 더 바람직하다.
여기서, 상기 다수의 독립 채널은, 8-채널 아날로그 입력단자 및 2-채널 아날로그 출력단자이거나, 16-채널 아날로그 입력단자 및 4-채널 아날로그 출력단자인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 EMS(Electro magnetic Susceptibility) 데이터 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개략도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 EMS 데이터 모니터링 시스템은, 전자파무향실(130) 외부에는 EUT(Equipment Under Test, 150)의 시험 결과를 모니터링할 수 있는 컴퓨터(110)와 전기신호/광신호 변환 제2 광컨버터(120)가 전기적으로 연결되어 있고, 전자파무향실(130) 내부에는 제2 광컨버터(120)와 연결된 데이터 수집장치(140), 데이터 수집장치(140)와 연결된 EUT(150) 및 전자파를 방사하는 안테나(160)를 구비한다.
제2 광컨버터(120)는 컴퓨터(110)의 전기적 제어신호를 광신호로 변환하여 데이터 수집장치(140)로 전송하거나, EUT(150)로부터 전송된 데이터를 데이터 수집 장치(140)에서 수집한 후 광신호를 받아 전기신호로 변환하여 컴퓨터에서 읽을 수 있도록한다.
여기서, 제2 광컨버터(120)와 데이터 수집장치(140)는 광케이블(170)을 통해 연결된다. 이는 전자파무향실(130) 내에서 전기적 케이블을 사용할 시 케이블 자체의 전자파 노이즈의 간섭을 방지하기 위한 것이다.
데이터 수집장치(140)와 EUT(150)는 직접 연결되며, EUT(150)는 데이터 수집장치(140)의 아날로그 입력단자와 출력단자를 통해 RF 케이블로 연결된다. 아날로그 입력단자와 출력단자 각각은 테스트하고자 하는 EUT(150)의 채널과 1:1로 대응하여 연결되며, 그 결과는 각각의 채널별로 모니터링된다. 더욱 상세한 내용은 아래 도 2를 통해 다시 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치의 내부 블록도를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 데이터 수집장치(140)는 서지 보호기(210), DC전원 공급을 위한 파워 서플라이(220), 광신호/전기신호 변환 제1 광컨버터(230), DAQ 프로세서(240), 증폭기(250) 및 아날로그 입력단자(AI_ch1 … AI_ch8)/출력단자(AO_ch1, AO_ch2)를 포함하여 이루어진다.
데이터 수집장치(140)는 외부 전자파 유입을 차단하기 위해서 쉴드 처리된 판넬로 이루어지며, 특히 아날로그 입출력단자(AI_ch1 … AO_ch2)로부터 유입될 수 있는 외부 전자파를 차단하기 위해 전면에 2중 쉴드 판넬을 구성하여 쉴드 케이블의 쉴드선과 쉴드 판넬을 접지토록 한다.
데이터 수집장치(140)의 전원은 외부 AC 전원을 인가받아 파워서플라이(220)를 통해 DC 전원으로 변환하여 사용된다.
제1 광컨버터(230)는 제2 광컨버터(120)로부터 전송되는 광신호를 전기신호로 변환하여 DAQ 프로세서(240)로 전기신호를 보내거나, DAQ 프로세서(240)로부터 전송되는 전기신호를 광신호로 변환하여 제2 광컨버터(120)로 보내게 된다.
DAQ 프로세서(240)는 EUT(150)로부터 아날로그 입력단자(AI_ch1 … AI_ch8)를 통해 입력되는 신호를 디지털신호로 변환하여 제1 광컨버터(230)로 전송하거나, EUT(150)로 아날로그 출력단자(AO_ch1, AO_ch2)를 통해 신호발생기(244)에서 생성한 기준 신호를 전송함으로써 EUT(150) 제어를 수행하여 데이터 수집장치(140)의 전반적인 제어를 담당하게 된다.
DAQ 프로세서(240)는 통신부(241), 제어부(242), 신호변환부(243), 신호발생기(244) 및 연산부(245)를 포함하여 구성된다.
통신부(241)는 모니터링을 위한 컴퓨터(110)와 EUT(150) 간의 데이터 송수신을 위한 통로 역할을 수행하며, 신호변환부(243)는 제1 광컨버터(230)로부터 수신되는 전기 제어신호인 디지털신호를 아날로그 신호로 변환하여 EUT(150)로 출력하거나 EUT(150)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 광컨버터(230)로 전송하게 된다.
신호발생기(244)는 컴퓨터(110)로부터 주파수(또는 함수) 발생 신호를 받아 제어부(242)에 의해 제어되어 사인파, 구형파, 삼각파 또는 톱니파 등의 펄스 신호를 발생시키고, 그 펄스 신호는 증폭기(250)에 의해 증폭되어 아날로그 출력단 자(AO_ch1, AO_ch2)를 통해 EUT(150)로 전송된다.
여기서, 아날로그 입출력단자는 8채널/2채널로 설명되지만, 나아가서는 16채널/4채널로 구성하는 것도 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 EMS 데이터 모니터링 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1과 같이 EMS 테스트를 위한 셋팅이 완료되면, 안테나(160)를 통하여 전자파가 방사된다.
방사된 전자파에 의해 EUT(150)의 전자파 내성 특성시험이 이루어지고, EUT(150)의 작동 상태가 데이터 수집장치(140)와 연결된 8채널/16채널을 통해 실시간으로 전송된다.
EUT(150)의 8채널/16채널은 독립 시험용 채널로서 각각의 채널은 독립적으로 각 채널 라인/아날로그 입력단자(AI_ch1 … AI_ch8)을 통해 DAQ 프로세서(240)로 입력된다.
입력된 신호는 아날로그 신호이므로, 신호변환부(243)에 의해 디지털신호로 변환되고, 연산부(245)에 의해 연산작용을 거쳐 통신부(241)를 통해 제1 광컨버터(230)로 전송된다. 전송된 디지털 전기신호는 전자파 노이즈 간섭방지를 위해 광케이블을 통해 전송되어 제1 광컨버터(230)에 의해 광신호로 변환되고, 변환된 광신호는 전자파무향실 외부에 설치된 제2 광컨버터(120)로 전송된다. 제2 광컨버터(120)는 입력된 광신호를 다시 전기적 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터(110)로 전송하게 되고, 컴퓨터(110)는 전송된 각 채널의 신호를 해석하여 디스플레이 창에 표시하거나, 데이터를 실시간으로 저장하게 된다. 데이터를 표시하는 방법과 저장하는 방법 그리고, 이용하는 방법은 컴퓨터 소프트웨어에 의해 얼마든지 변경가능하므로 이에 대한 구체적인 방법등은 생략하기로 하고, 본 발명의 실시예에 따른 대표적인 디스플레이 방법을 하나의 예시로서 도 3에서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 수집장치에 의해 EUT(Equipment Under Test)로부터 얻은 결과 정보를 표시해주는 디스플레이 화면이고, 도 4는 도 3에 도시된아날로그 출력의 설정을 예시적으로 보인 화면이다.
EUT(150)로부터 전송된 전자파 방사에 의한 데이터는 컴퓨터(110)에 의해 디스플레이 되거나 저장된다.
컴퓨터(110)에 표시된 디스플레이 창(300)에는 전자파 방사 상태에서의 실시간 데이터가 그래프로 표시되는 메인화면(310)이 디스플레이되고, EUT(150)의 측정할 채널을 선택할 수 있는 채널 선택창(340)이 함께 디스플레이된다.
데이터 모니터링을 위한 컴퓨터(110)는 EMC(Electro Magnetic Compatibilty) 서버(320)와 동기화되어 이용될 수 있으며, 샘플링 레이트(Sampling Rate, 350)를 일정범위 내(1채널 최고 1.25MHz, 다채널 1MHz/채널수)에서 설정이 가능하고, 아날로그 출력(330)을 설정하는 것이 가능하다.
도 4를 참조하면, 아날로그 채널 AO_ch1 및 채널 AO_ch2는 AO Group 1로 설정되어 있고, 아날로그 채널 AO_ch3 및 채널 AO_ch4는 AO Group 2로 설정되어 있다. 파형(wave)을 구형파, 사인파, 톱니파로 설정할 수 있으며, Duty 및 Level 조정이 가능하게 설정된다.
상술한 본 발명의 데이터 수집장치에 따라 다채널 시험품(EUT)의 경우에 한 번에 데이터 모니터링이 가능하고 다양한 프로그램 변경에 의해 데이터를 그래프화 하고 저장하는 것이 가능하게 되며, 또한 신호발생기를 DAQ 보드에 일체화하여 형성함으로써 EMS 특성시험에 있어서 장비의 간소화와 조작의 편의를 도모하는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 위성체와 신호발생기가 일체화한 데이터 수집장치를 제공하는 것이 가능하게 되어 EMS 시험 장비가 간소화하게 된다.
또한, 종래의 피시험체의 시험시 독립채널 방식의 위성체 대신에 다채널 할성화 방식의 데이터 수집장치를 제공할 수 있어 EMS 시험 장비의 간소화 및 저비용 효과를 가져오게 된다.

Claims (5)

  1. 전자파무향실(Anechoic chamber)내에서 EUT(Equipment Under Test)의 전자파 내성 시험을 수행하는 EMS(Electro magnetic Susceptibility) 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치(DAQ, Data Acquisition)에 있어서,
    상기 데이터 수집장치는,
    AC 전원을 공급받아 상기 데이터 수집장치의 구동용 DC 전원으로 변환하는 전원공급기와;
    입력되는 광신호를 전기신호로 변환하거나, 출력되는 전기신호를 광신호로 변환하는 광컨버터와;
    상기 광컨버터로부터 입출력되는 신호의 제어를 담당하는 DAQ 프로세서와;
    상기 DAQ 프로세서와 전기적으로 연결되어 상기 EUT의 제어신호를 출력하거나 상기 EUT의 출력신호를 입력받는 다수의 독립 채널을 구성하며, 상기 다수의 독립 채널에 대응되는 수만큼 형성된 아날로그 입력단자 및 출력단자;를 포함하는, EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 DAQ 프로세서는,
    전반적인 제어를 담당하는 제어부와;
    연산부와;
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 EUT에 상기 아날로그 출력단자를 통해 펄스신호를 인가하도록 상기 펄스신호를 발생하는 신호발생기와;
    상기 아날로그 입력단자를 통해 입력되는 입력신호를 디지털신호로 변환하거나, 상기 신호발생기로부터 생성된 디지털 펄스신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 아날로그 출력단자를 통해 출력하는 신호변환부와;
    상기 광컨버터로 제어신호 및 디지털 입력신호를 송수신하는 통신부;를 포함하는, EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펄스신호는 사인파, 구형파 또는 톱니파 중 어느 하나인, EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호발생기와 아날로그 출력단자 사이에는 상기 펄스신호를 증폭하는 증폭기가 더 구비되는, EMS 데이터 모니터링 시스템의 데이터 수집장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 독립 채널은,
    8-채널 아날로그 입력단자 및 2-채널 아날로그 출력단자이거나,
    16-채널 아날로그 입력단자 및 4-채널 아날로그 출력단자인, EMS 데이터 모 니터링 시스템의 데이터 수집장치.
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