KR100872091B1

KR100872091B1 - 상대변위 측정 센서모듈 및 이를 이용한 이동방향 감지방법

Info

Publication number: KR100872091B1
Application number: KR1020070040775A
Authority: KR
Inventors: 이동락; 박재우; 조봉근; 문형준
Original assignee: 에스앤티대우(주)
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-12-05
Also published as: JP4705931B2; JP2008275567A; US7626380B2; US20080265876A1; KR20080096003A

Abstract

본 발명은, 볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴을 가지는 대상물체의 상대변위를 측정하는 센서모듈에 있어서, 자기장을 발생시키는 자석; 상기 자석과 상기 대상물체의 사이에 설치되며, 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 거대 자기저항(GMR) 센서; 상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부; 상기 자석, 상기 거대자기저항 센서 및 상기 신호처리부를 지지하는 하우징을 포함하는 상대변위 측정용 센서모듈 및 이를 이용한 이동방향 감지방법에 관한 것이다.

본 발명의 센서모듈을 이용하면, 대상물체의 이동방향, 이동거리, 이동속도 등을 비접촉식으로 안정적으로 측정할 수 있다. 또한 본 발명의 센서모듈은 액츄에이터의 형태나 종류에 무관하게 사용할 수 있고 대상물체와의 접점이 좁은 범위에 국한되더라도 정확하게 감지할 수 있다. 또한 종래의 광학식이나 접촉식 센서에 비하여 높은 내구성과 강성을 가지는 센서모듈을 제공할 수 있다.

GMR, 비접촉식, 센서

Description

상대변위 측정 센서모듈 및 이를 이용한 이동방향 감지방법{Sensor module for detecting relative displacement and method of detecting moving direction using the same}

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈의 사시도 및 부분 절개 사시도

도 2는 GMR센서의 개념도

도 3은 GMR센서가 대상물체의 움직임을 감지하는 원리를 순서대로 나타낸 도면

도 4는 신호처리부의 회로블록도

도 5는 2개의 서브센서를 내장한 GMR 센서가 대상물체를 감지하는 모습을 나타낸 도면

도 6a 및 도 6b는 대상물체의 이동방향에 따라 2개 서브센서의 출력신호가 시간차를 가지는 모습을 나타낸 도면

도 7은 2개의 서브센서를 내장하는 GMR센서와 신호처리부의 연결구성을 나타낸 회로블록도

도 8은 차량용 댐퍼에 본 발명의 센서모듈이 장착된 모습을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 센서모듈 110: 하우징

112: 개구부 120: 제1PCB

130: GMR센서 140: 영구자석

150: 신호처리부 152: 신호증폭부

154: 디지털변환부 160: 제2PCB

170: 전원/신호선

본 발명은 물체의 상대변위를 측정하는 센서모듈에 관한 것으로서 구체적으로는 실린더형 액츄에이터(actuator)의 상대변위를 거대 자기저항(Giant Magneto Resistance: GMR) 센서를 이용하여 비접촉식으로 측정하는 센서모듈에 관한 것이다.

일반적으로 차량이나 산업기기에는 유압 또는 공압으로 작동하는 실린더형 액츄에이터가 많이 사용되며, 이러한 실린더형 액츄에이터는 실린더와 그 내부에서 왕복운동하는 피스톤밸브, 상기 피스톤밸브에 연결되어 구동력을 전달하는 피스톤로드 등으로 구성된다.

또한 액츄에이터의 동작을 정밀하게 제어하거나 자동화가 요구되는 경우에는 센서를 이용하여 피스톤밸브 또는 피스톤의 변위를 측정하고 그 측정결과를 피드백하여 액츄에이터의 동작을 제어하고 있다.

예를 들어 차량에 사용되는 실린더형 액츄에이터를 구성하는 댐퍼(damper)는 차륜과 차체 사이에 설치되어 노면의 진동이나 충격을 흡수하는 역할을 하는데, 고급차량에 장착되는 전자제어식 댐퍼는 차축과 차체의 상대적인 위치를 센서를 통해 감지한 후에 그 감지결과를 이용하여 댐퍼의 감쇠력 또는 인장력을 능동적으로 제어하고 있다.

따라서 전자제어식 댐퍼나 기타 실린더형 액츄에이터의 동작을 피드백제어하기 위해서는 액츄에이터의 상태를 감지할 수 있는 센서를 사용하여야 한다. 현재 다양한 종류의 센서가 사용되고 있으며, 이러한 센서의 종류는 크게 접촉식 센서와 비접촉식 센서로 구분될 수 있다.

그런데 접촉식 센서(예, 포텐셜 미터)는 피스톤로드나 피스톤밸브와 접한 상태에서 그 이동상태를 감지하기 때문에 마찰로 인해 센서가 손상되는 경우가 많고 상대적으로 제품수명이 짧다는 문제점이 있다.

또한 비접촉식 센서에는 광학식 센서가 대표적인데, 충격에 약할 뿐만 아니라 이물질로 인해 광이 차단되면 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 대상물체의 움직임을 비접촉식으로 보다 안정적으로 측정할 수 있는 센서모듈을 제공하는데 목적이 있다.

또한 액츄에이터의 형태에 무관하게 사용할 수 있고 내구성이 우수한 센서모듈을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴을 가지는 대상물체의 상대변위를 측정하는 센서모듈에 있어서, 자기장을 발생시키는 자석; 상기 자석과 상기 대상물체의 사이에 설치되며, 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 거대 자기저항(GMR) 센서; 상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부; 상기 자석, 상기 거대자기저항 센서 및 상기 신호처리부를 지지하는 하우징을 포함하는 상대변위 측정용 센서모듈을 제공한다.

상기 GMR센서는, 제1저항소자 및 제2저항소자의 직렬연결쌍과 제3저항소자 및 제4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 가지며, 상기 전기적신호는 상기 제1 저항소자 및 상기 제2 저항소자 사이의 제1노드와 상기 제3 저항소자 및 상기 제4 저항소자 사이의 제2 노드 간에서 자기장의 변화에 따라 발생하는 출력전압인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 GMR센서는 각각 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 제1 서브센서 및 제2 서브센서를 구비하며, 상기 제1 서브센서의 선단부와 상기 제2 서브센서의 선단부는 상기 대상물체의 이동방향을 따라 이격되어 있어, 상기 대상물체가 이동하면 상기 제1 서브센서의 출력신호와 상기 제2 서브센서의 출력신호가 시간차를 두고 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서 상기 신호처리부는, 상기 GMR센서의 출력신호를 증폭하는 신호증폭부; 상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 구형파(square wave)로 변환하여 외부로 전송하는 디지털변환부를 포함할 수 있다.

또한 상기 하우징은 일단에 개구부를 구비하며, 상기 GMR센서는 상기 개구부를 밀폐하는 PCB기판의 외측에 탑재되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 여기서 상기 GMR센서의 외측에는 보호커버가 설치될 수 있다.

또한 상기 자석은 상기 PCB기판의 내측에 고정되는 영구자석인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 하우징의 내측에는 상기 신호처리부와 부속회로를 탑재하는 제2의 PCB기판이 설치되며, 상기 PCB기판과 상기 제2의 PCB기판은 FPCB를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴을 가지는 대상물체의 이동방향을 따라 서로 이격되어 설치되고, 자기장 변화에 대응하는 전기적신호를 각각 출력하는 제1 센서와 제2 센서를 내장하는 GMR센서를 이용하여 상기 대상물체의 이동방향을 감지하는 방법에 있어서, 상기 대상물체가 상기 제1센서 및 상기 제2센서에 대하여 이동하면, 상기 제1 센서에서 생성되는 제1 전기적신호와 상기 제2 센서에서 생성되는 제2 전기적신호의 출력순서를 인식하여 상기 대상물체의 이동방향을 판단하는 대상물체의 이동방향 감지 방법을 제공한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른센서모듈(100)는 각각 사시도 및 부분 절개 사시도인 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 내부에 중공부를 가지고 일단에 개구부(112)가 형성된 하우징(110), 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 개구부(112)를 밀폐하는 제1PCB(120), 상기 제1PCB(120)의 외측에 결합하는 GMR센서(130), 상기 제1 PCB(120)의 내측에 결합하는 영구자석(140)을 포함한다.

또한 상기 하우징(110)의 내부에는 GMR센서(130)의 출력신호를 처리하는 신호처리부(150)가 설치되고, 상기 신호처리부(150)나 기타 부속회로는 제2PCB(160)에 탑재된다.

하우징(110)의 외측으로는 전원/신호선(170)이 인출되며, 상기 전원/신호선(170)은 GMR센서(130) 및 신호처리부(150)의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원공급라인과 신호처리부(150)의 출력신호를 외부로 전송하는 신호전송라인을 포함한다.

하우징(110)의 외형은 설치장소에 따라 달라지는 것이므로 도시된 바와 같은 원통형상에 한정되는 것은 아니다.

GMR센서(130)는 주변 자기장의 세기에 따라 내장된 저항소자의 저항값이 달라지는 특성을 가지며, 따라서 입력전압이 동일하여도 주변자기장이 달라지면 출력전압이 달라진다.

따라서 GMR센서(130)의 출력전압을 이용하면 자기장의 세기를 측정할 수 있기 때문에 하드디스크 드라이브(HDD)의 기록 및 재생과 관련된 분야에서 이러한 GMR센서가 많이 사용되어 왔다.

본 발명의 실시예는 이러한 GMR센서(130)를 이용하여 실린더형 액츄에이터의 상대변위를 비접촉식으로 측정하는 센서모듈(100)을 제안하고 있는 것이다.

GMR센서(130)는 제1PCB(120)에 탑재된 채 하우징(110)의 개구부(112)를 통해 하우징(110)의 외부로 노출되지만, 오염물질로부터 보호하기 위하여 GMR센서(130)의 외측에 보호커버(미도시)가 더 설치될 수도 있다.

GMR센서(130)의 출력신호를 처리하는 신호처리부(150)가 탑재된 제2PCB(160)는 GMR센서(130)가 탑재된 제1PCB(120)와 전기적으로 연결되어야 하며, 이를 위해 제1PCB(120)와 제2PCB(160)를 FPCB 등을 이용하여 연결할 수 있다. 물론 다른 전기적 연결수단이 이용될 수도 있다.

GMR센서(130)는 여러 가지 형태로 제조될 수 있으며, 도 2의 블록도는 그 일 예를 나타낸 도면이다. 즉, 4개의 저항소자(R1,R2,R3,R4)를 휘스톤 브릿지 형태로 연결하여 GMR센서(130)를 구성하였으며, 이때 상기 저항소자(R1,R2,R3,R4)들은 기판상에 증착된 금속박막으로서 적어도 하나는 주변 자기장의 세기에 따라 저항값 이 달라지는 특성을 가진다.

따라서 GMR센서(130)의 주변에서 자기장이 변하면 휘스톤 브릿지의 저항 균형이 깨지면서 GMR센서(130)에서 소정의 출력전압(Vout)이 발생하게 된다.

도 3은 GMR센서(130)의 출력전압(Vout)이 변하는 과정을 대상물체의 움직임에 따라 나타낸 도면이다.

먼저 영구자석(140)을 그루브패턴을 가지는 금속물체(200)에 근접 설치한 상태에서 상기 금속물체(200)를 이동시키면, 그루브패턴의 볼록부(210)와 오목부(220) 때문에 영구자석(140)과 금속물체(200)의 간격이 주기적으로 변하게 되며 이로 인해 영구자석(140)과 금속물체(200) 사이의 자기장의 패턴도 주기적으로 변하게 된다.

따라서 영구자석(140)과 금속물체(200)의 사이에 GMR센서(130)를 설치하면 이러한 자기장의 변화로 인하여 GMR센서(130)에 내장된 저항소자의 저항값이 달라지면서 출력전압(Vout)이 주기적으로 변동된다.

먼저 GMR센서(130)가 도 2와 같이 연결된 저항소자(R1,R2,R3,R4)를 내장하고 있고, 도 3(a)와 같이 GMR센서(130)가 금속물체(200)의 볼록부(210)의 상부에 위치하는 경우에는 각 저항소자(R1,R2,R3,R4)의 저항값이 균형을 이루어 출력전압(Vout)이 제로(0)라고 가정한다.

이어서 도 3(b)와 같이 금속물체(200)가 도면상 오른쪽으로 이동하면서 영구자석(140)이 오목부(220)의 상부와 중첩되기 시작하면 자기장의 변화로 인해 GMR 센서(130)의 저항균형이 깨지면서 출력전압(Vout)이 발생하기 시작한다.

출력전압(Vout)은 서서히 증가하다가 GMR센서(130)가 금속물체(200)의 오목부(220)의 상부와 많이 중첩되면서 다시 감소하며, 도 3(c)에 도시된 바와 같이 영구자석(140)이 완전히 오목부(220)의 상부에 위치하면 다시 저항균형이 이루어져 출력전압(Vout)이 제로(0)가 된다.

금속물체(200)가 도면상 오른쪽으로 계속 이동하여 영구자석(140)이 도 3(d)와 같이 다시 볼록부(210)의 상부와 중첩되기 시작하면 다시 GMR센서(130)의 저항균형이 깨지면서 출력전압(Vout)이 발생하기 시작하는데, 이 경우에 출력전압은 도 3(a)와는 반대의 극성을 가지게 된다.

결국 볼록부(210) 및 오목부(220)의 그루브패턴을 가지는 금속물체(200)가 영구자석(130)에 대해 이동하는 동안에 GMR센서(130)는 사인파 형태의 출력전압(Vout)을 연속적으로 발생하게 된다.

신호처리부(150)는 도 4의 회로블록도에 도시된 바와 같이 신호증폭부(152)와 디지털변환부(154)로 구성된다.

신호증폭부(152)는 GMR센서(130)의 출력전압(Vout)을 증폭시키는 역할을 하며, 예를 들어 도 4의 회로에서는 R7/R4, 즉 200배로 증폭된 출력전압(Vout)을 얻을 수 있다.

디지털변환부(154)는 신호증폭부(152)에서 증폭된 신호를 구형파(square wave)로 변환시키는 역할을 한다.

디지털변환부(154)에서 출력되는 구형파의 주파수, 펄스 폭, 오프셋 데이터 등은 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어모듈(미도시)로 전송되고, 제어모듈은 이러한 데이터를 이용하여 금속물체(200)의 이동속도나 이동거리를 판단하고 필요한 제어신호를 송출하여 액츄에이터의 동작을 피드백제어한다.

한편, 전술한 방식의 GMR센서(130)를 사용하면 대상물체의 이동을 감지할수는 있으나 이동방향을 판별하기는 어렵다는 문제점이 있다.

즉, 도 3(b)와 같이 GMR센서(13)의 출력전압(Vout)이 최고치인 상태에서 출력전압(Vout)이 제로(0)가 된 경우에 도 3(a)의 위치에 있는 것인지 도 3(c)의 위치에 있는 것인지 여부를 판단하기가 어렵다,

이를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 하나의 반도체 칩에 2개의 센서가 포함된 GMR센서(130)를 이용하여 대상물체의 이동방향을 감지한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 각각 휘스톤 브릿지를 구성하는 4개의 저항소자들((R1, R2, R3, R4) 및 (R1', R2', R3', R4'))로 이루어진 제1 서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)를 포함하여 하나의 GMR센서(130)를 구성한다.

이때 제1서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)를 동일한 위치에 형성하지 않고 제1 서브센서(130a)의 선단부와 제2 서브센서(130b)의 선단부가 대상물체의 이동방향을 따라 소정 간격 이격되도록 형성하면, 제1 서브센서(130a)와 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 발생하는 시점이 달라지기 때문에 이를 이용하여 대상물체의 이동방향을 확인할 수 있다.

즉, 도 5에서 금속물체(200)가 도면상 오른쪽으로 이동하면, GMR센서(130)의 하부로 오목부(220)가 접근하면서 제1 서브센서(130a)가 제2서브센서(130b)보다 먼저 오목부(220)의 상부에 위치하게 된다.

따라서 자기장의 변화로 인해 제1 서브센서(130a)에서 먼저 출력전압이 발생하고, 소정 시간 후에 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 발생하게 된다.

이 경우 신호처리부(150)의 출력신호는 도 6a에 도시된 바와 같이 나타나며, 이를 통해 제1 서브센서(130a)의 출력신호(Vout1)가 제2 서브센서(130b)의 출력신호(Vout2)에 비해 시간적으로 앞서는 것을 알 수 있다.

만일 금속물체(200)가 도면상 왼쪽으로 이동하면, 제2 서브센서(130b)에서 출력전압이 먼저 발생하고, 소정 시간 후에 제1 서브센서(130a)에서 출력전압이 발생한다.

이 경우 신호처리부(150)의 출력신호를 살펴보면 도 6b에 도시된 바와 같이 제2 서브센서(130b)의 출력신호(Vout2)가 제1 서브센서(130a)의 출력신호(Vout1)에 비해 시간적으로 앞선다.

결국 제1 서브센서(130a)의 출력신호와 제2 서브센서(130b)의 출력신호의 발생순서를 이용하여 금속물체(200)의 이동방향을 알 수 있다.

도 7은 2개의 서브센서를 내장하는 GMR센서(130)와 신호처리부(150)의 연결구성을 나타낸 회로블록도이다.

GMR센서(130)는 각 서브센서마다 독립된 출력단자(Vout1, Vout2)를 구비하며, 신호처리부(150)는 GMR센서(130)의 각 출력단자(Vout1, Vout2)의 신호를 독립적으로 처리한 후 구형파로 출력한다.

이상에서 설명한 센서모듈(100)은 다양한 용도로 사용가능하다. 예를 들어 차량용 댐퍼의 피스톤밸브의 동작상태를 감지하는데 이용될 수도 있고 항공기 랜딩기어에도 사용될 수도 있다. 또한 굴삭기 등의 건설기기나 산업기기의 액츄에이터의 동작을 감지하는데 사용될 수도 있고, 공장자동화 기기의 액츄에이터의 동작을 감지하는 용도로 사용될 수도 있다.

이하에서는 일 예로서 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)이 차량용 댐퍼(10)에 설치되는 경우를 설명한다.

도 8은 차량용 댐퍼(10)를 부분 절개한 사시도로서, 댐퍼(10)의 상단부에 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)이 장착되어 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 댐퍼(10)는 원통형의 실린더(11), 실린더의 내부에 설치되는 피스톤밸브(12), 피스톤밸브(12)의 상단에 결합하는 피스톤 로드(13), 실린더(11)의 상단을 밀폐하면서 피스톤로드(13)의 상하운동을 가이드하는 로드가이드(14)를 포함한다.

피스톤밸브(12)에는 유체통과공(미도시)이 형성되어 있고, 피스톤 밸브(12) 하부의 압축실과 상부의 인장실에는 유체가 충진되어 있다. 따라서 압축행정에서는 압축실의 유체가 유체통과공을 통해 상부의 인장실로 이동하고, 인장행정에서는 인장실의 유체가 하부의 압축실로 이동한다.

센서모듈(100)은 상기 로드가이드(14)에 설치하는 것이 바람직하며, 이를 위해 로드가이드(14)는 그 측부에 센서모듈(100)의 하우징(110)에 대응하는 관통홀을 구비한다.

센서모듈(100)을 결합할 때는 GMR센서(130)를 관통홀의 내측으로 삽입하여 로드가이드(14)를 따라 승강하는 피스톤로드(13)에 최대한 근접시켜야 한다. 정확한 감지를 위해서는 피스톤로드(13)의 표면과 GMR센서(130)의 간격이 1mm 내외가 될 정도로 근접 설치하는 것이 바람직하다.

또한 GMR센서(130)는 대상물체에 그루브패턴이 형성되어 있어야 그 움직임을 감지할 수 있으므로 피스톤로드(13)의 감지대상부분에는 운동방향에 대해 실질적으로 수직방향으로 그루브패턴(13a)을 형성한다.

상기 그루브패턴(13a)은 교대로 형성된 다수의 볼록부와 다수의 오목부로 이루어지며, 피스톤로드(13)의 이동방향과 반드시 수직이 아니고 다소 기울어지더라도 볼록부와 오목부가 일정한 크기와 간격으로 형성되기만 하면 피스톤로드(13)의 움직임을 감지할 수 있다.

차량의 제어모듈은 센서모듈(100)의 감지결과를 이용하여 댐퍼(10)의 감쇠력 또는 인장력을 제어하며, 최근에는 실린더 내부에 자기유동성 유체(Magneto Rheological Fluid)를 충진하고 피스톤밸브(12)에 솔레노이드 코일을 설치하여 자기장을 이용하여 유체통과공을 통한 유체의 거동을 제어하는 댐퍼가 주목받고 있다.

자기유동성 유체는 자화될 수 있는 금속입자를 함유하는 유체로서 주변에 자기장이 발생하면 그 영향으로 겉보기 점도가 달라지는 특성을 가진다. 따라서 피스톤밸브(12)의 유체통과공 주위에 솔레노이드 코일을 설치하여 자기장의 세기를 조절함으로써 댐퍼(10)의 감쇠력이나 인장력을 제어할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 센서모듈(100)이 노면의 굴곡이나 충격에 따라 이동하는 피스톤로드(13)의 움직임을 감지하면, 차량의 전자제어유닛(ECU)에서 감지결과를 이용하여 피드백제어신호를 생성하고 솔레노이드 코일에 인가되는 전류의 세기를 조절하는 방식으로 댐퍼(10)의 감쇠력이나 인장력이 전자적으로 제어되는 것이다.

본 발명의 센서모듈을 이용하면, 대상물체의 이동방향, 이동거리, 이동속도 등을 비접촉식으로 안정적으로 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 센서모듈은 액츄에이터의 형태나 종류에 무관하게 사용할 수 있고 대상물체와의 접점이 좁은 범위에 국한되더라도 정확하게 감지할 수 있다.

또한 종래의 광학식이나 접촉식 센서에 비하여 우수한 내구성과 강성을 가지는 센서모듈을 제공할 수 있다.

Claims

볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴을 가지는 대상물체의 상대변위를 측정하는 센서모듈에 있어서,

자기장을 발생시키는 자석;

상기 자석과 상기 대상물체의 사이에 설치되며, 각각이 자기장의 변화를 감지하여 전기적 신호를 출력하는 제1 서브센서 및 제2 서브센서를 구비하는 거대 자기저항(GMR) 센서에 있어서, 상기 제1 서브센서는 제1-1 저항소자 및 제1-2 저항소자의 직렬연결쌍과 제1-3 저항소자 및 제1-4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 가지며, 상기 제2 서브센서는 제2-1 저항소자 및 제2-2저항소자의 직렬연결쌍과 제2-3 저항소자 및 제2-4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 가지며, 상기 제1 서브센서의 선단부와 상기 제2 서브센서의 선단부는 상기 대상물체의 이동방향을 따라 서로 이격 배치되어, 상기 대상물체가 이동하면 상기 제1 서브센서의 출력신호와 상기 제2 서브센서의 출력신호가 시간차를 두고 생성되어 상기 대상물체의 이동방향을 확인할 수 있는 상기 거대자기저항 센서;

상기 거대자기저항 센서의 출력신호를 처리하여 구형파를 출력하는 신호처리부;

상기 자석, 상기 거대자기저항 센서 및 상기 신호처리부를 지지하는 하우징;

을 포함하는 상대변위 측정용 센서모듈
제1항에 있어서,

상기 전기적신호는 상기 제1-1 저항소자 및 상기 제1-2 저항소자 사이의 제1-1노드와 상기 제1-3 저항소자 및 상기 제1-4 저항소자 사이의 제1-2 노드 간과, 상기 제2-1 저항소자 및 상기 제2-2 저항소자 사이의 제2-1노드와 상기 제2-3 저항소자 및 상기 제2-4 저항소자 사이의 제2-2 노드 간에서 자기장의 변화에 따라 발생하는 출력전압인 것을 특징으로 하는 상대변위 측정용 센서모듈
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제1항에 있어서,

상기 신호처리부는,

상기 GMR센서의 출력신호를 증폭하는 신호증폭부;

상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 구형파(square wave)로 변환하여 외부로 전송하는 디지털변환부;

를 포함하는 것을 특징으로하는 상대변위 측정용 센서모듈
제1항에 있어서,

상기 하우징은 일단에 개구부를 구비하며, 상기 GMR센서는 상기 개구부를 밀폐하는 PCB기판의 외측에 탑재되는 것을 특징으로 하는 상대변위 측정용 센서모듈
제5항에 있어서,

상기 GMR센서의 외측에는 보호커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 상대변위 측정용 센서모듈
제5항에 있어서,

상기 자석은 상기 PCB기판의 내측에 고정되는 영구자석인 것을 특징으로 하는 상대변위 측정용 센서모듈
제5항에 있어서,

상기 하우징의 내측에는 상기 신호처리부와 부속회로를 탑재하는 제2의 PCB기판이 설치되며, 상기 PCB기판과 상기 제2의 PCB기판은 FPCB를 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 상대변위 측정용 센서모듈
볼록부와 오목부가 교대로 형성된 그루브패턴을 가지는 대상물체의 이동방향을 따라 그 선단부가 서로 이격되어 설치되고, 자기장 변화에 대응하는 전기적신호를 각각 출력하며, 제1-1 저항소자 및 제1-2 저항소자의 직렬연결쌍과 제1-3 저항소자 및 제1-4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 갖는 제1 서브센서와 제2-1 저항소자 및 제2-2저항소자의 직렬연결쌍과 제2-3 저항소자 및 제2-4 저항소자의 직렬연결쌍이 서로 병렬로 연결되는 구조를 갖는 제2 서브센서를 내장하는 GMR센서를 이용한 대상물체의 이동방향 감지 방법에 있어서,

상기 대상물체가 상기 제1센서 및 상기 제2센서에 대하여 이동하면, 상기 제1 센서가 상기 대상물체의 볼록부와 오목부에 대응되는 제1 전기적신호를 생성하는 단계와;

상기 제2 센서가 상기 대상물체의 볼록부와 오목부에 대응되는 제2 전기적신호를 생성하는 단계와;

상기 제1 및 제2 전기적 신호의 시간적 출력순서를 인식하여 상기 대상물체의 이동방향을 판단하는 단계

를 포함하는 대상물체의 이동방향 감지 방법