KR101347052B1 - 주파수 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전기적으로 접속된 LC소자를 포함하여 피측정물에 인가된 환경변화에 따른 공진 주파수를 형성하는 공진 주파수 형성부 및 소정 범위에서 가변하는 전송 주파수를 발진시키는 주파수 위상 동기부와, 자기유도결합 방식으로 상기 전송 주파수를 함유한 에너지를 상기 공진 주파수 형성부로 전송하는 코일이 형성된 안테나와, 상기 안테나에서 전송한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량을 측정하여 상기 공진 주파수 형성부의 공진 주파수를 감지하는 제어부를 포함하는 공진 주파수 측정부를 포함하는 주파수 측정 장치를 제공한다.

Description

주파수 측정 장치{FREQUENCY MEASURING DEVICE}

본 발명은 주파수 측정 장치, 즉 LC 소자들을 포함하고 있는 회로 혹은 센서 등에 전기, 기계, 화학, 온도, 유속 등 다양한 물리적 외부 환경이 인가될 때 공진 주파수 형성부의 주파수 변동을 텔레메트리(Telemetry) 기술을 바탕으로 무선으로 측정하는 장치에 관한 것이다.

텔레메트리 기술은 무선 전력 전송 기술을 바탕으로 특정 장소에서 인가된 환경 변화에 따른 전기적 신호 변화를 자기 유도 결합(inductive coupling)을 통해 외부 데이터 수집 장치에 나타내는 기술로서, 의료용으로 사용할 경우 혈압, 맥박, 안압, 온도, 스트레인(strain), 유체량 변화, 방광압 등과 같이 생체 측정 분야에 활용되어질 수 있다.

무선전력전송 기술은 전기에너지를 무선전송이 가능한 마이크로파로 변환시켜 에너지를 전달하는 전송 방식이다. 기존 변압기의 1,2차 코일과 같이 에너지를 전송하는 1차 코일과 에너지를 전달받는 2차 코일에 의해 구성되어 진다. 무선전력전송 기술은 ICT, 가전, 로봇, 의료, 자동차, 철도 등 전기를 사용하는 모든 분야에 걸쳐 사용 될 수 있는 미래 유망 기술로 각광받고 있다. 무선 전력전송 기술은 전원과 전자기기 사이에 접점 없이 전력을 전달하는 것으로, 자기유도방식, 자기공진유도방식, 전자기파방식 등의 기술이 구현 되어 있다.

본 발명은 이러한 텔레메트리 기술과 무선전력전송 기술을 통해 측정 장소에 위치한 코일 혹은 인덕터와 외부 데이터 수집 장치에 존재하는 코일, 혹은 인덕터, 혹은 안테나 사이에 발생하는 자기 유도 결합에 의해 전송되는 에너지를 외부 데이터 수집의 장치에서 계측하여 측정 장소의 환경 변화에 대한 시스템의 전기적 변화량, 특히 LC 공진주파수의 변화를 측정, 이를 외부 환경 변화에 의한 물리적인 변화량으로 나타내어주는 기술에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공진 주파수 형성부의 물리적 변화에 따른 공진 주파수 변화를 측정할 수 있는 무선 데이터 측정 장치의 개발이다. 특히 이러한 장치의 회로 간소화를 통한 휴대가 용이한 측정 장치를 개발하여 사용자가 불특정 장소에서 사용 가능하도록 제작하고자 한다. 또한 무선 전력 전송 기술을 통해 LC공진을 형성하는 공진 주파수 형성부 외부에 존재하는 코일(인덕터)과 LC공진을 형성하는 공진 주파수 형성부 내부에 존재하는 코일(인덕터)에 자기적 유도 결합 (inductive coupling)에 의해 전달되는 에너지 변화를 통해 측정하게 할 때, 전달되는 에너지의 전송 효율과 제한된 측정거리를 늘이기 위한 주파수 측정 장치에 대한 제안을 본 발명에서 제시하고자 한다. 인상된 전송효율과 측정거리를 통해 정확하고 정밀한 에너지 변화량을 계측하여 공진 주파수 형성부의 물리적 변화에 대한 공진 주파수의 변화량을 정확히 측정하고자 한다. 또한 수집된 데이터의 값을 외부의 단말기에 저장 혹은 전송할 수 있는 데이터 교환 시스템이 필요하고 주파수 측정 장치의 지속적인 동작을 위해 에너지 충전이 가능하도록 외부 단말기와 유선으로 연결 가능한, 즉 USB 포트와 같은 communication 과 recharging이 가능한 유선 연결 시스템이 구현될 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 주파수 측정 장치는, 전기적으로 접속된 LC소자를 포함하여 피측정물에 인가된 환경변화에 따른 공진 주파수를 형성하는 공진 주파수 형성부; 소정 범위에서 가변하는 전송 주파수를 발진시키는 주파수 위상 동기부와, 자기유도결합 방식으로 상기 전송 주파수를 함유한 에너지를 상기 공진 주파수 형성부로 전송하는 코일이 형성된 안테나와, 상기 안테나에서 전송한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량을 측정하여 상기 공진 주파수 형성부의 공진 주파수를 감지하는 제어부를 포함하는 공진 주파수 측정부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 안테나 매칭부는, 상기 안테나와 전기적으로 접속되는 가변 용량 다이오드로 이루어질 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 가변 용량 다이오드에 인가되는 전압을 제어하는 DAC(Digital to Analog Converter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 주파수 위상 동기부는, 상기 공진 주파수 형성부의 변위 주파수 범위와 동일한 범위에서 가변하도록 상기 전송 주파수를 발진시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 주파수 위상 동기부는, 위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 측정부는, 상기 제어부에서 측정한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량 또는 공진 주파수 형성부의 공진 주파수에 관한 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 측정부는, 상기 메모리에 저장된 데이터를 외부기기에 전송하거나 외부기기로부터 전원을 공급 받는 외부기기 연결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 측정부는, 상기 제어부에서 측정한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량 또는 공진 주파수 형성부의 공진 주파수에 관한 데이터를 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 형성부는, 상기 피측정물에 삽입 또는 접촉될 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 주파수 측정 장치는, LC 소자를 포함하여 피측정물에 인가된 환경변화에 따른 공진 주파수를 형성하는 공진 주파수 형성부와 자가 유도 결합을 이용하여 상기 공진 주파수 형성부의 공진 주파수 변동을 측정하는 공진 주파수 측정부를 포함하며, 상기 공진 주파수 측정부는, 마이크로 컨트롤러를 바탕으로 주파수 발진 및 데이터 처리를 수행하는 제어부; 측정 데이터를 장기적으로 저장하거나 데이터 처리에 사용되는 측정값을 저장하는 메모리; 상기 공진 주파수 측정부의 각 회로 파트에 다양한 레벨의 전원을 공급할 수 있도록 다양한 레벨의 전압을 발생하는 전원부; 상기 공진 주파수 측정부의 데이터 전송 및 전원 공급에 사용될 수 있는 USB와 같은 외부 기기 연결부; 상기 공진 주파수 측정부의 장시간 운용을 위해 에너지 충방전이 가능한 충전 및 배터리부; 상기 공진 주파수 측정부의 일정한 범위에서 정확한 주파수 발진이 가능하게 하는 주파수 위상 동기부; 상기 주파수 위상 동기부에서 발진되는 주파수와 주파수 위상 동기부에 연결된 안테나의 공진 주파수가 일치하도록 하는 안테나 매칭부; 상기 안테나를 통해서 측정된 전기적 신호를 해독하여 아날로그 데이터로 변환해주는 주파수 감지부;를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 측정부는 LC 공진을 형성하는 상기 공진 주파수 형성부의 동작 환경에 따라 사용 목적이 정의되어 질 수 있다.

본 발명의 주파수 측정 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 측정부는 전압 제어 발진기(VCO)를 통해 나오는 주파수와 안테나의 공진 주파수를 일치시켜 전력전송 효율을 높이고 측정거리를 늘이기 위해 제어부에 연결된 DAC를 사용 전압 변화에 의해 캐패시턴스가 변하는 가변용량 다이오드(Variable capacitance diode)가 안테나와 전기적 연결된 안테나 매칭부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 주파수 측정 장치는, 회로의 간소화에 따른 소형화로 시스템 부피 감소가 가능, 휴대가 용이한 hand-held형 시스템 제작이 가능하다. 또한 telemetry 기술과 무선 전력 전송을 사용하여 무선으로 측정 가능하며, 무선 측정으로 인해 공진 주파수 형성부와 공진 주파수 측정부 사이에 유선 제거가 가능하다. 자기유도방식의 무선 전력 전송을 통해 전달되는 에너지의 변화량을 측정, 이격된 거리에서 물리적인 값을 나타낼 수 있으므로 측정 시스템과 데이터 수집 시스템 사이에 무선 측정이 필요한 환경, 예를 들면 인체, 높은 온도 시스템, 거친 화학적 환경, 많은 유체량의 변화가 있는 곳에 사용될 수 있다. 특히 인체 환경 측정시, 측정 시스템을 인체에 삽입 혹은 접촉하여 혈압, 맥박, 안압, 온도, 스트레인(strain), 혈류 변화, 방광압 등의 다양한 인체 환경 변화 측정에 매우 효과적이다. 따라서 보다 효과적인 건강관리, 급성질환 예방, 및 실시간 건강관리 시스템에 매우 효과적일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 처리 장치의 개략적인 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공진 주파수 형성부의 간략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 매칭부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 처리 장치의 세부적인 구성을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

본 발명의 실시 예에 따른 주파수 측정 장치를 통해, 공진 주파수 형성부의 외부 환경 변화에 따른 공진 주파수 변이를 telemetry 기술을 이용하여 측정하는 장치이다. 공진 주파수 변이를 공진 주파수 측정부에서 실시간으로 측정하여 무선으로 공진 주파수 형성부의 주위 환경 변화를 측정하는 기술로 의료, 가전, 자동차 등 다양한 산업분야에 사용되어 질 수 있는 주파수 측정 장치이다. 예를 들어, LC 공진 회로로 이루어진 압력센서에 외부에서 압력이 인가될 경우 압력 센서의 전기적 특성, 즉 LC 공진 주파수가 변하게 된다. 이때 telemetry 방식, 즉 LC공진을 형성하는 공진 주파수 형성부 외부에 존재하는 코일에서 주파수를 함유하는 에너지를 LC공진을 형성하는 공진 주파수 형성부 내부에 존재하는 인덕터에 자기적 유도 결합 (inductive coupling)에 의해 전달하게 된다. 이때 전달되는 에너지의 변화량을 측정하게 되고 이를 통해 공진 주파수 형성부에서의 공진 주파수 변화를 계산할 수 있게 된다. 이는 캐패시턴스 혹은 인덕턴스가 변화될 수 있는 모든 분야에 적용가능하다. 이러한 측정 장치는 일반적으로 측정 거리가 짧다. 측정 거리 증가를 위해 본 발명에서는 에너지 전송 장치, 즉 안테나 코일의 공진 주파수를 전송 주파수와 일치하도록 제어할 수 있는 장치의 구성을 이루고 있다. 특히 혈압, 맥박, 안압, 온도, strain, 유체량 변화, 방광압 및 신체 환경 변화 측정에 매우 용이한 방법이다.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 측정 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 측정 장치 전체 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 공진 주파수 형성부에 대해 나타낸 도면, 도 3은 안테나 매칭부를 나타낸 도면, 도 4는 주파수 측정 장치의 세부적인 구성을 나타내고 있다.

도 1은 LC 공진을 형성하는 공진 주파수 형성부(100) 및 공진 주파수 측정부(200)를 도식화하고 있다.

공진 주파수 형성부(100)는 물리적, 화학적, 전기적 변화를 감지하고자하는 피측정물에 삽입 혹은 부착할 수 있다. 이 공진 주파수 형성부(100)와 공진 주파수 측정부(200) 사이에 자기 유도 결합 (inductive coupling)이 형성되기 위하여 두 시스템간의 거리는 약 5cm 이내에 위치하여야 한다. 그러나 공진 주파수 측정부(200)의 출력 값에 의해 그 거리는 증가될 수도 있다. 공진 주파수 형성부(100)는 사용되어 지는 목적에 따라 각각 다른 크기를 가질 수 있다. 또한 공진 주파수 형성부(100) 구성에 사용되어 지는 물질은 그 목적에 맞게 선택되어 져야 한다. 예를 들면, 공진 주파수 형성부(100)가 인체에 삽입되거나 부착되면 반드시 인체에 무해하고 호환성이 있는 물질을 바탕으로 제작되어야 한다.

공진 주파수 측정부(200)는 일정한 거리에서 공진 주파수 형성부(100)에 telemetry 방식을 이용하여 에너지를 전달하게 된다. 이때 전달되는 에너지양은 공진 주파수 측정부(200)의 안테나(280)에서 전송되는 주파수와 공진 주파수 형성부(100)의 공진 주파수의 차에 의해 변하게 된다. 전송 주파수와 공진 주파수 형성부(100)의 공진 주파수가 일치하게 되면 전송되는 에너지의 양은 최대값을 갖게 된다. 공진 주파수 형성부(100)의 공진 주파수는 공진 주파수 형성부(100) 주변의 환경에 의해 변하게 된다. 이러한 공진 주파수 변화를 측정하기 위해 에너지를 함유한 소정 범위의 주파수를 지속적으로 안테나(280)를 통해 공진 주파수 형성부(100)에 전송하게 되고 공진 주파수 형성부(100)의 주변 환경 변화에 따라 발생하는 공진 주파수 변화를 전송된 에너지양의 모니터링을 통해 감지할 수 있게 된다.

도 2는 공진 주파수 형성부(100)를 나타내고 있다. 공진 주파수 형성부(100)는 캐패시터와 인덕터의 전기적 연결에 의해 이루어진다. 전기적 연결은 병렬 또는 직렬 구조를 갖는다. 또한 반도체 공정을 사용할 경우 인덕터로 이루어진 두 판의 기계적 접합을 통해 인덕터와 인덕터는 마주보게 되고 두 인덕터 전선 사이에 형성되는 캐패시턴스에 의해 전기적 연결이 이루어질 수도 있다. 반도체 공정을 이용, 제작된 시스템의 경우 시스템 주위 환경 변화에 따라 인덕터 자체의 값이 변화거나 인덕터가 형성된 기판의 기계적 변위에 따라 캐패시턴스의 값이 변하게 된다. 특히 압력이나 힘이 시스템 기판에 가해 질 경우 기판은 압력이나 힘을 줄이는 방향 즉 압력과 힘의 반대 방향으로 움직임을 갖게 된다. 따라서 인덕터의 구조 변화를 가져와 인덕턴스가 변하게 되고 또한 기판의 휨에 의해 인덕터 사이 간격이 감소하게 된다, 즉 캐패시턴스의 값이 증가하게 된다. 따라서 압력과 힘 혹은 외부의 자극에 의해 공진 주파수 형성부(100)의 고유 공진 주파수가 변하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 매칭부(285)를 나타낸 도면이다.

공진 주파수 측정부(200)에서의 안테나(280)와 공진 주파수 형성부(100) 내에 존재하는 코일 혹은 인덕터 사이에 발생하는 에너지 효율은 안테나(280)의 공진 주파수와 코일의 공진 주파수가 일치될 때 가장 좋은 결과값을 갖게 된다. 그러나 일반적으로 안테나로 사용되는 코일의 인덕턴스 값은 고정되어 있다. 따라서 제작시 코일은 일정한 공진 주파수를 갖게 된다. 앞에서도 언급했듯이 공진 주파수 측정부(200)는 공진 주파수 형성부(100)의 공진 주파수를 감지하기 위해 일정한 범위의 주파수를 지속적으로 전송하게 되는데 이때 전송되는 주파수와 안테나(280)의 주파수는 일치하지 않을 수 있다. 이 경우 공진 주파수 불일치에 따라 최대의 에너지 전송 효율을 획득할 수 없어 측정 거리의 감소가 발생하게 된다. 일정한 측정 거리 혹은 최대의 측정거리를 얻기 위해 본 발명은 에너지 전송 안테나(280)의 공진 주파수와 공진 주파수 측정부(200)에서 발생하는 전송 주파수를 일치시키고자 한다. 이를 위해 안테나(280)의 인덕턴스 값을 고정시키고 전압 변화에 따라 캐패시턴스 값이 변하는 가변 용량 다이오드(285)를 안테나(280)와 전기적으로 연결하고자 한다. 즉 가변 용량 다이오드에 인가되는 전압을 제어부(210)의 DAC(Digital to Analog Converter)를 통해 제어함으로써 안테나(280)의 공진 주파수가 상시 공진 주파수 측정부(200)에서 생성된 주파수와 일치하도록 설계한다.

도 4를 참고하면, 공진 주파수 측정부(200)는 제어부(210), 메모리(215), 전원부(220), 디스플레이부(230), 충전 및 배터리부(225), 주파수 발진기(240), 위상 동기 회로(250), 증폭 및 저역통과필터(260), 전압 제어 발진기(270), 안테나(280), 안테나 매칭부(285), 전송 주파수 감지부(290), 커뮤니케이션부(295), 외부기기 연결부(320)를 포함하여 이루어질 수 있다.

제어부(210)는 프로그래밍을 통해 제어부(210)와 연결된 각 장치를 제어하며 제어부(210) 내에 존재하는 ADC(Analog to Digital Converter)에 입력되는 전압 혹은 에너지 값을 이용하여 주파수 변위를 감지한다. DAC는 안테나(280)의 공진 주파수가 주파수 위상 동기부(300)에서 발진되는 전송 주파수와 일치하도록 안테나 매칭부(285)에 존재하는 varicap의 캐패시턴스 값을 조정하는 역할을 한다. 메모리부(215)는 일종의 데이터 저장 장치로서 여러 가지의 데이터를 함유할 수 있다. 첫째로 공진 주파수 형성부(100)의 제작 후 인위로 인가된 외부 환경에 따른 변화량을 측정하고 이를 데이터화하여 메모리에 저장하게 된다. 이러한 데이터 값은 실제 측정하여 획득한 값과 비교 되게 되고 이를 프로그램에 의해 디스플레이부(230)에 나타내게 된다. 예를 들어 LC 공진형 압력 센서의 경우 외부 압력 인가에 따라 공진 주파수가 변하게 된다. 이러한 압력과 주파수의 관계를 데이터부에 미리 입력할 경우 실제 주파수 변동에 따른 압력 변화의 값을 디스플레이부(230)에 나타낼 수 있게 된다. 둘째로 장시간에 걸쳐 측정이 이루어질 경우 측정된 데이터를 메모리 부에 저장하게 되고 이를 필요할 경우 메모리에서 읽어 들여 장시간 측정값의 변화를 디스플레이부나 USB 포트 혹은 전송 포트를 통해 컴퓨터와 같은 외부 장치에서 나타내게 하는데 필요한 장치이다. 셋째로 측정된 데이터 값을 획득하여 저장, 이를 연산이 필요할 경우 사용하게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 회로는 다양한 전압 레벨을 필요로 한다. 이를 위해 전원부(220)는 각 회로 파트에 필요한 다양한 레벨의 전압을 공급하는 역할을 한다. 충전 및 배터리부(225)는 USB 포트와 같은 외부기기 연결부(320)를 이용하여 충전이 이루어질 수 있다. 외부기기 연결부(320)에서 충전 및 배터리부(225)로의 연결은 직접적으로 이루어질 수도 있으나 실시의 예와 같이 커뮤니케이션부(310)를 통해 이루어질 수도 있다. 충전 및 배터리부(225)는 각종 건전지 혹은 전지로 이루어질 수 있으며 또한 super capacitor와 같이 충방전이 가능한 에너지 저장 장치로도 실시가 가능하다.

디스플레이부(230)는 측정한 정보를 물리적인 값으로 변환하여 표시한다. 예를 들면 혈압 측정의 경우 혈압 측정 장치에서 물리적 값을 전기적 값으로 변환하여 이를 제어부(210) 내에 존재하는 마이크로 컨트롤로에 전송하면 마이트로 컨트롤러는 전기적 값을 기계적 값으로 변환, 이를 디스플레이부(230)에 표시하게 된다. 디스플레이부(230)는 이러한 수치를 나타낼 수 있는 모든 전자 부품으로 제작되어 질 수 있다.

주파수 발진의 기본 원리는 PLL (Phase Locked Loop) 방식을 이용하여 실시되어진다. 위상 동기 루프 회로 (250)에서 발생되는 전압 혹은 전류 차를 증폭 혹은 저대역 필터를 사용하여 전압 값으로 변형 이를 전압 조절을 통해 VCO(270)에서 원하는 주파수가 발생하게 된다. VCO(270)에서 발생되는 주파수가 원하는 출력의 주파수인지를 확인하기 위해서 VCO(270)에서 발생되는 주파수와 비교가 가능한 임의의 주파수와의 위상차 비교를 통해 이루어진다. 본 실시의 예에서는 PLL 회로 (250)에 존재하는 분주기 회로, 위상 비교기 및 주파수 발진기 (240)에 의해 정확한 주파수 발생이 이루어지게 된다. VCO(270)에서 발생되는 주파수는 PLL chip에 존재하거나 외부에 장착된 크리스탈 발진기와 같이 항상 일정한 주파수를 발진 시키는 장치(240)에서 발생되는 기준 주파수와 비교하기 위해 분주기 회로에 의해 그 출력 주파수를 분주해 준다. 이렇게 분주된 주파수는 주파수 발진기에서 발생되는 주파수의 위상과 비교하게 된다. 위상차가 발생하게 되면 그 값은 대역폭 필터에 의해 전압, 전류의 값으로 변형되게 된다. 이러한 전압 혹은 전류 값은 증폭기 혹은 전압 전류 변환회로에 의해 전압 값으로 변환되게 되고 그 차이에 의해 발생되는 전압 값을 VCO(270)에 인가함으로써 VCO(270)에서 발생되는 주파수의 값을 원하는 출력의 주파수로 항상 얻게 된다. 본 실시의 예에서는 공진 주파수 형성부(100)가 외부의 기계적 환경 변화에 의해 일정한 주파수 범위에서 변하게 되므로 VCO(270)에서 출력되는 발진 주파수는 일정한 범위에서 가변되는 주파수가 상시 발생하여야 한다. 예를 들어 공진 주파수 형성부(100)의 변위 주파수가 30-40MHz의 주파수 범위를 갖는다면 VCO(270)에서 발생되는 가변 주파수도 30-40MHz의 범위를 가져야 한다. 이 주파수는 일정한 시간 내에서 지속적으로 발생되어야 한다. 이렇게 발생되는 전송 주파수는 안테나(280)를 통해 출력되어 지게 된다. 안테나(280)에서 출력되어 지는 주파수를 함유한 에너지는 자기 유도 결합에 의해 공진 주파수 형성부(100)에 전달되게 된다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치는 여러 가지 방법을 통해서 구현 될 수 있으며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램 소스를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현 가능 하다는 것이다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100: 공진 주파수 형성부
200: 공진 주파수 측정부
210: 제어부
215: 메모리
220: 전원부
230: 디스플레이부
240: 주파수 발진기
250: 위상 동기 회로
260: 증폭 및 저역 통과 필터
270: 전압 제어 발진기
280: 안테나
285: 안테나 매칭부
290: 전송 주파수 감지부
300; 주파수 위상 동기부
310: 커뮤니케이션부
320: 외부기기 연결부

Claims (10)

1. 전기적으로 접속된 LC소자를 포함하여 피측정물에 인가된 환경변화에 따른 공진 주파수를 형성하는 공진 주파수 형성부;
   소정 범위에서 가변하는 전송 주파수를 발진시키는 주파수 위상 동기부와, 자기유도결합 방식으로 상기 전송 주파수를 함유한 에너지를 상기 공진 주파수 형성부로 전송하는 코일이 형성된 안테나와, 상기 안테나에서 전송한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량을 측정하여 상기 공진 주파수 형성부의 공진 주파수를 감지하는 제어부를 포함하는 공진 주파수 측정부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공진 주파수 측정부는,
   상기 전송 주파수와 상기 안테나의 공진 주파수를 일치시키기 위한 안테나 매칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 안테나 매칭부는,
   상기 안테나와 전기적으로 접속되는 가변 용량 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 가변 용량 다이오드에 인가되는 전압을 제어하는 DAC(Digital to Analog Converter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 주파수 위상 동기부는,
   상기 공진 주파수 형성부의 변위 주파수 범위와 동일한 범위에서 가변하도록 상기 전송 주파수를 발진시키는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 주파수 위상 동기부는,
   위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 공진 주파수 측정부는,
   상기 제어부에서 측정한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량 또는 공진 주파수 형성부의 공진 주파수에 관한 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 공진 주파수 측정부는,
   상기 메모리에 저장된 데이터를 외부기기에 전송하거나 외부기기로부터 전원을 공급받는 외부기기 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 공진 주파수 측정부는,
   상기 제어부에서 측정한 전송 주파수에 따른 에너지 변화량 또는 공진 주파수 형성부의 공진 주파수에 관한 데이터를 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
   
10. 청구항1 에 있어서,
    상기 공진 주파수 형성부는,
    상기 피측정물에 삽입 또는 접촉되는 것을 특징으로 하는 주파수 측정 장치.
    

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