KR101399893B1 - Signal measuring method and signal measuring apparatus - Google Patents

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KR101399893B1 KR1020110100533A KR20110100533A KR101399893B1 KR 101399893 B1 KR101399893 B1 KR 101399893B1 KR 1020110100533 A KR1020110100533 A KR 1020110100533A KR 20110100533 A KR20110100533 A KR 20110100533A KR 101399893 B1 KR101399893 B1 KR 101399893B1
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Abstract

신호 계측 방법 및 신호 계측 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 방법은, 전원으로부터 공급 전압을 제공받아 동작하는 센서가 검출 결과에 상응하는 출력 신호를 발생시키고; 상기 공급 전압 및 상기 출력 신호를 직류화하며; 직류화된 상기 공급 전압과 상기 출력 신호의 비교를 통해 상기 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분을 추출하고; 상기 추출 결과에 기초하여 상기 공급 전압의 고주파 노이즈 성분이 제거되도록 상기 전원을 제어한다. A signal measuring method and a signal measuring apparatus are disclosed. A signal measuring method according to an embodiment of the present invention includes: a sensor that receives a supply voltage from a power source and generates an output signal corresponding to a detection result; Directs said supply voltage and said output signal to DC; Extracting a high frequency noise component included in the supply voltage through comparison between the DC supply voltage and the output signal; And controls the power supply to remove the high-frequency noise component of the supply voltage based on the extraction result.

Figure R1020110100533
Figure R1020110100533

Description

신호 계측 방법 및 신호 계측 장치{SIGNAL MEASURING METHOD AND SIGNAL MEASURING APPARATUS} Technical Field [0001] The present invention relates to a signal measuring method and a signal measuring apparatus,

본 발명은 신호 계측 방법 및 신호 계측 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a signal measuring method and a signal measuring apparatus.

힘, 압력, 중량 등의 외부 영향을 전기적 신호로 변환하여 그 전기적 신호를 계측하는 신호 계측 센서를 로드 셀이라고 한다. 로드 셀은 일반적으로 스트레인 게이지 인터페이스 회로의 물리적 힘을 저항 값으로 변환하여 변동된 저항 값에 따라 회로에 흐르는 전류의 변화량을 측정함으로써, 외부의 힘, 압력, 중량 등을 측정한다. A signal measuring sensor that converts an external influence such as force, pressure, weight, etc. into an electrical signal and measures the electrical signal is called a load cell. The load cell generally measures the external force, pressure, weight and the like by converting the physical force of the strain gauge interface circuit into a resistance value and measuring the amount of change of the current flowing through the circuit according to the changed resistance value.

로드 셀은 정밀도와 선형성 보장의 정도와 온도 및 습도에 대한 보상 유무에 따라 매우 다양한 사양이 존재할 수가 있다. 즉, 로드 셀에 내장된 스트레인 게이지 인터페이스 회로의 정밀하고 정확한 기능과 오차에 대한 보상 유무가 로드 셀을 이용한 계측 장치의 품질을 결정하는데 있어서 중요한 역할을 하게 된다. The load cell can have a wide variety of specifications depending on the degree of accuracy and linearity, and the compensation for temperature and humidity. That is, the precise and accurate function of the strain gauge interface circuit built in the load cell and the compensation for the error play an important role in determining the quality of the measuring device using the load cell.

로드 셀을 이용한 계측 장치의 정밀도를 떨어뜨려 품질 저하를 초래하는 원인 가운데 하나로는, 로드 셀의 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 공급되는 전압에 포함된 고주파 노이즈 성분을 들 수 있다. 공급 전압을 통해 유입되는 고주파 노이즈 성분은 스트레인 게이지 인터페이스 회로의 출력에 공통으로 더해지는 노이즈의 형태를 띠게 되는데, 이 고주파 노이즈는 공통 노이즈임에도 불구하고 공통 모드 제거(Common Mode Rejection)에 의해 제거되지 않아 계측의 정밀도를 떨어뜨리는 원인이 된다. One of the reasons for deteriorating the quality of the measurement apparatus using the load cell is the high frequency noise component contained in the voltage supplied to the strain gauge interface circuit of the load cell. The high frequency noise components introduced through the supply voltage take the form of noise added to the output of the strain gauge interface circuit in common, and this high frequency noise is not removed by common mode rejection despite the common noise, Which may degrade the accuracy of the sensor.

본 발명의 실시 예들은 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 공급되는 공급 전압에 포함된 고주파 노이즈를 제거시켜, 보다 정밀하게 계측할 수 있는 신호 계측 방법 및 신호 계측 장치를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention seek to provide a signal measuring method and a signal measuring apparatus capable of removing high-frequency noise included in a supply voltage supplied to a strain gauge interface circuit to more precisely measure.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)와 상기 공급 전압(V+vac)을 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 신호 계측 방법이 제공된다.
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 각 직류화한 신호들을 근거로 하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출한다.According to one aspect of the present invention, an output signal (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of a strain gauge interface circuit that is supplied with a supply voltage The DC voltage component Dvac corresponding to the high frequency noise component vac included in the supply voltage V + vac is extracted using the supply voltage V + vac, and the extracted DC voltage component Dvac ), And supplies the generated offset control signal to the power supply so as to supply the offset voltage to the supply voltage (V + vac) provided from the power supply There is provided a signal measuring method for variably controlling the offset of the power supply so that the included high frequency noise component (vac) is removed.
(V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit is root mean square, (V / 2 +? V + Vac / 2) of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / (V + vac) supplied to the strain gauge interface circuit to a root mean square (RMS) square, and supplies the DC voltage to the supply voltage V + vac) corresponding to the high-frequency noise component vac.

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상기 전원의 오프셋 가변 제어는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정한다. The offset variable control of the power source adjusts the DC level of the power source.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고, 상기 직류화한 3개의 신호들간의 차이를 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 신호 계측 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an output signal (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of a strain gauge interface circuit provided with a supply voltage (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit, (V + vac) supplied to the strain gauge interface circuit is converted into a square root mean square by making a direct current ((V / 2 +? V + Vac / 2) And extracts a DC voltage component (Dvac) corresponding to a high frequency noise component (vac) contained in the supply voltage (V + vac) by using the difference between the DC signals, And has a control value corresponding to the magnitude of the high-frequency noise component (vac) according to the extracted direct-current voltage component (Dvac) Generates an offset control signal and provides the generated offset control signal to the power supply so that the offset of the power supply is adjusted so that the high frequency noise component (vac) contained in the supply voltage (V + vac) A signal measuring method for variable control is provided.

상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제1 직류신호라 하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제2 직류신호라 하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 신호 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제3 직류신호라고 할 때, 상기 제1 직류신호와 제2 직류신호간의 신호차이와 상기 제3 직류신호간의 신호차이를 근거로 하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출한다.Wherein a signal obtained by converting a supply voltage (V + vac) provided in the strain gauge interface circuit into a DC by a root mean square is referred to as a first direct current signal, and an output signal V / 2 (V / 2 +? V + Vac / 2) of the first output signal (+ V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) 2 signal and the signal difference between the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit by a root mean square (V + vac) based on a signal difference between the first DC signal and the second DC signal and a signal difference between the third DC signal and the third DC signal, The DC voltage component Dvac corresponding to the high-frequency noise component vac is extracted.

상기 전원의 제어는, 상기 제어 신호를 이용하여 상기 고주파 노이즈 성분이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 조정한다. The control of the power source adjusts the offset of the power source so that the high frequency noise component is removed using the control signal.

상기 전원의 오프셋 가변 제어는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정한다. The offset variable control of the power source adjusts the DC level of the power source.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로; 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)와 상기 공급 전압(V+vac)을 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 신호 계측 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a strain gauge interface circuit that receives a supply voltage (V + vac) from a power supply; (V + vac) using the output signal (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) of the strain gauge interface circuit and the supply voltage Frequency noise component vac corresponding to the magnitude of the high-frequency noise component vac according to the extracted direct-current voltage component Dvac, A control signal is generated and the generated offset control signal is supplied to the power source to control the offset of the power source so that the high frequency noise component (vac) contained in the supply voltage (V + vac) The signal measuring apparatus comprising:

상기 제어부는, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱급(Root Mean Square)하여 직류화한 제1 직류신호(DV+Dvac)를 출력하는 제1 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제2 직류신호(DV/2+DV+Dvac/2)를 출력하는 제2 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제3 직류신호(2DV+Dvac)를 출력하는 제3 RMS-DC와, 상기 제2 RMS-DC로부터 출력된 제2 직류신호를 2배 증폭하는 2배 증폭기와, 상기 제1 RMS-DC로부터 출력된 제1 직류신호와 상기 2배 증폭기로부터 출력된 신호의 차이에 해당하는 신호(2DV)를 출력하는 제1 차동 증폭기와, 상기 제1 차동 증폭기의 출력신호(2DV)와 상기 제3 RMS-DC로부터 출력된 제3 직류신호(2DV+Dvac)의 차이에 해당하는 신호(Dvac)를 출력하는 제2 차동 증폭기와, 상기 제2 차동 증폭기의 출력신호의 이득을 조절하는 선형 증폭기와, 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + Vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대한 보상이 이루어지게 하기 위하여 상기 전원의 오프셋이 가변되도록 상기 선형 증폭기의 출력신호의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어 신호를 생성하고 상기 전원에 제공하는 오프셋 제어부를 포함한다.Wherein the control unit includes a first RMS-DC converter for outputting a first DC signal DV + Dvac obtained by DC-converting a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit to a root mean square (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit A second RMS-DC for outputting a second direct current signal DV / 2 + DV + Dvac / 2 obtained by making a direct current by a square root of a root mean square, A third RMS-DC outputting a third DC signal (2DV + Dvac) obtained by making the difference between the first DC signal (+ Δv + Vac / 2 and V / 2 - Δv-Vac / 2) A second doubler amplifier for doubling the second DC signal output from the second RMS-DC, and a second DC amplifier for receiving the difference between the first DC signal output from the first RMS-DC and the signal output from the second amplifier. doing And a signal corresponding to a difference between the output signal (2DV) of the first differential amplifier and the third DC signal (2DV + Dvac) output from the third RMS-DC And a high-frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + Vac) provided from the power source, a second differential amplifier for outputting a high- And generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the output signal of the linear amplifier so that the offset of the power source is varied so as to compensate for the offset of the output signal of the linear amplifier.

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상기 제어부는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정함으로써, 상기 전원의 오프셋을 조정한다. The control unit adjusts the offset of the power source by adjusting a DC level of the power source.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로; 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)의 차이를 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 직류화한 3개의 신호들간의 차이를 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 신호 계측 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a strain gauge interface circuit that receives a supply voltage (V + vac) from a power supply; (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit is taken as an effective value through a root mean square, (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit DC is obtained by taking an effective value through an average root mean square (Square Mean Square), DC is obtained by taking an effective value through a root mean square of a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit, The DC voltage component Dvac corresponding to the high frequency noise component vac included in the supply voltage V + vac is extracted using the difference between the three DC converted signals, and the extracted DC voltage component An offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the high-frequency noise component (vac) And a controller for providing the generated offset control signal to the power source to variably control an offset of the power source so that a high frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + vac) provided from the power source is removed A signal measuring apparatus comprising:

상기 제어부는, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱급(Root Mean Square)하여 직류화한 제1 직류신호(DV+Dvac)를 출력하는 제1 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제2 직류신호(DV/2+DV+Dvac/2)를 출력하는 제2 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제3 직류신호(2DV+Dvac)를 출력하는 제3 RMS-DC와, 상기 제2 RMS-DC로부터 출력된 제2 직류신호를 2배 증폭하는 2배 증폭기와, 상기 제1 RMS-DC로부터 출력된 제1 직류신호와 상기 2배 증폭기로부터 출력된 신호의 차이에 해당하는 신호(2DV)를 출력하는 제1 차동 증폭기와, 상기 제1 차동 증폭기의 출력신호(2DV)와 상기 제3 RMS-DC로부터 출력된 제3 직류신호(2DV+Dvac)의 차이에 해당하는 신호(Dvac)를 출력하는 제2 차동 증폭기와, 상기 제2 차동 증폭기의 출력신호의 이득을 조절하는 선형 증폭기와, 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + Vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대한 보상이 이루어지게 하기 위하여 상기 전원의 오프셋이 가변되도록 상기 선형 증폭기의 출력신호의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어 신호를 생성하고 상기 전원에 제공하는 오프셋 제어부를 포함한다.Wherein the control unit includes a first RMS-DC converter for outputting a first DC signal DV + Dvac obtained by DC-converting a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit to a root mean square (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit A second RMS-DC for outputting a second direct current signal DV / 2 + DV + Dvac / 2 obtained by making a direct current by a square root of a root mean square, A third RMS-DC outputting a third DC signal (2DV + Dvac) obtained by making the difference between the first DC signal (+ Δv + Vac / 2 and V / 2 - Δv-Vac / 2) A second doubler amplifier for doubling the second DC signal output from the second RMS-DC, and a second DC amplifier for receiving the difference between the first DC signal output from the first RMS-DC and the signal output from the second amplifier. doing And a signal corresponding to a difference between the output signal (2DV) of the first differential amplifier and the third DC signal (2DV + Dvac) output from the third RMS-DC And a high-frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + Vac) provided from the power source, a second differential amplifier for outputting a high- And generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the output signal of the linear amplifier so that the offset of the power source is varied so as to compensate for the offset of the output signal of the linear amplifier.

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상기 제어부는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정함으로써, 상기 전원의 오프셋을 조정한다. The control unit adjusts the offset of the power source by adjusting a DC level of the power source.

본 발명의 실시 예들은 신호 계측 장치에서 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 공급되는 공급 전압에 포함된 고주파 노이즈를 제거시킴으로써, 보다 정밀한 계측이 이루어질 수 있도록 한다. Embodiments of the present invention eliminate the high frequency noise included in the supply voltage supplied to the strain gauge interface circuit in the signal measuring apparatus, thereby enabling more accurate measurement.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어부의 상세한 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어 방법을 나타낸 도면.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어 방법을 더욱 구체적으로 나타낸 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 shows a detailed configuration of the control unit of the signal measuring apparatus according to the embodiment of the present invention shown in Fig.
3 is a diagram illustrating a control method of a signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a more detailed diagram illustrating a method of controlling a signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention shown in Fig.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치(100)는 외부로부터 가해지는 압력이나 힘, 중량 등을 검출하는 센서인 로드 셀의 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)에서 발생하는 신호를 계측하는 신호 계측 장치(100)이다. 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)는 전원(104)으로부터 DC 전압을 제공받아 동작한다. 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호는 계측 증폭기(106)에 의해 증폭되고, 아날로그 로우 패스 필터(Analogue Low Pass Filter : Analogue LPF)(108)에 의해 안정적인 아날로그 직류 성분의 출력 신호가 얻어지며, 아날로그 디지털 컨버터(Analogue-Digital Converter : ADC)(110)에 의해 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되고, 디지털로 변환된 신호는 디지털 로우 패스 필터(Digital Low Pass Filter : Digital LPF)(112)에 의해 안정적인 디지털 직류 성분의 출력 신호로서 출력된다. 이와 같은 일련의 과정을 거쳐 디지털 로우 패스 필터(112)에서 출력되는 디지털 데이터가 계측량을 대표하는 값이 된다. 1 is a diagram illustrating a signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, a signal measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a strain gauge interface circuit 102 for detecting a pressure, a force, a weight, The signal measuring apparatus 100 is a signal measuring apparatus. The strain gauge interface circuit 102 operates on the basis of the DC voltage supplied from the power source 104. An output signal of the strain gauge interface circuit 102 is amplified by a measurement amplifier 106 and an output signal of a stable analog DC component is obtained by an analog low pass filter (Analogue Low Pass Filter) 108, An analog signal is converted into a digital signal by an analogue-digital converter (ADC) 110, and the digital-converted signal is converted into a digital signal by a digital low-pass filter (Digital LPF) And outputted as an output signal of a digital direct current component. The digital data output from the digital low-pass filter 112 through such a series of processes becomes a value representative of the metering amount.

제어부(114)는 전원(104)의 공급 전압과 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호를 이용하여 고주파 노이즈를 줄이기 위한 오프셋 제어 신호(116)를 생성하고, 이 오프셋 제어 신호(116)를 이용하여 전원(104)을 제어한다. 이 오프셋 제어 신호(116)는 전원(104)의 오프셋을 제어하여 전원(104)의 직류 레벨을 미세 조정함으로써 고주파 노이즈 성분이 제거되도록 하기 위한 것이다. 고주파 노이즈 성분은 공급 전압에 포함되어 있는 것을 말한다. The control unit 114 generates an offset control signal 116 for reducing high frequency noise using the supply voltage of the power source 104 and the output signal of the strain gauge interface circuit 102 and uses the offset control signal 116 And controls the power source 104. [ This offset control signal 116 is intended to control the offset of the power supply 104 to fine-tune the DC level of the power supply 104 so that the high-frequency noise component is removed. The high frequency noise component is included in the supply voltage.

도 1의 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)에 공급되는 전류 I는 공급 전압 V와 4개의 브리지 저항(R1-R4) 사이의 관계식으로 정리가 될 수 있다. 외부의 영향(힘, 압력, 중량 등)이 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)에 미치지 않는 평형 상태에서 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 전압은 0V 이다. 외부의 영향(힘, 압력, 중량 등)이 발생하면 평형 상태는 깨지고 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호의 전압은 각각 V/2 + Δv + Vac/2 및 V/2 - Δv - Vac/2가 된다. 여기서 Δv는 외력이 발생했을 때의 출력 전압의 변화량으로써 저주파 특성을 갖는다.The current I supplied to the strain gauge interface circuit 102 of FIG. 1 may be summarized by the relationship between the supply voltage V and the four bridge resistors R1-R4. The output voltage of the strain gauge interface circuit 102 is 0 V in an equilibrium state in which an external influence (force, pressure, weight, etc.) does not reach the strain gauge interface circuit 102. When an external influence (force, pressure, weight, etc.) occurs, the equilibrium state is broken and the voltages of the output signals of the strain gauge interface circuit 102 are V / 2 +? V + Vac / 2 and V / 2-? 2. Here,? V is a change amount of the output voltage when an external force is generated, and has a low frequency characteristic.

센서의 검출 결과에 상응하는 출력 신호를 얻는 신호 계측 장치들은 공통 모드 제거 비(Common Mode Rejection Ratio : CMRR)가 매우 큰 특징이 있다. 즉, 신호 계측 장치들은 직류에 가까운 신호에 대해서는 그 증폭을 최소화하여 동일한 위상의 신호를 서로 감쇄시키는 역할을 하고, 위상이 다른 미약 신호에 대해서는 그 증폭을 최대로 할수록 동상 노이즈 제거 능력이 탁월한 특성을 가지고 있다. 즉 증폭기의 이득(gain)이 클수록 동상 노이즈 제거 능력이 커진다. 다만, 고주파 신호에 대해서는 동일한 위상을 갖고 있더라도 그 동상 노이즈 제거 능력이 현격히 감소한다. 이 때문에 공급 전압을 통해 유입되는 고주파 노이즈 성분은 센서 출력 신호에 공통으로 더해지는 노이즈의 형태를 띠게 되고, 해당 노이즈는 공통 노이즈임에도 불구하고 일반적인 신호 계측 장치에서는 제거되지 않는다. Signal measuring apparatuses that obtain an output signal corresponding to the detection result of the sensor have a very large common mode rejection ratio (CMRR). In other words, signal measuring devices minimize the amplification of signals close to direct current and attenuate signals of the same phase. For weak signals with different phases, the maximum gain of the noise suppression is superior as the amplification is maximized. Have. That is, the larger the gain of the amplifier, the greater the ability to remove the common mode noise. However, even if the high-frequency signal has the same phase, the in-phase noise removing capability is remarkably reduced. Therefore, the high-frequency noise component introduced through the supply voltage takes the form of noise commonly added to the sensor output signal, and the noise is not removed by the general signal measuring device despite the common noise.

도 1에 나타낸 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 계측 장치(100) 역시 공통 모드 제거 비(CMRR)가 매우 크다. 이 특성으로 인해 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)에 공급 전압이 V라고 하면, 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호의 공통 레벨인 V/2는 서로 상쇄되어 제거되고 2Δv의 특성만이 남는다. The signal measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 also has a very large common mode rejection ratio (CMRR). Due to this characteristic, when the supply voltage to the strain gauge interface circuit 102 is V, V / 2, which is the common level of the output signal of the strain gauge interface circuit 102, is canceled out and only the characteristic of 2? V remains.

그러나, 고주파 노이즈 성분이 제거되지 않은 공급 전압을 V + Vac라고 할 때(Vac는 고주파 노이즈 성분), 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 전압은 아래와 같이 표현할 수 있다. However, when the supply voltage in which the high-frequency noise component is not removed is V + Vac (Vac is a high-frequency noise component), the output voltage of the strain gauge interface circuit 102 can be expressed as follows.

단자 1 : V/2 + Δv + Vac/2 Terminal 1: V / 2 + Δv + Vac / 2

단자 2 : V/2 - Δv - Vac/2 Terminal 2: V / 2 -? V - Vac / 2

앞서 일반적인 신호 계측 장비에서는 공통 모드 제거 비의 특성이 고주파에서 현저히 감소하는 것으로 설명하였는데, 이로 인해 만약 고주파 노이즈 성분인 a*(Vac(t))를 제거하지 않는다면 출력 신호는 a*2Δv + a*Vac가 되어 고주파 노이즈 성분 a*Vac가 여전히 남아있게 된다. 여기서 a는 증폭기의 이득이다. If the high frequency noise component a * (Vac (t)) is not removed, the output signal becomes a * 2Δv + a * (Vac (t) Vac and the high frequency noise component a * Vac still remains. Where a is the gain of the amplifier.

도 1에 나타낸 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치(100)는 제어부(114)를 통해 이 고주파 노이즈 성분 a*Vac를 제거시킨다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치(100)의 제어부(114)는, 입력된 신호의 제곱 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취함으로써 입력된 신호를 직류화하고, 차동증폭기를 이용하여 이로부터 고주파 노이즈를 추출하고, 고주파 노이즈의 추출 값을 이용하여 전원(104)의 오프셋을 제어하고 직류 레벨을 미세하게 조정함으로써 고주파 노이즈가 제거되도록 동작한다. The signal measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 removes the high frequency noise component a * Vac through the controller 114. That is, the control unit 114 of the signal measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention converts an input signal into a DC signal by taking an effective value through a root mean square of the input signal, Frequency noise is extracted therefrom, the offset of the power source 104 is controlled using the extracted value of the high-frequency noise, and the high-frequency noise is removed by finely adjusting the direct current level.

도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어부의 상세한 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 제어부의 구성과 각 구성 요소의 작용에 대해 설명하고자 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 양단의 출력 신호 ① V/2 + Δv + Vac/2와 ② V/2 - Δv - Vac/2가 차동 증폭기(202)의 (+)입력단과 (-)입력단에 각각 입력된다. 차동 증폭기(202)는 이 두 신호의 차(difference)에 해당하는 출력(③ 2Δv + Vac)을 발생시켜서 직류화 수단인 RMS-DC(204)로 출력한다. RMS-DC(204)는 입력된 신호를 제곱 평균(Root Mean Square)하여 그 실효 값을 구함으로써 입력된 신호를 직류화한다. 이 RMS-DC(204)의 직류화에 의해 생성되는 직류와 교류가 혼합된 형태의 신호(DC+AC 형태)는 직류 신호처럼 취급될 수 있다. RMS-DC(204)에서 출력되는 직류화된 ④ 2Dv + DVac는 또 다른 차동 증폭기(206)의 (+)입력단에 입력된다. 여기서 "D"는 직류화된 전압을 의미한다. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a control unit of the signal measuring apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. The configuration of the control unit and the operation of each component according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (+) Of the differential amplifier 202 and the output signals? V / 2 +? V + Vac / 2 and? / 2 -? V - Vac / 2 at both ends of the strain gauge interface circuit 102, (-) input terminal and the (-) input terminal, respectively. The differential amplifier 202 generates an output (3 2? V + Vac) corresponding to a difference between the two signals and outputs the output to the RMS-DC 204 as the DC converting means. The RMS-DC 204 converts the inputted signal into a DC (Root Mean Square) signal by finding its effective value. The signal (DC + AC form) in which DC and AC generated by DC application of this RMS-DC 204 are mixed can be handled like a DC signal. The DC-fed ④ 2Dv + DVac output from the RMS-DC 204 is input to the (+) input terminal of another differential amplifier 206. Here, "D" means a DC voltage.

스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 양단의 출력 신호 가운데 ① V/2 + Δv + Vac/2는 또 다른 RMS-DC(208)에도 입력되어 직류화된다. RMS-DC(208)에서는 직류화된 ⑤ DV/2 + Dv + DVac/2 전압이 출력되는데, 이 전압이 2배 증폭기(210)에 의해 ⑥ DV + 2Dv + DVac로 증폭되어 차동 증폭기(212)의 (+)입력단에 입력된다. 전원(104)으로부터 제공되는 공급 전압(⑦ V + Vac)은 또 다른 RMS-DC(214)에 의해 ⑧ DV + DVac로 직류화되어 차동 증폭기(212)의 (-)입력단에 입력된다. 차동 증폭기(212)는 (+)입력단으로 입력되는 ⑥ DV + 2Dv + DVac와 (-)입력단으로 입력되는 ⑧ DV + DVac의 차(difference)에 해당하는 ⑨ 2Dv를 출력한다. 이 차동 증폭기(212)의 출력 ⑨ 2Dv는 앞서 언급한 바 있는 또 다른 차동 증폭기(206)의 (-)입력단에 입력된다. 1/2 +? V + Vac / 2 among the output signals at both ends of the strain gauge interface circuit 102 is also input to another RMS-DC 208 and converted into DC. DV2 + Dv + DVac / 2 voltage is output from the RMS-DC 208. The voltage is amplified by the doubler amplifier 210 to ⑥ DV + 2Dv + DVac to be supplied to the differential amplifier 212, Is input to the (+) input terminal. The supply voltage (⑦ V + Vac) provided from the power source 104 is converted into DC to ⑧ DV + DVac by another RMS-DC 214 and input to the negative input terminal of the differential amplifier 212. The differential amplifier 212 outputs 2D 2Dv corresponding to the difference between DV DV + 2Dv + DVac input to the (+) input terminal and ⑧ DV + DVac input to the (-) input terminal. The output 2D 2Dv of the differential amplifier 212 is input to the (-) input terminal of another differential amplifier 206 mentioned above.

차동 증폭기(206)는 (+)입력단으로 입력되는 ④ 2Dv + DVac와 (-)입력단으로 입력되는 ⑨ 2Dv의 차인 ⑩ DVac를 출력한다. 이 DVac는 전원(104)의 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분인 Vac가 직류화된 것으로서, 이 DVac의 크기를 통해 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분인 Vac의 크기를 추출할 수 있다. 차동 증폭기(206)의 출력 DVac는 선형 증폭기(216)에 의해 이득이 조절되어 오프셋 제어부(218)에 입력된다. 오프셋 제어부(218)는 입력된 신호인 고주파 노이즈 성분의 크기에 상응하는 제어 값을 갖는 오프셋 제어 신호(116)를 생성하여 전원(104)에 제공한다. 오프셋 제어부(218)는 오프셋 제어 신호(116)를 통해 전원(104)의 오프셋을 정밀하게 가변 제어함으로써 전원(104)으로부터 제공되는 공급 전압(V + Vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분 Vac에 대한 보상이 이루어지도록 한다. 여기서 보상은 고주파 노이즈 성분 Vac가 제거되도록 전원(104)의 오프셋을 가변 제어하는 것을 의미한다. Differential amplifier 206 outputs ④ DVvac, which is input to the (+) input stage, and δ DVac, which is input to the (-) input stage. The DVac is obtained by converting Vac, which is a high-frequency noise component included in the supply voltage of the power source 104, into DC, and can extract the magnitude of Vac, which is a high-frequency noise component included in the supply voltage through the size of the DVac. The output DVac of the differential amplifier 206 is gain-adjusted by the linear amplifier 216 and input to the offset controller 218. The offset controller 218 generates an offset control signal 116 having a control value corresponding to the magnitude of a high frequency noise component, which is an input signal, and provides the offset control signal 116 to the power source 104. The offset control unit 218 precisely and variably controls the offset of the power supply 104 through the offset control signal 116 so as to control the offset voltage of the high frequency noise component Vac contained in the supply voltage V + Make compensation available. Here, the compensation means that the offset of the power source 104 is variably controlled so that the high-frequency noise component Vac is removed.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 신호 계측 장치의 제어 방법은 센서에 입력되는 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분을 추출하고, 이 추출 결과에 기초하여 전원으로부터 제공되는 공급 전압의 고주파 노이즈 성분을 제거시키는 방법을 나타낸 것이다. 이 방법을 수행하기 위해 도 1 및 도 2에 나타낸 신호 계측 장치(100)를 이용한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 먼저 신호 계측 장치(100)는 제곱 평균(RMS) 방식을 이용하여 센서인 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호를 직류화한다(302). 그 다음, 역시 제곱 평균(RMS) 방식을 이용하여 전원(104)으로부터 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)에 제공되는 공급 전압을 직류화한다(304). 이와 같이 직류화된 센서 출력 신호와 직류화된 공급 전압의 차(difference)를 구하고, 이 차로부터 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분의 크기를 추출한다(306). 이 고주파 노이즈 성분의 추출 결과를 이용하여 전원(104)의 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분이 제거되도록 전원(104)을 제어한다(308). 3 is a diagram illustrating a method of controlling a signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The control method of the signal measuring apparatus shown in Fig. 3 is a method of extracting a high-frequency noise component included in a supply voltage input to a sensor and removing a high-frequency noise component of a supply voltage supplied from a power supply based on the extraction result will be. To perform this method, the signal measuring apparatus 100 shown in Figs. 1 and 2 is used. As shown in FIG. 3, the signal measuring apparatus 100 first converts the output signal of the strain gauge interface circuit 102, which is a sensor, into a DC (302) by using a root mean square (RMS) method. Next, the supply voltage provided from the power source 104 to the strain gauge interface circuit 102 is also DC 304 (304) using the root mean square (RMS) method. The difference between the DC output of the sensor output signal and the DC supply voltage is obtained, and the magnitude of the high frequency noise component included in the supply voltage is extracted from the difference (306). The power source 104 is controlled (308) so that the high-frequency noise component included in the supply voltage of the power source 104 is removed using the extraction result of the high-frequency noise component.

도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 실시 예에 따른 신호 계측 장치의 제어 방법을 더욱 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 3과 마찬가지로 도 4의 신호 계측 장치의 제어 방법 역시 도 1 및 도 2에 나타낸 신호 계측 장치(100)를 이용한다. FIG. 4 is a diagram illustrating a more detailed method of controlling the signal measuring apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3; As in the case of Fig. 3, the signal measuring apparatus 100 shown in Fig. 1 and Fig. 2 is also used as the control method of the signal measuring apparatus of Fig.

도 4에 나타낸 바와 같이, 먼저 센서인 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102) 양단의 출력 신호인 ① V/2 + Δv + Vac/2와 ② V/2 - Δv - Vac/2의 차(difference)에 해당하는 ③ 2Δv + Vac를 구한다(402). ③ 2Δv + Vac를 RMS 방식으로 직류화하여 ④ 2Dv + DVac를 생성한다(404). 한편, 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102) 양단의 출력 신호 가운데 하나인 ① V/2 + Δv + Vac/2를 역시 RMS 방식으로 직류화한 다음 2배 증폭하여 ⑥ DV + 2Dv + DVac를 생성한다(406). 단계 402와 404, 406에 나타낸 일련의 과정을 통해 스트레인 게이지 인터페이스 회로(102)의 출력 신호의 직류화가 이루어진다. V / 2 +? V + Vac / 2 and? V / 2 -? V - Vac / 2, which are output signals at both ends of the strain gauge interface circuit 102 as a sensor (3) 2? V + Vac is obtained (402). (3) DCv + Vac is converted into DC by the RMS method to generate (4) 2Dv + DVac (404). Meanwhile, one of the output signals at both ends of the strain gauge interface circuit 102 is converted into DC by using the RMS method, and then amplified by 2 times to generate (6) DV + 2Dv + DVac (406 ). The output signal of the strain gauge interface circuit 102 is made DC through a series of processes shown in steps 402, 404, and 406.

다음으로, 전원(104)의 공급 전압 ⑦ V + Vac를 RMS 방식으로 직류화하여 ⑧ DV + DVac를 생성한다(408). 앞서 설명한 406에서 생성된 ⑥ DV + 2Dv + DVac와 이 408에서 생성된 ⑧ DV + DVac의 차를 구하여 ⑨ 2Dv를 생성한다(410). 408과 410에 나타낸 일련의 과정을 통해 전원(104)으로부터 제공되는 공급 전압의 직류화가 이루어진다. Next, the supply voltage ⑦V + Vac of the power supply 104 is DC-converted by the RMS method to generate ⑧ DV + DVac (408). The difference between (6) DV + 2Dv + DVac generated in step 406 and (8) DV + DVac generated in step 408 are obtained to generate 2Dv (410). The DC supply of the supply voltage provided from the power source 104 is performed through a series of processes shown at 408 and 410.

다음은, 404에서 생성된 ④ 2Dv + DVac와 410에서 생성된 ⑨ 2Dv의 차를 구하여 ⑩ DVac를 생성한다(412). 이 ⑩ DVac로부터 전원(104)의 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분의 크기를 추출할 수 있다. Next, DVAC is generated (412) by obtaining the difference between? 2Dv + DVac generated at 404 and? 2Dv generated at 410. The magnitude of the high-frequency noise component included in the supply voltage of the power source 104 from the DVac can be extracted.

고주파 노이즈 성분의 추출이 완료되면, ⑩ Dvac를 선형 증폭하여 이득을 조절한다(414). 이후 이득이 조절된 Dvac를 이용하여 오프셋 제어 신호를 생성한다(416). 이 오프셋 제어 신호는 전원(104)의 오프셋을 제어하기 위한 것으로서, 이를 통해 전원(104)의 직류 레벨을 미세하게 조정함으로써 고주파 노이즈 성분이 제거되도록 한다(418). 414와 416, 418에 나타낸 일련의 과정을 통해 고주파 노이즈 성분의 추출 결과를 이용하여 고주파 노이즈가 제거되도록 제어한다. When the extraction of the high-frequency noise component is completed, the gain is adjusted by linearly amplifying Dvac (414). Thereafter, an offset control signal is generated using the gain adjusted Dvac (416). This offset control signal is for controlling the offset of the power source 104, through which the DC level of the power source 104 is finely adjusted to remove the high frequency noise component (418). 414, 416 and 418, the high-frequency noise is removed using the extraction result of the high-frequency noise component.

결국, 도 3 또는 도 4에 나타낸 바와 같이, RMS 방식을 이용한 전원의 공급 전압과 센서 출력 신호의 직류화를 통해 전원(104)의 공급 전압에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분을 추출하고, 이 추출 결과를 근거로 전원(104)의 오프셋을 조정함으로써 공급 전압에 포함되는 고주파 노이즈 성분을 제거시킬 수 있다. As a result, as shown in FIG. 3 or 4, a high-frequency noise component included in the supply voltage of the power supply 104 is extracted through the DC supply voltage of the power supply and the sensor output signal using the RMS method, Frequency noise component included in the supply voltage can be removed by adjusting the offset of the power supply 104. [

100 : 신호 계측 장치
102 : 스트레인 게이지 인터페이스 회로
104 : 전원
202, 206, 212 : 차동 증폭기
204, 208, 214 : RMS-DC(직류화 수단)
210 : 2배 증폭기 100: Signal measuring device
102: strain gauge interface circuit
104: Power supply
202, 206, 212: differential amplifier
204, 208, 214: RMS-DC (direct current means)
210: doubler amplifier

Claims (18)

전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)와 상기 공급 전압(V+vac)을 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고,
상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고,
상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 신호 계측 방법. (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit supplied with the supply voltage (V + The DC voltage component Dvac corresponding to the high frequency noise component vac contained in the supply voltage V +
Generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the high frequency noise component (vac) according to the extracted direct current voltage component (Dvac)
And providing the generated offset control signal to the power source to variably control an offset of the power source so that a high frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + vac) provided from the power source is removed. 제 1 항에 있어서,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 각 직류화한 신호들을 근거로 하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하는 신호 계측 방법. The method according to claim 1,
The difference between the output signals V / 2 +? V + Vac / 2 and V / 2 -? V - Vac / 2 at both ends of the strain gauge interface circuit is converted into a DC by a root mean square,
(V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) (Root Mean Square) to DC,
(V + vac) supplied to the strain gauge interface circuit to a DC value by a root mean square,
And a DC voltage component (Dvac) corresponding to a high frequency noise component (vac) contained in the supply voltage (V + vac) is extracted based on the DC signals. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전원의 오프셋 가변 제어는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정하는 것인 신호 계측 방법. The method according to claim 1,
Wherein the offset variable control of the power supply adjusts the DC level of the power supply. 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화하고,
상기 직류화한 3개의 신호들간의 차이를 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고,
상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고,
상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 신호 계측 방법. The difference between the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) across the strain gauge interface circuit supplied with the supply voltage (V + Square) to DC,
(V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) (Root Mean Square) to DC,
(V + vac) supplied to the strain gauge interface circuit to a DC value by a root mean square,
The DC voltage component Dvac corresponding to the high frequency noise component vac included in the supply voltage V + vac is extracted using the difference between the DC signals,
Generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the high frequency noise component (vac) according to the extracted direct current voltage component (Dvac)
And providing the generated offset control signal to the power source to variably control an offset of the power source so that a high frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + vac) provided from the power source is removed. 제 6 항에 있어서,
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제1 직류신호라 하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제2 직류신호라 하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 신호 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 신호를 제3 직류신호라고 할 때, 상기 제1 직류신호와 제2 직류신호간의 신호차이와 상기 제3 직류신호간의 신호차이를 근거로 하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하는 신호 계측 방법. The method according to claim 6,
Wherein a signal obtained by converting a supply voltage (V + vac) provided in the strain gauge interface circuit into a DC by a root mean square is referred to as a first direct current signal, and an output signal V / 2 (V / 2 +? V + Vac / 2) of the first output signal (+ V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) 2 signal and the signal difference between the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit by a root mean square (V + vac) based on a signal difference between the first DC signal and the second DC signal and a signal difference between the third DC signal and the third DC signal, And a DC voltage component (Dvac) corresponding to the high-frequency noise component (vac) is extracted. 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 전원의 오프셋 가변 제어는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정하는 것인 신호 계측 방법. The method according to claim 6,
Wherein the offset variable control of the power supply adjusts the DC level of the power supply. 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로;
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)와 상기 공급 전압(V+vac)을 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 신호 계측 장치. A strain gauge interface circuit receiving a supply voltage (V + vac) from a power supply;
(V + vac) using the output signal (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) of the strain gauge interface circuit and the supply voltage Frequency noise component vac corresponding to the magnitude of the high-frequency noise component vac according to the extracted direct-current voltage component Dvac, A control signal is generated and the generated offset control signal is supplied to the power source to control the offset of the power source so that the high frequency noise component (vac) contained in the supply voltage (V + vac) And a control unit for controlling the signal processing unit. 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱급(Root Mean Square)하여 직류화한 제1 직류신호(DV+Dvac)를 출력하는 제1 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제2 직류신호(DV/2+DV+Dvac/2)를 출력하는 제2 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제3 직류신호(2DV+Dvac)를 출력하는 제3 RMS-DC와, 상기 제2 RMS-DC로부터 출력된 제2 직류신호를 2배 증폭하는 2배 증폭기와, 상기 제1 RMS-DC로부터 출력된 제1 직류신호와 상기 2배 증폭기로부터 출력된 신호의 차이에 해당하는 신호(2DV)를 출력하는 제1 차동 증폭기와, 상기 제1 차동 증폭기의 출력신호(2DV)와 상기 제3 RMS-DC로부터 출력된 제3 직류신호(2DV+Dvac)의 차이에 해당하는 신호(Dvac)를 출력하는 제2 차동 증폭기와, 상기 제2 차동 증폭기의 출력신호의 이득을 조절하는 선형 증폭기와, 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + Vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대한 보상이 이루어지게 하기 위하여 상기 전원의 오프셋이 가변되도록 상기 선형 증폭기의 출력신호의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어 신호를 생성하고 상기 전원에 제공하는 오프셋 제어부를 포함하는 신호 계측 장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the control unit includes a first RMS-DC converter for outputting a first DC signal DV + Dvac obtained by DC-converting a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit to a root mean square (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit A second RMS-DC for outputting a second direct current signal DV / 2 + DV + Dvac / 2 obtained by making a direct current by a square root of a root mean square, A third RMS-DC outputting a third DC signal (2DV + Dvac) obtained by making the difference between the first DC signal (+ Δv + Vac / 2 and V / 2 - Δv-Vac / 2) A second doubler amplifier for doubling the second DC signal output from the second RMS-DC, and a second DC amplifier for receiving the difference between the first DC signal output from the first RMS-DC and the signal output from the second amplifier. God And a signal corresponding to a difference between the output signal (2DV) of the first differential amplifier and the third DC signal (2DV + Dvac) output from the third RMS-DC And a high-frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + Vac) provided from the power source, a second differential amplifier for outputting a high- And generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the output signal of the linear amplifier so that the offset of the power source is varied so as to compensate for the offset of the output signal of the linear amplifier. 삭제delete 삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정함으로써, 상기 전원의 오프셋을 조정하는 것인 신호 계측 장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the control unit adjusts the offset of the power supply by adjusting a DC level of the power supply. 전원으로부터 공급 전압(V+vac)을 제공받는 스트레인 게이지 인터페이스 회로;
상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)의 차이를 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균(Root Mean Square)을 통해 실효 값을 취하여 직류화하고, 상기 직류화한 3개의 신호들간의 차이를 이용하여 상기 공급 전압(V+vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대응하는 직류전압성분(Dvac)을 추출하고, 상기 추출된 직류전압성분(Dvac)에 따라 고주파 노이즈 성분(vac)의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어신호를 생성하고, 상기 생성된 오프셋 제어신호를 상기 전원에 제공하여 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)이 제거되도록 상기 전원의 오프셋을 가변 제어하는 제어부;를 포함하는 신호 계측 장치. A strain gauge interface circuit receiving a supply voltage (V + vac) from a power supply;
(V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit is taken as an effective value through a root mean square, (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit DC is obtained by taking an effective value through an average root mean square (Square Mean Square), DC is obtained by taking an effective value through a root mean square of a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit, The DC voltage component Dvac corresponding to the high frequency noise component vac included in the supply voltage V + vac is extracted using the difference between the three DC converted signals, and the extracted DC voltage component An offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the high-frequency noise component (vac) And a controller for providing the generated offset control signal to the power source to variably control an offset of the power source so that a high frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + vac) provided from the power source is removed The signal measuring device comprising: 제 15 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로에 제공되는 공급 전압(V+vac)을 제곱 평균 제곱급(Root Mean Square)하여 직류화한 제1 직류신호(DV+Dvac)를 출력하는 제1 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2) 중 제1 출력신호((V/2 + Δv + Vac/2)를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제2 직류신호(DV/2+DV+Dvac/2)를 출력하는 제2 RMS-DC와, 상기 스트레인 게이지 인터페이스 회로 양단의 출력신호(V/2 + Δv + Vac/2, V/2 - Δv - Vac/2)의 차이를 제곱 평균 제곱근(Root Mean Square)하여 직류화한 제3 직류신호(2DV+Dvac)를 출력하는 제3 RMS-DC와, 상기 제2 RMS-DC로부터 출력된 제2 직류신호를 2배 증폭하는 2배 증폭기와, 상기 제1 RMS-DC로부터 출력된 제1 직류신호와 상기 2배 증폭기로부터 출력된 신호의 차이에 해당하는 신호(2DV)를 출력하는 제1 차동 증폭기와, 상기 제1 차동 증폭기의 출력신호(2DV)와 상기 제3 RMS-DC로부터 출력된 제3 직류신호(2DV+Dvac)의 차이에 해당하는 신호(Dvac)를 출력하는 제2 차동 증폭기와, 상기 제2 차동 증폭기의 출력신호의 이득을 조절하는 선형 증폭기와, 상기 전원으로부터 제공되는 공급 전압(V + Vac)에 포함되어 있는 고주파 노이즈 성분(vac)에 대한 보상이 이루어지게 하기 위하여 상기 전원의 오프셋이 가변되도록 상기 선형 증폭기의 출력신호의 크기에 상응하는 제어값을 갖는 오프셋 제어 신호를 생성하고 상기 전원에 제공하는 오프셋 제어부를 포함하는 신호 계측 장치. 16. The method of claim 15,
Wherein the control unit includes a first RMS-DC converter for outputting a first DC signal DV + Dvac obtained by DC-converting a supply voltage (V + vac) provided to the strain gauge interface circuit to a root mean square (V / 2 +? V + Vac / 2) out of the output signals (V / 2 +? V + Vac / 2, V / 2 -? V - Vac / 2) at both ends of the strain gauge interface circuit A second RMS-DC for outputting a second direct current signal DV / 2 + DV + Dvac / 2 obtained by making a direct current by a square root of a root mean square, A third RMS-DC outputting a third DC signal (2DV + Dvac) obtained by making the difference between the first DC signal (+ Δv + Vac / 2 and V / 2 - Δv-Vac / 2) A second doubler amplifier for doubling the second DC signal output from the second RMS-DC, and a second DC amplifier for receiving the difference between the first DC signal output from the first RMS-DC and the signal output from the second amplifier. God And a signal corresponding to a difference between the output signal (2DV) of the first differential amplifier and the third DC signal (2DV + Dvac) output from the third RMS-DC And a high-frequency noise component (vac) included in a supply voltage (V + Vac) provided from the power source, a second differential amplifier for outputting a high- And generates an offset control signal having a control value corresponding to the magnitude of the output signal of the linear amplifier so that the offset of the power source is varied so as to compensate for the offset of the output signal of the linear amplifier. 삭제delete 제 15 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전원의 직류 레벨을 조정함으로써, 상기 전원의 오프셋을 조정하는 것인 신호 계측 장치. 16. The method of claim 15,
Wherein the control unit adjusts the offset of the power supply by adjusting a DC level of the power supply.
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