KR101415035B1 - 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법 - Google Patents

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Abstract

변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서는 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일; 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하며, 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 각각의 수신 신호를 생성하는 복수의 수신 코일; 및 상기 복수의 수신 코일로부터 생성된 복수의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보, 상기 커플러 소자와 상기 송신 코일 또는 상기 복수의 수신 코일 간의 갭에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 상기 갭에 대한 정보를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 복수의 수신 신호 중 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보를 획득하고, 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하며, 상기 생성된 상기 보상 신호를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상함으로써, 갭에 따른 오차가 보상된 변위 정보를 획득할 수 있고, 이를 통해 변위 센서에 의해 감지되는 부품의 변위 감지 정확성을 향상시킬 수 있다.

Description

변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법 {Displacement sensor and method for detecting displacement using thereof}
본 발명은 변위 센서와 이를 이용한 변위 감지에 대한 것으로, 상세하게는 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일과 이에 대응하는 커플러 소자의 구조를 이용하여 갭에 따른 커플러 소자의 변위 정보를 보상할 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법에 관한 것이다.
자동차에서, 스로틀 페달(throttle pedal)등의 부품은 통상 케이블에 의해 엔진 스로틀에 기계적으로 연결되어 있다. 그렇지만, 보다 최신의 자동차에서는, 스로틀 위치 센서가 기계적으로 스로틀 페달에 연결되어 이 스로틀 페달의 눌림 정도를 나타내는 전기 출력 신호를 발생시킨다. 이러한 시스템을 흔히 "플라이 바이 와이어(fly-by-wire)" 시스템이라고 한다.
한 유형의 스로틀 위치 센서에서는, 송신 코일 또는 여기 코일(exciter coil)이 고주파원에 의해 여기되어 송신 코일이 전자기 방사를 발생시키게 된다. 이 송신 코일은 원형 패턴으로 배치되어 있으나, 다른 패턴 구성이 대신 사용될 수도 있다.
수신 코일 또한 송신 코일 근방에 있는 위치 센서에 배치된다. 따라서, 송신 코일이 여기되면, 수신 코일은 송신 코일과의 유도 결합(inductive coupling)으로 인해 출력 신호를 발생시키게 된다.
스로틀의 위치를 나타내는 출력 신호를 발생시키기 위해, 위치 센서에 커플러 소자가 회전 가능하게 장착되어 스로틀 페달의 눌림 및 해제와 동기화되어 회전한다. 커플러 소자는 송신 코일 및 수신 코일 모두의 위치에 중첩되어 있다. 결과적으로, 커플러 소자의 이동 또는 회전 시 송신 코일과 수신 코일 간의 유도 커플링이 가변하게 된다.
이런 유도 커플링의 변화에 의하여 생성되는 수신 코일의 출력 신호는 커플러 소자의 각 위치(angular position) 또는 선형 위치(linear position) 및 커플러 소자에 기계적으로 결합되어 있는 부품 위치의 함수로서 가변한다.
하지만, 수신 코일의 출력 신호는 제조 편차 등에 의해 발생될 수 있는 커플러 소자와 송신(또는 수신) 코일 사이의 갭(gap)에 의하여 변화되기 쉽다.
수신 코일의 출력 신호는 갭 오차에 의하여 변화될 수 있으며, 정확한 변위를 감지하는데 있어서 이에 대한 변화들을 보정하는 것이 매우 중요하다.
따라서, 갭 오차를 보정하여 변위를 감지할 수 있는 변위 센서의 필요성이 대두된다.
한국공개특허 제2008-0021819호 (공개일 2008.03.07) 한국공개특허 제2010-0083152호 (공개일 2010.07.21)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 복수의 수신 코일과 이에 대응하는 커플러 소자의 구조에 의하여 생성된 복수의 수신 신호를 이용하여 갭을 고려한 변위 정보를 획득할 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 커플러 소자와의 갭 오차를 보상함으로써, 변위 감지의 정확성을 향상시킬 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 센서는 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일; 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하며, 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 각각의 수신 신호를 생성하는 복수의 수신 코일; 및 상기 복수의 수신 코일로부터 생성된 복수의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보, 상기 커플러 소자와 상기 송신 코일 또는 상기 복수의 수신 코일 간의 갭에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 상기 갭에 대한 정보를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 신호 처리부를 포함한다.
상기 신호 처리부는 상기 복수의 수신 신호 중 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보를 획득하고, 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하며, 상기 생성된 상기 보상 신호를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상할 수 있다.
상기 복수의 수신 코일은 상기 커플러 소자의 변위에 따라 상기 어느 하나의 수신 신호와 상기 나머지 수신 신호의 신호 변화량이 서로 다른 상기 복수의 수신 신호를 생성할 수 있다.
상기 신호 처리부는 상기 커플러 소자의 변위 범위에 따라 상기 어느 하나의 수신 신호를 다르게 선택할 수 있다.
상기 복수의 수신 코일 각각은 상기 서로 다른 두 루프가 이웃하게 형성될 수 있고, 상기 두 루프는 동일한 면적을 가지며, 상기 커플러 소자는 상기 두 루프 중 어느 하나의 루프 면적과 다른 면적을 가지는 적어도 하나 이상의 폴을 포함할 수 있다.
상기 수신 코일의 수와 상기 커플러 소자의 폴 수가 다르게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 감지 방법은 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 및 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일을 포함하는 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 있어서, 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일 간의 유도 결합에 의하여 상기 복수의 수신 코일로부터 복수의 수신 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 상기 복수의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보, 상기 커플러 소자와 상기 송신 코일 또는 상기 복수의 수신 코일 간의 갭에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 상기 갭에 대한 정보를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일과 이에 대응하는 커플러 소자의 구조를 이용하여 갭에 따른 오차가 보상된 변위 정보를 획득할 수 있고, 이를 통해 변위 센서에 의해 감지되는 부품의 변위 감지 정확성을 향상시킬 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명은 커플러 소자의 변위에 따라 복수의 수신 신호 중 어느 하나를 이용하여 변위 정보를 획득하고, 나머지 수신 신호들을 이용하여 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득하며, 이렇게 획득된 보상 신호를 이용하여 획득된 변위 정보를 보상함으로써, 갭 오차에 따라 발생될 수 있는 부품의 변위 오차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 갭 오차에 따른 변위 정보를 보상함으로써, 제품 제조 시 발생될 수 있는 갭 오차, 마모에 의해 발생될 수 있는 갭 오차 등을 보상할 수 있고, 따라서 변위 감지가 정확해 지며, 변위 감지에 따른 동작의 신뢰성이 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 코일에 대한 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 수신 코일과 커플러 소자의 일 실시예 형태를 함께 나타낸 것이다.
도 4는 커플러 소자가 0도에서 30도로 회전하는 경우에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 5는 커플러 소자의 변위에 따른 수신 신호 파형에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 수신 신호로부터 생성되는 변위 신호와 보상 신호의 일 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 코일에 대한 구조를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2에 도시된 수신 코일과 커플러 소자의 일 실시예 형태를 함께 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 변위 센서는 송신 코일(110), 세 개의 수신 코일(130, 140, 150) 및 신호 처리부(160)를 포함한다.
송신 코일(110)은 여기 전원(excitation source)에 의하여 여기되어 송신 신호 즉, 전자기 방사를 생성한다.
이 때, 송신 코일(110)은 원형으로 형성될 수 있고, 수신 코일(130, 140, 150)과의 유도 결합에 의해 수신 코일(130, 140, 150) 각각으로부터 신호가 생성될 수 있도록 특정 영역에 형성될 수 있다.
커플러 소자(120)는 수신 코일(130, 140, 150)의 일부 영역 가려지도록 형성된 두 개의 폴(pole)로 구성된다. 예컨대, 커플러 소자(120)의 폴 각각은 수신 코일(130, 140, 150)의 영역 중 90도 영역을 가릴 수 있도록 형성된다.
이 때, 폴의 면적과 그 수는 상황에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 수신 코일의 수와 폴의 수는 서로 다르게 그리고 그 수의 비율(수신 코일 수/폴 수)이 배수가 되지 않도록 구성할 수 있다.
또한, 수신 코일을 구성하는 어느 하나의 루프 면적과 폴의 면적은 서로 다르게 형성하는 것이 바람직하다.
복수의 수신 코일(130, 140, 150) 각각은 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하며, 송신 코일(110)과의 유도 결합(inductive coupling)에 의하여 수신 신호를 생성한다.
여기서, 유도 결합은 송신 코일(110) 및 수신 코일(130, 140, 150) 모두의 위치에 중첩되어 있는 커플러 소자(120)의 이동 또는 회전에 의하여 가변되며, 수신 코일(130, 140, 150) 각각의 두 루프는 동일한 면적을 가질 수 있다.
이 때, 도 2와 도 3에 도시된 루프 내의 (+)와 (-)의 의미는 제1 방향으로 권선된 루프와 제1 방향과 권선 방향이 다른 제2 방향으로 권선된 루프를 의미한다.
복수의 수신 코일(130, 140, 150) 각각은 두 루프가 이웃하는 영역에 형성되며, 생성되는 복수의 수신 신호 중 어느 하나와 나머지 수신 신호는 커플러 소자(120)의 변위에 따라 신호 변화량이 서로 다르게 된다.
즉, 복수의 수신 코일(130, 140, 150)에 의해 생성되는 수신 신호들은 커플러 소자(120)의 변위에 따라 신호 변화량이 달라질 수 있는데, 커플러 소자의 변위 예를 들어, 30도 간격마다 신호 변화량이 다른 수신 신호가 하나씩 존재하게 된다.
본 발명은 이와 같이 신호 변화량이 다른 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 커플러 소자의 변위 정보를 획득하고, 나머지 수신 신호들을 이용하여 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성함으로써, 보상 신호를 이용하여 획득된 변위 정보를 보상할 수 있다.
여기서, 보상 신호는 커플러 소자(120)의 변위에 독립적이고 커플러 소자(120)의 변위에 무관한 갭에 종속적인 신호로서, 커플러 소자(120)의 변위에 의해서는 그 값이 변하지 않고 갭에 의해서만 그 값이 변하는 신호이며, 수신 신호의 신호 변화량은 커플러 소자(120)에 의해 가려지는 면적 변화량에 의해 결정 될 수 있다. 즉, 신호 변화량은 커플러 소자에 의해 제1 방향으로 권선된 제1 루프와 제2 방향으로 권선된 제2 루프의 면적이 가려짐으로써, 제1 루프에 의해 생성되는 신호와 제2 루프에 의해 생성되는 신호가 달라지고, 이로 인해 신호 변화량이 달라지게 된다.
신호 처리부(160)는 복수 여기서는, 세 개의 수신 코일(130, 140, 150)로부터 생성된 세 개의 수신 신호를 수신하고, 수신된 세 개의 수신 신호 중 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 커플러 소자(120)의 변위 정보를 획득하며, 나머지 수신 신호를 이용하여 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득한다.
신호 처리부(160)는 변위 정보와 보상 신호가 획득되면, 획득된 보상 신호를 이용하여 변위 정보를 보상한다. 즉, 신호 처리부(160)는 보상 신호를 이용하여 커플러 소자(120)와 송신 코일(110) 또는 수신 코일들(130, 140, 150) 간의 갭 오차를 보상함으로써, 갭을 고려한 커플러 소자(120)의 변위 정보를 획득한다.
이 때, 신호 처리부(160)는 커플러 소자(120)의 변위에 따라 변위 정보를 획득하기 위한 어느 하나의 수신 신호를 선택하고, 선택되지 않은 나머지 수신 신호들을 이용하여 보상 신호를 생성할 수 있는데, 선택되는 수신 신호는 복수의 수신 신호 중 신호 변화량이 다른 어느 하나의 수신 신호일 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 커플러 소자의 변위가 0도(a)에서 30도(b)까지 변하는 경우 제1 수신 코일(130)의 신호 변화량이 나머지 두 수신 코일(140, 150)의 신호 변화량의 두 배가 되기 때문에 신호 변화량이 다른 제1 수신 코일(130)의 수신 신호(VA)를 이용하여 변위 정보를 획득하고, 나머지 두 수신 코일(140, 150)의 수신 신호(VB, VC)를 이용하여 커플러 소자의 변위에 독립적이면서 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득한다.
도 5(a)를 이용하여 보다 상세히 설명하면 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 커플러 소자의 변위가 0도에서 30도까지 변하는 경우 제1 수신 코일(130)의 신호 변화량이 나머지 두 수신 코일(140, 150)의 신호 변화량의 두 배가 되기 때문에 신호 변화량이 다른 제1 수신 코일의 수신 신호(VA)를 이용하여 변위 정보를 획득하고, 나머지 두 수신 신호(VB, VC)의 차(VB-VC)를 이용하여 커플러 소자의 변위에 독립적이면서 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득한다. 물론, 커플러 소자의 변위가 30도에서 60도까지 변하는 경우에는 제2 수신 코일(140)의 신호 변화량이 나머지 두 수신 코일(130, 150)의 신호 변화량의 두 배가 되기 때문에 제2 수신 코일(140)의 수신 신호를 이용하여 변위 정보를 획득하고, (VA-VC)를 이용하여 보상 신호를 획득한다.
또한, 신호 처리부(160)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 세 개의 수신 신호(VA, VB, VC)에 대한 반전 신호(-VA, -VB, -VC)를 생성하고, 세 개의 수신 신호와 세 개의 반전 신호를 이용하여 커플러 소자(120)의 변위에 대한 변위 정보와 해당 변위에서의 보상 신호를 획득할 수 있다.
이 때, 신호 처리부(160)는 도 6에 도시된 바와 같이, 커플러 소자의 변위 영역에 따라 선택되는 수신 신호가 상이하며, 해당 변위 영역에서의 보상 신호를 선택되지 않은 수신 신호를 이용하여 생성하는 것을 알 수 있다. 예컨대, 신호 처리부(160)는 도 6에 도시된 바와 같이 커플러 소자의 변위 범위가 60도에서 90도인 경우에는 수신 신호의 신호 변화량이 다른 VC를 이용하여 변위 정보를 획득하고, VA-VB를 이용하여 커플러 소자의 변위에 독립적인 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득한다. 마찬가지로, 신호 처리부(160)는 변위 범위가 90도에서 120도인 경우에는 VA의 반전 신호 --VA를 이용하여 변위 정보를 획득하고, VC-VB를 이용하여 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득한다.
즉, 신호 처리부(160)는 커플러 소자의 변위 범위 예를 들어, 30도 범위마다 변위 정보를 생성하는 수신 신호와 보상 신호를 생성하는 두 수신 신호를 다르게 선택하고, 이를 통해 갭 오차가 발생하더라도 갭을 고려한 변위 정보를 획득할 수 있다. 물론, 변위 범위는 수신 코일의 수와 커플러 소자의 형태에 따라 달라질 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 변위 센서는 권선 방향이 상이한 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일과 이에 대응하는 커플러 소자의 구조를 이용하여 복수의 수신 신호를 생성하고, 생성된 복수의 수신 신호 중 신호 변화량이 상이한 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 커플러 소자의 변위 정보를 획득하며, 나머지 수신 신호들을 이용하여 커플러 소자의 변위에 독립적인 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성한다. 그리고, 생성된 보상 신호를 이용하여 갭이 고려되지 않은 변위 정보를 보상함으로써, 갭 오차가 보상된 커플러 소자의 변위가 획득될 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 3에서 본 발명의 수신 코일 구조가 플로팅 상태의 코일 구조로 도시되어 있지만, 이에 한정하지 않고, 수신 코일의 두 단자 중 어느 한 단자가 접지(GND)되어 있는 센터 탭을 공유하는 세 개 이상의 수신 코일 구조를 사용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 변위 감지 방법은 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일과 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일 간의 유도 결합에 의해 복수의 수신 신호를 생성한다(S710).
여기서, 수신 코일은 커플러 소자에 의한 전자기 방사의 차폐에 따른 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 수신 신호를 생성하며, 수신되는 복수의 수신 신호는 신호 변화량이 상이한 하나의 수신 신호를 포함할 수 있다.
수신 신호를 생성하는 수신 코일은 도 2에 도시된 일 예와 같이, 세 개 이상의 수신 코일을 사용할 수 있다.
복수의 수신 신호가 생성되면, 생성된 복수의 수신 신호 중 어느 하나의 수신 신호를 선택하고, 선택된 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 커플러 소자의 변위 정보를 획득한다(S720, S730).
여기서, 어느 하나의 수신 신호를 선택하는 단계는 커플러 소자의 변위 정보를 획득하기 위한 신호로서, 커플러 소자의 변위에 따라 나머지 수신 신호들의 신호 변화량과 다른 신호 변화량를 갖는 수신 신호를 선택할 수 있다.
예를 들어, 커플러 소자의 어느 한 일정 범위에서 제1 수신 신호의 신호 변화량이 제1 기울기를 가지고, 제2 수신 신호와 제3 수신 신호의 신호 변화량이 제2 기울기를 갖는다면, 단계 S720에서 신호 변화량이 제1 기울기인 제1 수신 신호를 선택한다.
복수의 수신 신호들 중 선택된 수신 신호를 제외한 나머지 수신 신호들을 이용하여 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 획득 또는 생성한다(S740).
이 때, 보상 신호는 커플러 소자의 변위에 독립적이면서 갭에 대해 종속적인 신호로서, 나머지 수신 신호를 이용하여 변위에 따라 변화되지 않는 일정한 값을 가지는 신호를 생성할 수 있다.
상기 단계 S730과 S740이 순차적으로 이루어지도록 도시되었지만, 병렬적으로 이루어질 수도 있다.
단계 S740에 의하여, 갭을 보상하기 위한 보상 신호가 생성되면, 보상 신호를 이용하여 단계 S730에 의하여 생성된 변위 정보를 보상한다(S750).
즉, 단계 S750은 갭 오차 또는 갭에 대한 정보가 고려되지 않은 변위 정보를 갭을 고려하여 보상하는 과정이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 감지 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자;
    여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일;
    권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하며, 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 각각의 수신 신호를 생성하는 복수의 수신 코일; 및
    상기 복수의 수신 코일로부터 생성된 복수의 수신 신호 각각의 신호 변화량 중 상기 커플러 소자의 변위에 따른 신호 변화량이 나머지 수신 신호와 다른 어느 하나의 수신 신호를 선택하고, 상기 선택된 상기 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보를 획득하며, 상기 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자와 상기 송신 코일 또는 상기 복수의 수신 코일 간의 갭에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 상기 갭에 대한 정보를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 신호 처리부
    를 포함하는 변위 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 갭에 대한 정보 - 상기 갭에 대한 정보는 상기 커플러 소자의 변위에 독립적인 정보임 - 를 포함하는 보상 신호를 획득하며, 상기 획득된 상기 보상 신호를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수신 코일은
    상기 커플러 소자의 변위에 따라 상기 어느 하나의 수신 신호와 상기 나머지 수신 신호의 신호 변화량이 서로 다른 상기 복수의 수신 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는
    상기 복수의 수신 신호 중 상기 커플러 소자의 변위 범위에 따라 미리 결정된 수신 신호를 상기 어느 하나의 수신 신호로 선택하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 수신 코일 각각은
    상기 서로 다른 두 루프가 이웃하게 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 두 루프는
    동일한 면적을 가지며,
    상기 커플러 소자는
    상기 두 루프 중 어느 하나의 루프 면적과 다른 면적을 가지는 적어도 하나 이상의 폴을 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신 코일의 수와 상기 커플러 소자의 폴 수가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
  8. 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 및 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일을 포함하는 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 있어서,
    상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 복수의 수신 코일 간의 유도 결합에 의하여 상기 복수의 수신 코일로부터 복수의 수신 신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 복수의 수신 신호 각각의 신호 변화량 중 상기 커플러 소자의 변위에 따른 신호 변화량이 나머지 수신 신호와 다른 어느 하나의 수신 신호를 선택하는 단계;
    상기 선택된 상기 어느 하나의 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자의 변위 정보를 획득하며, 상기 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 커플러 소자와 상기 송신 코일 또는 상기 복수의 수신 코일 간의 갭에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 상기 갭에 대한 정보를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 단계
    를 포함하는 변위 감지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는
    상기 나머지 수신 신호를 이용하여 상기 갭에 대한 정보 - 상기 갭에 대한 정보는 상기 커플러 소자의 변위에 독립적인 정보임 - 를 포함하는 보상 신호를 획득하고,
    상기 보상하는 단계는
    상기 획득된 상기 보상 신호를 이용하여 상기 획득된 상기 변위 정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는
    상기 커플러 소자의 변위에 따라 상기 어느 하나의 수신 신호와 상기 나머지 수신 신호의 신호 변화량이 서로 다른 상기 복수의 수신 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 방법.
  11. 삭제
  12. 제8 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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