KR101446669B1 - 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법 - Google Patents

회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회로의 전압, 전류, 전력의 측정에 있어서 계측 값 왜곡을 보정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전압 및 전류 측정 모듈에서 측정된 연속적인 샘플링 데이터에 실시간으로 보정 값을 적용하여 계측 값 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 보정 값을 도출하는 방법은, (1-1) 상기 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계; (1-2) 전압 또는 전류 측정 모듈을 이용하여 상기 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계; 및 (1-3) 상기 단계 (1-2)에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙(V=IR)을 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함하고, 보정 값을 적용하는 방법은, (2-1) 전류 및 전압 측정 모듈 내에 보정 값을 저장하는 단계; 및 (2-2) 상기 단계 (2-1)에서 저장한 보정 값을 이용하여 전류 및 전압 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터를 샘플별로 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 제안하고 있는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에 따르면, 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계, 전압 또는 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계, 및 연속적인 샘플링 데이터를 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함하고, 이를 각 모듈에 저장하고 이를 이용하여, 연속적인 전압, 전류 샘플링 출력을 통해 모든 포인트의 데이터를 이용하여 보정(calibration)하게 되므로, 절차가 간소화되고, 정밀도가 높아지며, 실제 사용 환경에서 동작 중에도 캘리브레이션 절차가 가능하다.

Description

회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법{Method for calibrating the measurement output distortion using continuous full-scale voltage/current sampling about circuit}
본 발명은 회로의 전압, 전류, 전력의 측정에 있어서 왜곡된 측정 출력 값을 보정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에 관한 것이다.
전력은, 단위시간 동안 전기 장치에 공급되는 전기에너지 또는 단위시간 동안 다른 형태의 에너지로 변환되는 전기에너지를 말하는 것으로서, 전력 (Power)의 첫 글자인 P로 표시하며, 전력(P)과 전압(V, Voltage), 전류(I, Current)의 관계는 P=V×I를 만족한다. 실시간 데이터의 경우에는 P(t) = V(t) × I(t)로 표현할 수 있다. 교류에 의해서 공급되는 전기에너지는 전류와 전압이 계속 변하므로, 보통 1주기 동안에 공급되는 전력을 주기로 나눈 평균전력으로 표시한다. 이와 같은 전력, 전압, 전류량은, 실생활에서 전기 사용량 측정뿐만 아니라, 전기 장치에서 다양한 목적으로 측정되며, 측정 장비로 다양한 센서가 개발 및 이용되고 있다.
한편, 전류 측정 센서의 하나인 자기 센서(예: 홀 센서)의 전압과 감도는 인가자장과 전류에 대하여 선형적으로 변화하는 응답특성을 가지고 있다. 그러나 홀 센서 응답이 정확히 선형적인 특성을 보이지는 않으므로, 실제로 정밀 계측을 위해서는 전류(I)와 홀 센서 출력(Hall sensor output) 사이에 이득 프로파일(gain profile)이 필요하다. 또한, 해당 신호(전류 또는 전압 신호 등)가 수치적 측정을 위해 구비되는 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)나 연산 증폭기(Operational Amplifier, Op Amp) 등을 통과하면서 이득(gain), 위상(phase) 등에 왜곡(distortion)이 발생하게 되므로, 수치 보정(calibration)이 요구된다. 또한, 온도에 따라 왜곡이 발생하기도 하므로, 온도별 보정 과정도 필요하다.
이와 같은 계측 값 왜곡을 보정하기 위해서 종래에는, 몇 개의 특정 포인트에서 기준 전압(또는 전류)과 출력 전압(또는 전류)을 측정하여 보정 데이터를 산출하고 산출한 보정데이터를 이용하여 다른 센서 출력 전압을 보정하는 방법이 이용되었다(특허출원 제10-2007-0031015호 참조). 그러나 이와 같은 방법에 따르면, 각각의 포인트별로 측정 및 보정이 수행되어야 하므로 시간과 노력이 많이 소요되고, 정밀도가 떨어지는 문제가 있으며, 보정을 위한 별도의 셋업이 필요하여 실제 사용 환경에서는 동작 중 캘리브레이션이 불가능하다는 문제가 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 회로의 전 입력 범위에 대해서 선형적인 특성을 갖는 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계, 전압 또는 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계, 및 연속적인 샘플링 데이터를 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함함으로써, 연속적인 전압, 전류 샘플링 출력을 통해 모든 포인트의 데이터를 이용하여 보정(calibration)하게 되므로, 절차가 간소화되고, 정밀도가 높아지며, 별도의 셋업 없이 실제 사용 환경에서 동작 중에도 캘리브레이션이 가능한, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법은,
전압 및 전류 측정 모듈에서 측정된 연속적인 샘플링 데이터에 실시간으로 보정 값을 적용하여 계측 값 왜곡을 보정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보정 값을 도출하는 방법은,
(1) 상기 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계;
(2) 전압 및 전류 측정 모듈을 이용하여 상기 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (2)에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙 (V=IR)을 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보정 값을 적용하는 방법은,
(2-1) 상기 회로의 전압 또는 전류 전 영역에서 측정된 보정 값을 전류 및 전압 측정 모듈 내에 저장하는 단계; 및
(2-2) 상기 단계 (2-1)에서 저장된 보정 값을 이용하여, 전류 및 전압 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터를 샘플별로 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보정 값을 적용하는 방법은,
(2-a) 상기 회로의 전압 또는 전류 전 영역에서 측정된 보정 값을 미리 정해진 기준에 따라 한 개 이상의 영역이나 점으로 축약하여 전류 및 전압 측정 모듈 내에 저장하는 단계; 및
(2-b) 상기 단계 (2-a)에서 저장된 축약된 보정 값을 이용하여, 전류 및 전압 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터와 대응되는 영역이나 점의 샘플별로 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는,
상기 단계 (1)에서 상기 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류는,
교류 전압 또는 전류이거나, 파형 제어 모듈에 스위핑(sweeping)된 직류 전압 또는 전류일 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (1)은,
상기 회로에 미리 정해진 시간 동안 0V의 전압을 인가한 후에, 상기 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (3)은,
(3-1) 측정된 V-RMS 값을 이용하여 전압의 측정 보정 값을 도출하는 단계; 및
(3-2) 저항을 1로 가정하고, 전압 ADC 출력 값과 전류 ADC 출력 값을 이용하여 제1 이득 값을 도출하고, 측정된 I-RMS 값을 이용하여 제2 이득 값을 도출하며, 전류 ADC 출력 값, 제1 이득 값 및 제2 이득 값을 곱하여 전류의 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (2)에서 측정 대상은,
전류 센서, 아날로그 필터, 연산 증폭기 및 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 장치를 거친 전압 또는 전류 신호일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (3)은,
(A) 교류 전압을 인가하고, 복수 회 측정되는 전압의 평균값 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전압과 최저 전압의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전압 DC 오프셋 값을 보정하는 단계; 및
(B) 교류 전압을 인가하고, 선형 부하를 연결한 상태에서 복수 회 측정되는 전류의 평균값, 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전류와 최저 전류의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전류 DC 오프셋 값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 단계 (2)는, 해당 측정값의 실효치(RMS value)를 도출하여 이를 실효치 노이즈(RMS noise)로 설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 단계 (3)은, 상기 측정 보정 값으로부터 도출된 1차 보정 실효치(RMS value)에서 상기 실효치 노이즈(RMS noise)를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (3)은,
(ㄱ) DC 오프셋을 제거하는 단계;
(ㄴ) zero crossing point의 차이를 계산하는 단계; 및
(ㄷ) 상기 zero crossing point의 차이를 정수부(integer part)와 소수부(fractional part)로 나눈 뒤 정수부는 딜레이(delay)된 샘플(sample)을 사용하고, 소수부는 신호를 보간(interpolation)하여 사용함으로써, 위상 오차를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (3)에서,
상기 회로의 전압 신호에 대한 측정 보정 값 도출 시, 또는 상기 회로의 전류 신호에 대한 제2 이득 값 도출 시에는, 전압 ADC 출력 값(Voltage ADC output)을 이용하여 실효치(RMS value)를 계산하고, 전압 RMS(V-RMS) 값 또는 피크 투 피크 전압(Vpp)을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단계 (1) 내지 단계 (3)을 온도별로 수행하여, 온도에 따른 왜곡을 보정할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에 따르면, 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계, 전압 또는 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계, 및 연속적인 샘플링 데이터를 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함함으로써, 연속적인 전압, 전류 샘플링 출력을 통해 모든 포인트의 데이터를 이용하여 보정(calibration)하게 되고, sample by sample로 gain 보정을 할 때, 내부적으로 옴의 법칙 (V=IR)를 이용함으로써, 정밀도가 높으면서도 절차는 간소화되며, 실제 사용 환경에서 동작 중에도 캘리브레이션이 가능하다. 즉, 전압 전류를 별도로 인가하거나, 가변 부하를 사용하지 않고, 전류, 전압을 샘플 단위로 측정하는 정밀 계측기 없이, 멀티미터만으로 측정을 할 수 있기 때문에 동작 중 캘리브레이션이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법이 적용될 수 있는 홀 센서의 응답 곡선을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 단계 S100에서 인가된 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압(V) 또는 전류(I)의 커브 예시를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법을 수행하는 모듈의 구성 예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 단계 S300에서 측정 보정 값을 도출하는 캘리브레이션의 순서를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 위상 오차가 보상되는 과정을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 캘리브레이션 테이블을 통한 계산된 이득 곡선을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에 따른 캘리브레이션 적용을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명은, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법을 제공한다. 전류 등의 측정에 있어서, 홀 센서와 같이 기본적으로 선형적인 특성을 가지고 있는 센서의 경우에도, 센서 (또는 전압 분배기) 출력, 아날로그 필터, 연산 증폭기, AD 변환기 입력 및 출력 등의 과정을 거치면서, 이득 및 위상의 왜곡이 발생한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법이 적용될 수 있는 홀 센서의 응답 곡선을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 홀 센서의 경우 점선(선형적인 센서 출력 값)과 같이 선형성을 기대하지만, 실제로는 완벽한 선형(붉은 선, 측정된 홀 센서 출력 값)이 아니다. 이러한 왜곡(distortion)은 홀 센서 자체에서 발생하는 오차뿐만 아니라, 아날로그 회로를 거치면서 발생하게 된다. 본 발명에서 제안하고 있는 계측 값 왜곡 보정 방법은 홀 센서에 적용 가능하여 이를 일실시예로 하여 설명하나, 이에 한정하는 것은 아니고 다양한 전류 센서를 통하여 계측한 값의 왜곡 보정에도 적용이 가능하다.
또한, 센서를 통한 회로의 전류, 전압 측정은, 센서 특성 또는 신호 처리에서 오는 지연에 의해 전압과 전류 사이에는 위상 오프셋이 발생할 수 있으며, 전류와 전압 측정 및 출력 시 AD 컨버터 입력을 위해서 common mode bias를 잡는데, 이 경우도 캘리브레이션이 필요하다(DC 오프셋). 예를 들어, 12bit ADC의 경우에 ADC는 0에서 4095까지의 값을 갖고, 음수, 양수를 표현하기 위해서 biasing 회로를 사용하는데, 정확히 1/2가 2048이 되지는 않는다. 뿐만 아니라, 실측치와의 보정도 요구되는데, ADC 출력이 물리적으로 어떤 의미인지 보정해야한다. 즉, ADC 출력 100이 1A와 같은지 2A와 같은지 등을 캘리브레이션 단계에서 확인할 수 있다. 한편, RMS 노이즈도 존재하는데 순수한 DC라고 하더라도 백색 잡음(white noise)이 존재하므로, 해당 노이즈 값을 제거하는 작업도 요구된다. 그 외, 다양한 요인으로 인한 왜곡된 계측 값에 대한 캘리브레이션도 필요하다.
종래에는 이와 같은 왜곡된 계측 값을 보정하기 위하여, 몇 개의 캘리브레이션 포인트를 잡아서 캘리브레이션을 수행하였으나, 본 발명에서는 전압과 전류 전 영역(full range)에 해당하는 교류 파형(혹은 장비를 컨트롤하면서 DC로 sweeping)을 인가하고, 부하(load)는 고정 부하로 하여, 연속적으로 획득되는 전압, 전류 샘플링 데이터와 RMS 값을 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 방식을 채택하고 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법은, 전압 및 전류 측정 모듈에서 측정된 연속적인 샘플링 데이터에 실시간으로 보정 값을 적용하여 계측 값 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 한다. 보정 값을 적용하는 방법은, 회로의 전압 또는 전류 전 영역에서 측정된 보정 값을 전류 및 전압 측정 모듈 내에 저장하는 단계; 및 전압 측정 모듈 내에 저장된 보정 값을 이용하여, 전류 및 전압 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터를 샘플별로 보정하는 단계를 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따르면, 보정 값을 적용하는 방법은, 회로의 전압 또는 전류 전 영역에서 측정된 보정 값을 미리 정해진 기준에 따라 한 개 이상의 영역이나 점으로 축약하여 전류 및 전압 측정 모듈 내에 저장하는 단계; 및 전류 및 전압 측정 모듈 내에 저장된 축약된 보정 값을 이용하여, 전류 및 전압 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터와 대응되는 영역이나 점의 샘플별로 보정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 보정 값을 도출하는 방법은 이하 도 2와 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법은, 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계(S100), 전압 및 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계(S200) 및 단계 S200에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙(V=IR)을 이용하여 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계(S300)를 포함하여 구현될 수 있다.
단계 S100에서는, 회로에 전 입력 범위에 대해서 선형적인 특성을 갖는 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가할 수 있는데, 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류는, 교류 전압 또는 전류이거나, 파형 제어 모듈에 스위핑(sweeping)된 직류 전압 또는 전류일 수 있다. 부하란, 저항(R)을 의미할 수 있고, 순수한 저항 부하(pure resistive load) R인 경우에는 V=IR, I=V/R의 관계를 사용할 수 있으며, 이론적으로는 R(저항)/L(인덕턱스)/C(정전용량)도 계산이 가능하므로, 단계 S100에서는, 회로에 선형적 특성을 갖는 고정된 부하를 제공하는 것을 전제로 한다. 또한, 본 발명에서는, 전압 측정은 선형적(linear)이라는 가정을 가지고 캘리브레이션한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 단계 S100에서 인가된 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압(V) 또는 전류(I)의 커브 예시를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전류와 전압 사이에는 위상 차이(phase offset)가 발생하게 된다. 이와 같은 위상의 왜곡을 보정해야하는데, 본 발명에서는, 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하고, 해당 전압 또는 전류를 연속적으로 샘플링 출력하는 방식을 채택함으로써, 특정 포인트에 대해서 캘리브레이션을 하는 것이 아니라, 모든 포인트의 데이터를 이용하여 캘리프레이션 하는 방식을 채택하고 있다. 예를 들어 AD 컨버터를 통과한 전류의 ADC 출력 값이 12bit라면 충분히 오랜 시간 샘플링을 거치면, 4096개의 모든 포인트에 대한 캘리브레이션 값을 얻는 것도 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, 여러 포인트를 한 번에 캘리브레이션(보정)하므로, 절차가 간소하고, RMS 등 연산 후의 값을 캘리브레이션하는 것이 아니라, sample by sample로 모든 구간에 대해서 캘리브레이션할 수 있으므로, 정밀도가 현저하게 향상될 수 있다. 특히, THD (Total Harmonic Distortion)등 전력 품질 측정 시에 정밀도가 향상되어 매우 유용하다. 뿐만 아니라, 원하는 만큼 충분한 분해능을 얻을 수 있고, 음의 전류 값과 양의 전류 값에 대해서 비대칭인 경우도 보정이 가능하다. 한편, 본 발명에 따르면, 실시간 입력으로도 캘리브레이션이 가능하며, 전력원(power)이나 부하기(load bank)가 다양한 형태의 전력 값이나 부하 값을 가질 필요가 없다. 즉, 정격에 대해서 캘리브레이션을 수행한다면, 전력원, 부하기가 각각 최대 전력을 측정할 수 있는 한가지면 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법을 수행하는 모듈의 구성 예를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전력원(power source)으로부터 교류 파형이 입력될 수 있고, 부하기(load bank)를 통하여 고정된 부하가 제공되며, 측정 모듈을 통해 연속적으로 측정된 값이, 샘플링 데이터화되고, 이를 이용하여 측정 보정 값이 도출될 수 있다. DUT(Design Under Test)는 PC host와 통신하면서 제어되고, 전력원 및 부하기도 PC host에 의해 자동 제어 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법은, 단계 S100에서 회로에 미리 정해진 시간 동안 0V의 전압을 인가한 후에, 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가할 수 있다. 구체적으로, 처음 정해진 시간(수십 ㎳에서 수초) 동안에는 0V를 인가하다가, 그 이후 교류(예: 220V나 380V 등)를 수초 간 인가할 수 있다. 0V를 인가하는 구간에서는 ADC 출력의 DC를 확인해서 ADC의 DC 오프셋을 보정할 수 있으며, 교류 파형 인가 구간에서도 측정한 DC 오프셋과 교류 파형 인가 구간에서 측정한 평균값이 일치하는지를 확인함으로써, 더욱 정밀한 캘리브레이션이 가능할 수 있다. 즉 0V 대신 실시간 샘플링한 데이터를 오랜 시간 평균을 취함으로써, DC 오프셋 캘리브레이션을 수행할 수도 있다. 다만 평균을 취할 때, Sampling Frequency와 교류 전압의 주파수로부터 교류 파형을 정수 개로 샘플링하면 더 정확할 수 있다(예: 60㎐ 신호에 6㎑ 샘플링 주파수이면 100 샘플). 또한, 실효치(RMS value) 측정으로 실효치 노이즈(RMS noise)를 도출할 수도 있다. 이와 관련해서는 이후 단계 S200 및 S300과 관련하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
단계 S200에서는, 전압 및 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력할 수 있다. 측정 대상은, 전류 센서(예: 홀 센서), 아날로그 필터, 연산 증폭기 및 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 장치를 거친 전압 또는 전류 신호일 수 있다. 즉, 아날로그 필터, 연산 증폭기, AD 컨버터를 통과하면서, 이득 및 위상의 왜곡이 발생할 수 있고, 본 발명에서는, 이와 같은 왜곡으로 인해 발생하는 계측 값 왜곡을 보정하는 방법을 제안한다.
단계 S200은 해당 측정값의 실효치(RMS value)를 도출하여 이를 실효치 노이즈(RMS noise)로 설정하는 단계를 더 포함하고, 단계 S300은 측정 보정 값으로부터 도출된 1차 보정 실효치(RMS value)에서 상기 실효치 노이즈(RMS noise)를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 실시 예에 따라서는, 단계 S100에서 회로에 미리 정해진 시간 동안 0V의 전압을 인가한 후에, 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 경우에는, 단계 S200은, 0V의 전압이 인가되는 구간에서 해당 측정값의 실효치(RMS value)를 도출하여 이를 실효치 노이즈(RMS noise)로 설정하는 단계(S210)를 더 포함할 수 있다. 즉, 수신신호(r(t))는, 원래 측정되어야 하는 값(s(t))과 노이즈(n(t))의 합으로 표현할 수 있는데, 열잡음(Thermal noise)은 원래 측정되어야 하는 값과 독립적이고, 평균이 0(mean zero)인 노이즈이므로, 추후에 최종 실효치(RMS value)를 계산할 때에 여기서 구한 실효치 노이즈(RMS noise)는 빼주어야 한다. 즉, 노이즈 값을 저장하고 있다가 캘리브레이션이 끝나면, 물리적인 값과 맞도록 스케일링(scaling)해서 보정할 수 있다(S340). 한편, 상기 단계 S210은, 이후 설명할 단계 S320이 수행된 후에 수행되는 것이 바람직하다.
단계 S300에서는, 단계 S200에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙 (V=IR)을 이용하여 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출할 수 있다. 즉, 단계 S300은 단계 S200을 통해 출력된 샘플링 데이터를 이용하여, DC 오프셋 (DC offset), 전압 (Voltage), 위상 오프셋 (Phase Offset), 전류 센서 (Current Sensor) 측정값, 전류 (Current) 등 해당 회로에 대하여 측정하고자 하는 수치에 대하여 오차를 보정한 최종 측정 보정 값을 도출하는 단계이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 단계 S300에서 측정 보정 값을 도출하는 캘리브레이션의 순서를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 캘리브레이션은, DC 오프셋 캘리브레이션(S301), 위상 오프셋 캘리브레이션(S302), 전압 캘리브레이션(S303), 전류 센서 캘리브레이션(S304), 전류 캘리브레이션(S305)의 순서로 수행될 수 있다. 위상 오프셋 캘리브레이션(S302)은, 앞서 설명한 바와 같이, 전류 센서 자체의 오차 또는 회로를 통과하면서 발생하는 지연 등에 의해 나타나는 오차를 보정하기 위함이다. 오차는, ADC 샘플링에서 전압과 전류를 서로 다른 시점에서 하거나, ADC bit 수가 달라서 ADC 변환 시 시간이 달라지거나, 아날로그 필터 응답 (Analog Filter response)이 다르거나, Op AMP 특성이 다른 등 다양한 원인에 의해 발생한다.
단계 S303에서 전압의 ADC 출력을 물리적인 값과 보정했고, 순수한 저항 성분인 부하의 경우 I = V/R의 관계식이 성립하며, 측정 모듈을 통해 I-RMS 값, V-RMS 값이 도출될 것이므로, R을 직접 측정할 필요 없이, 상기 값 및 관계식을 이용하여 전류 센서의 캘리브레이션(S304)이 가능하다. R은 변하지 않는다는 것이 전제(고정부하)이므로, 교류에서의 전압, 온도 값 변화에 상관없이, 1/R이 전류 센서의 이득 프로파일(Gain profile)과 최종 물리적 스케일을 제외하고는 동일(constant)해야 한다. 전류 캘리브레이션(단계 S305)은, 단계 S304에서 구한 전류 센서 캘리브레이션 결과를 이용하고, 전류 캘리브레이션 테이블을 생성하며, 이를 측정 모듈을 통해 측정된 I-RMS 값과 비교하여 물리적 값과 스케일을 일치시킬 수 있다. 한편, 이득 테이블(gain table)로 표현되는 이득 프로파일은, 전 구간에 대하여 생성될 수 있고, 필요에 따라 여러 번의 사인파(sine wave)를 인가하고 이를 평균하여 구할 수도 있다. 테이블 양을 줄이고자 한다면, ADC 입력단을 적절한 단위로 쪼갠 후 각 구간(zone)에 대해서 이득 테이블을 만든 후에 이득 값(gain 값)을 보간법으로 구할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 계측 값 왜곡 보정 방법에서 단계 S300은, 측정된 V-RMS 값을 이용하여 전압의 측정 보정 값을 도출하는 단계(S310) 및 저항을 1로 가정하고, 전압 ADC 출력 값과 전류 ADC 출력 값을 이용하여 제1 이득 값을 도출하고, 측정된 I-RMS 값을 이용하여 제2 이득 값을 도출하며, 전류 ADC 출력 값, 제1 이득 값 및 제2 이득 값을 곱하여 전류의 측정 보정 값을 도출하는 단계(S320)를 포함하여 구현될 수 있다.
제1 이득 값은 모든 전류 ADC 출력 값에 대해서 비율을 저장하고 있다. 예를 들어 2048개의 샘플을 가질 수 있는 12 bit ADC라면, 4096개의 포인트에 대해 V=IR로부터 V/I의 비율이 나온다. 만약 데이터를 40960개를 추출했다면, 확률적으로 전류 ADC 출력 각 4096 포인트에 대해서 10개 정도의 데이터가 축적된다. 이러한 데이터를 통계적으로 처리할 수 있다. 또한, I=0 근처에서는 0으로 나눌 수 없으므로 발산하거나, 오차가 커지게 되는데, 이는 주변에 유효한 값을 이용하여 선형 근사하도록 한다. 제2 이득 값은, 측정된 V-RMS 값을 이용하여 전압의 측정 보정 값을 도출하는 단계와 동일한 메커니즘에 따른다.
표 1은 전압 및 전류 캘리브레이션 과정을 캘리브레이션 테이블을 통하여 표시한 예이다. 구체적으로, V = I × R, I = I'(전류 ADC 출력) × 제1 이득 값(ADC 출력 값에 따라 보정되는 값) × 제2 이득 값(RMS 값을 보정하기 위한 값), V = (I' × 제1 이득 값 × 제2 이득 값) × R의 관계를 이용하여 캘리브레이션 테이블을 구성할 수 있다. 상기 캘리브레이션 테이블에 필요한 입력은 전압 입력 장치(device 내에서 ADC 샘플링으로 얻음)와 고정 부하이고, 측정 장비는 전압 (V-RMS)과 전류 (I-RMS)의 RMS값을 측정할 있으면 된다. 단, P-RMS는 V-RMS * I-RMS. 즉, 전압 전류를 별도로 인가하거나, 가변 부하를 사용하지 않고, 전류 전압을 샘플 단위로 측정하는 정밀 계측기 없이 멀티 미터만으로 측정이 가능하므로 동작 중 캘리브레이션도 가능하다. 모든 과정을 DSP로 내부에서 처리하고 측정 장비는 true-rms의 전압 전류 값만 측정할 수 있으면 되는 것이다. 전압이 선형성이 더 좋고 전압은 전부 저항 (R) 회로로 꾸밀 수 있으므로 전압을 먼저 측정하는 것이 바람직하나, 실시 예에 따라서는 순서를 바꾸어 전류를 먼저 측정하고 전압을 측정하여 캘리브레이션하는 것도 가능하다.
Figure 112014000801693-pat00001
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, DC 오프셋을 제거하는 단계, zero crossing point의 차이를 계산하는 단계, 및 zero crossing point의 차이를 정수부(integer part)와 소수부(fractional part)로 나눈 뒤 정수부는 딜레이(delay)된 샘플(sample)을 사용하고, 소수부는 신호를 보간(interpolation)하여 사용함으로써, 위상 오차를 보상하는 단계(S303)를 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 위상 오차가 보상되는 과정을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전압과 전류의 연속적 측정값에 상기 단계를 통하여 위상 오차를 보상할 수 있으며, 이로 인해 도출된 위상 오차를 보상한 전류가 점선으로 표현될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라서는, 교류 전압을 인가하고, 복수 회 측정되는 전압의 평균값 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전압과 최저 전압의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전압 DC 오프셋 값을 보정하는 단계, 및 교류 전압을 인가하고, 선형 부하를 연결한 상태에서 복수 회 측정되는 전류의 평균값, 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전류와 최저 전류의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전류 DC 오프셋 값을 보정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 즉, 교류를 인가하였을 때, 평균값은 0이 나와야 하므로 이를 DC 오프셋이라고 보고 제거할 수 있다.
구체적으로 전압 DC 오프셋 캘리브레이션은, 교류 전압(220V)을 인가하고, 복수 회 측정되는 장기간 전압의 평균값(long term average)으로 보정하거나, Peak to peak를 측정해서 (Vmax+Vmin)/2를 이용하여 보정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전압의 DC 오프셋 값 보정 시, 0V의 전압이 인가되는 구간 및 상기 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류가 인가되는 구간에서, 각각 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 출력(ouput) 값의 DC(Direct current) 값을 확인하여 DC 오프셋 값을 보정하는 단계, 및 0V 의 전압이 인가되는 구간에서 측정 및 보정한 DC 오프셋 값과 교류 인가 구간에서 측정 및 보정한 평균 DC 오프셋 값을 비교하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 즉, 0V 인가 구간에서 측정한 값과, 교류 파형 인가 구간에서의 평균값이 일치하는지 확인함으로써, 더욱 정확한 보정이 가능하다.
전압 DC 오프셋 캘리브레이션은, 교류 전압을 인가하고 선형 부하를 연결한 상태에서, 장기간 평균(long term average)을 수행하거나, 피크 투 피크(Peak to peak)를 측정해서 최솟값과 최댓값을 더해서 2로 나눈 연산을 수행할 수도 있다. 다른 실시 예에 따르면, 교류 전압을 인가하고 부하를 걸지 않은 상태에서 DC 오프셋을 측정하는 방법을 따를 수도 있다.
또한, 단계 S100에서 회로에 미리 정해진 시간 동안 0V의 전압을 인가한 후에, 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 경우에는, 단계 S300은, 측정 보정 값으로부터 도출된 1차 보정 실효치(RMS value)에서 실효치 노이즈(RMS noise)를 제거하는 단계를 더 포함하여 구현될 수 있다. 실효치 노이즈(RMS noise)를 계산한 것은 ADC 샘플에 대하여 바로 적용되는 것이 아니고, 추후에 보정된 ADC 데이터를 이용하여 보정한 값으로 실효치(RMS value)를 구하고 나서 최종적으로 실효치 노이즈(RMS noise)를 빼줄 수 있다.
한편, 단계 S300에서 회로의 전압 신호에 대한 측정 보정 값을 도출 시에는, 전압 ADC 출력 값(Voltage ADC output)을 이용하여 실효치(RMS value)를 계산하고, 전압 RMS(V-RMS) 또는 피크 투 피크 전압(Vpp)을 설정하는 단계를 더 포함하여 구현될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에서 캘리브레이션 테이블을 통한 계산된 이득 곡선을 도시한 도면이다. 즉, V/I = R의 관계로부터 이득 곡선 (gain curve)을 구하는 부분으로서, 이득 곡선(gain curve)은 결국 도 1의 홀 센서 응답 곡선을 보상(compensation)하는 모양이 된다. 이와 같은 그림에서 샘플을 여러 주기 동안 취하게 되면, 기술한 바와 같이 전 영역의 데이터를 구할 수 있게 된다. 다만, 이러한 데이터가 중복될 경우에 항상 같은 이득 값이 나오리라는 보장이 없는데, 그래서 이를 통계적으로 처리하는 과정이 추가될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법에 따른 캘리브레이션 적용을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실효치 노이즈(RMS noise)를 측정해서 제거하고, 전류 쪽의 데이터를 sample by sample로 보정을 할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계 S100 내지 S300 등의 일련의 과정을 온도별로 수행하여, 온도에 따른 왜곡을 보정할 수도 있다. 즉, 온도별로 각각 샘플링 데이터를 출력 저장하고, 온도별 보정 값을 도출함으로써, 온도에 따른 왜곡도 함께 보정할 수 있다. 일례로, 10도 및 30도에서 측정한 이득 프로파일(gain profile)이 있으면, 20도에서는 두 이득 프로파일 테이블의 값을 보간법으로 구해서 사용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
S100 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계
S200 전압 및 전류 측정 모듈을 이용하여 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계
S300 단계 S200에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙 (V=IR)을 이용하여 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계
S301: DC 오프셋 캘리브레이션 (DC offset calibration)
S302: 위상 오프셋 캘리브레이션 (Phase offset calibration)
S303: 전압 캘리브레이션 (Voltage calibration)
S304: 전류 센서 캘리브레이션 (Current sensor calibration)
S305: 전류 캘리브레이션 (Current calibration)
S310: 측정된 V-RMS 값을 이용하여 전압의 측정 보정 값을 도출하는 단계
S320: 저항을 1로 가정하고, 전압 ADC 출력 값과 전류 ADC 출력 값을 이용하여 제1 이득 값을 도출하고, 측정된 I-RMS 값을 이용하여 제2 이득 값을 도출하며, 전류 ADC 출력 값, 제1 이득 값 및 제2 이득 값을 곱하여 전류의 측정 보정 값을 도출하는 단계

Claims (13)

  1. 회로의 계측 값 왜곡 보정 방법으로서,
    전압 및 전류 측정 모듈에서 측정된 연속적인 샘플링 데이터에 실시간으로 보정 값을 적용하여 계측 값 왜곡을 보정하는 단계를 포함하되,
    상기 보정 값의 적용은,
    (2-a) 상기 회로의 전압 또는 전류 전 영역에서 측정된 보정 값을 미리 정해진 기준에 따라 한 개 이상의 영역이나 점으로 축약하여 상기 전압 및 전류 측정 모듈 내에 저장하는 단계; 및
    (2-b) 상기 단계 (2-a)에서 저장된 축약된 보정 값을 이용하여, 상기 전압 및 전류 측정 모듈의 실시간 샘플링 데이터와 대응되는 영역이나 점의 샘플별로 보정하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정 값을 도출하는 방법은,
    (1-1) 상기 회로 전 영역에 고정된 부하를 제공하고, 전력원으로부터 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 단계;
    (1-2) 전압 및 전류 측정 모듈을 이용하여 상기 회로에 흐르는 전압(V) 및 전류(I)를 미리 정해진 시간 동안 연속적으로 측정하여 샘플링 데이터를 출력하는 단계; 및
    (1-3) 상기 단계 (1-2)에서 출력된 연속적인 샘플링 데이터 및 옴의 법칙 (V=IR)을 이용하여 상기 회로의 전압 또는 전류에 대한 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단계 (1-1)에서 상기 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류는,
    교류 전압 또는 전류이거나, 파형 제어 모듈에 스위핑(sweeping)된 직류 전압 또는 전류인 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-1)은,
    상기 회로에 미리 정해진 시간 동안 0V의 전압을 인가한 후에, 상기 입력 신호 레벨이 연속적으로 변화되는 전압 또는 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-3)은,
    (A) 측정된 V-RMS 값을 이용하여 전압의 측정 보정 값을 도출하는 단계; 및
    (B) 저항을 1로 가정하고, 전압 ADC 출력 값과 전류 ADC 출력 값을 이용하여 제1 이득 값을 도출하고, 측정된 I-RMS 값을 이용하여 제2 이득 값을 도출하며, 전류 ADC 출력 값, 제1 이득 값 및 제2 이득 값을 곱하여 전류의 측정 보정 값을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-2)에서 측정 대상은,
    전류 센서, 아날로그 필터, 연산 증폭기 및 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 장치를 거친 전압 또는 전류 신호인 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-3)은,
    (ㄱ) 교류 전압을 인가하고, 복수 회 측정되는 전압의 평균값 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전압과 최저 전압의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전압 DC 오프셋 값을 보정하는 단계; 및
    (ㄴ) 교류 전압을 인가하고, 선형 부하를 연결한 상태에서 복수 회 측정되는 전류의 평균값, 또는 피크 투 피크(peak to peak)를 측정하여 최고 전류와 최저 전류의 합을 2로 나눈 값을 이용하여 전류 DC 오프셋 값을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 단계 (1-2)는, 해당 측정값의 실효치(RMS value)를 도출하여 이를 실효치 노이즈(RMS noise)로 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단계 (1-3)은, 상기 측정 보정 값으로부터 도출된 보정 실효치(RMS value)에서 상기 실효치 노이즈(RMS noise)를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-3)은,
    (a) DC 오프셋을 제거하는 단계;
    (b) zero crossing point의 차이를 계산하는 단계; 및
    (c) 상기 zero crossing point의 차이를 정수부(integer part)와 소수부(fractional part)로 나눈 뒤 정수부는 딜레이(delay)된 샘플(sample)을 사용하고, 소수부는 신호를 보간(interpolation)하여 사용함으로써, 위상 오차를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 단계 (1-3)에서,
    상기 회로의 전압 신호에 대한 측정 보정 값 도출 시, 또는 상기 회로의 전류 신호에 대한 제2 이득 값 도출 시에는, 전압 ADC 출력 값(Voltage ADC output)을 이용하여 실효치(RMS value)를 계산하고, 전압 RMS(V-RMS) 또는 피크 투 피크 전압(Vpp)을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 단계 (1-1) 내지 단계 (1-3)을 온도별로 수행하여, 온도에 따른 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는, 회로 전 입력 범위의 연속적 전압/전류 샘플링을 통한 계측 값 왜곡 보정 방법.
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