KR101446759B1 - Output specification calibrating apparatus for a capacitance press sensor - Google Patents

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KR101446759B1
KR101446759B1 KR1020130051482A KR20130051482A KR101446759B1 KR 101446759 B1 KR101446759 B1 KR 101446759B1 KR 1020130051482 A KR1020130051482 A KR 1020130051482A KR 20130051482 A KR20130051482 A KR 20130051482A KR 101446759 B1 KR101446759 B1 KR 101446759B1
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김시동
이강윤
방현호
최정운
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주식회사 오토산업
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    • G01L9/12Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor

Abstract

The present invention relates to an apparatus to adjust an output specification of a capacitive pressure sensor. When shipping a capacitive pressure sensor, an output voltage change, nonlinearity, and an output offset in accordance to the temperature of the capacitive pressure sensor can easily and conveniently be adjusted, thereby satisfying various output specifications demanded by customers.

Description

용량성 압력센서의 출력사양 조정장치{Output specification calibrating apparatus for a capacitance press sensor}[0001] The present invention relates to an output specification calibrating apparatus for a capacitive pressure sensor,

본 발명은 압력 측정 기술에 관련한 것으로, 특히 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure measurement technique, and more particularly to an output specification adjustment device of a capacitive pressure sensor.

압력센서는 압력에 의해 발생하는 기계적인 변위를 전기신호로 변환하여 출력하고, 이 출력되는 전기신호 세기를 측정함으로써 압력이 측정된다. 한국특허공개 제10-2001-0039983호(2001. 05. 15) 등에서 제시한 바와 같은 용량성 압력센서는 기계적인 변위를 정전 용량으로 변환하여 출력하고, 이 정전 용량 변화를 검출함으로써 압력이 측정된다.The pressure sensor converts the mechanical displacement generated by the pressure into an electric signal and outputs the electric signal. The pressure is measured by measuring the intensity of the electric signal outputted. A capacitive pressure sensor as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2001-0039983 (2001. 05. 15), etc., converts a mechanical displacement into a capacitance, outputs the capacitance, and the pressure is measured by detecting the capacitance change .

용량성 압력센서는 인가되는 압력에 대해 비선형적인 특성을 가지고, 온도에 민감하므로, 고객들이 요구하는 다양한 출력사양을 만족시키기 위해서는 출하시 용량성 압력센서의 출력사양을 고객의 요구에 맞게 조정해야 한다. 따라서, 본 발명자는 고객들이 요구하는 다양한 출력사양을 만족시킬 수 있는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치에 대한 연구를 하게 되었다.Capacitive pressure sensors have nonlinear characteristics to the applied pressure and are temperature-sensitive. Therefore, in order to satisfy various output specifications required by customers, the output specification of the capacitive pressure sensor at the time of delivery must be adjusted to the customer's requirements . Accordingly, the present inventor has studied a device for adjusting an output specification of a capacitive pressure sensor capable of satisfying various output specifications required by customers.

한국특허공개 제10-2001-0039983호(2001. 05. 15)Korean Patent Publication No. 10-2001-0039983 (May 15, 2001)

본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 용량성 압력센서 출하시 용량성 압력센서의 출력을 고객들이 요구하는 다양한 출력사양을 만족시킬 수 있도록 조정(calibration)할 수 있는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치를 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the above-mentioned circumstances and it is an object of the present invention to provide a capacitive pressure sensor which can calibrate the output of a capacitive pressure sensor at the time of shipment to meet various output specifications required by customers, And to provide a control device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 정전용량 변화를 출력전압으로 변환하여 출력하는 용량-전압 변환부와; 상기 용량-전압 변환부의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 선택적으로 보상하는 제1보상 소자와; 상기 제1보상 소자의 온도에 따른 출력전압 변화 보상 또는 출력전압 비선형성 보상을 위한 전기적 특성값을 선택적으로 조정 제어하는 보상 제어부를; 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for adjusting the output of a capacitive pressure sensor, including: a capacitance Cp formed by a main electrode of a capacitive pressure sensor; a capacitance Cp formed by a reference electrode; A capacitance-voltage converter for converting a capacitance change into an output voltage and outputting the output voltage; A first compensator for selectively compensating for an output voltage change according to a temperature of the capacitance-voltage converter or an output voltage non-linearity caused by a capacitance Cp and a capacitance Cr of the capacitance-voltage converter; And a compensation controller for selectively adjusting an electrical characteristic value for compensation of an output voltage variation or an output voltage nonlinearity compensation according to a temperature of the first compensation element; And the like.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제1보상 소자가 전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 용량-전압 변환부로 전압을 인가하는 고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the first compensation element is connected in series between the power input and the ground, and is connected to the fixed resistor R Lin1 and the variable resistor R Lin2 ; .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 보상 제어부가 BGR(BandGap Reference)과; 인가되는 신호 레벨에 따라 상기 BGR 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 선택적으로 출력하는 먹스(MUX)와; 상기 먹스에 의해 선택적으로 출력되는 BGR 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 아날로그-디지털 변환하여 온도코드 또는 압력코드를 생성하는 AD컨버터와; 상기 AD컨버터에 의해 생성되는 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하고, 선택된 저항값으로 상기 가변저항 RLin2의 저항값을 설정하는 특성값 설정부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the compensation controller includes a bandgap reference (BGR); A MUX for selectively outputting the BGR output voltage or the output voltage fed back from the capacity-voltage converter according to an applied signal level; An A / D converter for analog-to-digital converting a BGR output voltage selectively output by the mux or an output voltage fed back from the capacitance-to-voltage converter to generate a temperature code or a pressure code; A characteristic value setting unit that selects a resistance value corresponding to a temperature code or a pressure code generated by the AD converter as an electrical characteristic value and sets a resistance value of the variable resistor R Lin2 to a selected resistance value; .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가 상기 먹스에 로우(Low) 또는 하이(High) 레벨 신호를 인가하는 메인 제어부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an output of a capacitive pressure sensor, the apparatus comprising: a main control unit for applying an output signal of the capacitive pressure sensor to a low or high level signal; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 용량-전압 변환부가 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 충전 및 방전 동작을 제어하는 스위치부와; 캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에서 방전되는 전류를 입력받아 이를 출력 전압으로 출력하되, 에러가 0에 접근할 때까지 제어루프에서 에러 보정 신호를 적분하는 적분기와; 캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에 일정한 전원을 공급하는 전원 입력부와; 적분기에 의해 출력되는 출력 전압을 증폭하여 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 및 전원 입력부로 피드백시키는 증폭기를 포함하는 피드백부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided a capacitance-voltage converter comprising: a capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive-pressure sensor; a switch unit for controlling charging and discharging operations of the capacitance Cr formed by the reference electrode; An integrator for receiving the capacitance Cp and the current discharged from the capacitance Cr and outputting it as an output voltage, and integrating the error correction signal in the control loop until the error approaches zero; A capacitance Cp, a power input unit for supplying a constant power to the capacitance Cr; A feedback unit including an amplifier for amplifying the output voltage outputted by the integrator and feeding back the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode and the power input unit; .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가 상기 용량-전압 변환부의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하는 제2보상 소자를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an output of a capacitive pressure sensor, comprising: a second compensating element for adjusting an output voltage offset of the capacitance-voltage converting portion; And further comprising:

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 제2보상 소자가 전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 피드백부의 증폭기의 비반전 입력단자에 전압을 인가하여 상기 용량-전압 변환부의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하는 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the second compensation element is connected in series between the power input and the ground, and is branched at the series connection connection point to apply a voltage to the non-inverting input terminal of the amplifier of the feedback section, the two variable resistor R and a variable resistor R of1 of2 to adjust the conversion unit output voltage offset (offset); .

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 메인 제어부가 상기 제1보상 소자 및 상기 제2보상 소자의 전기적 특성값 설정시 참조되는 정보를 기록한 제어 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the main controller includes a control register in which information to be referred to when setting the electrical property values of the first compensator and the second compensator is recorded.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 특성값 설정부가 제어 레지스터의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하는 것을 특징으로 한다.According to a further aspect of the present invention, the characteristic value setting unit searches for the value recorded in the control bit of the control register and selects the resistance value corresponding to the temperature code or the pressure code as the electrical characteristic value.

본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 메인 제어부가 제어 레지스터의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 상기 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2의 저항값을 전기적 특성값으로 선택하는 것을 특징으로 한다.According to an additional aspect of the invention, is characterized in that said main control unit is selected, the resistance value of the search for the values recorded in the control bits of the control register two variable resistors R of1 and the variable resistor R of2 the electric characteristic value.

본 발명은 용량성 압력센서 출하시 용량성 압력센서의 온도에 따른 출력전압 변화 및 비선형성, 출력 오프셋을 간편하게 조정할 수 있어, 고객들이 요구하는 다양한 출력사양을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can easily adjust the output voltage change, nonlinearity, and output offset according to the temperature of the capacitive pressure sensor when the capacitive pressure sensor is shipped, thereby satisfying various output specifications required by customers.

도 1 및 도 2 은 용량성 압력센서의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 메인 제어부의 타이밍도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 용량-전압 변환부의 스위칭 타이밍도이다.
1 and 2 are views showing an example of a capacitive pressure sensor.
3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an output-specification adjusting apparatus for a capacitive pressure sensor according to the present invention.
4 is a timing chart of the main control unit of the output-specification adjusting apparatus of the capacitive pressure sensor according to the present invention.
5 is a switching timing diagram of the capacity-voltage conversion unit of the output-specification adjusting apparatus of the capacitive pressure sensor according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms used throughout the specification of the present invention have been defined in consideration of the functions of the embodiments of the present invention and can be sufficiently modified according to the intentions and customs of the user or operator. It should be based on the contents of.

도 1 및 도 2 는 용량성 압력센서의 일 예를 도시한 도면으로, 기계적인 변위를 정전 용량으로 변환하여 출력하는 용량성 압력센서(100)는 유전체 기판(110)과, 전극패턴(120)을 포함할 수 있다.1 and 2 show an example of a capacitive pressure sensor in which a capacitive pressure sensor 100 for converting a mechanical displacement into a capacitance and outputting the capacitive pressure sensor 100 includes a dielectric substrate 110, . ≪ / RTI >

유전체 기판(110)은 압력에 의해 기계적인 변위(deflection)가 발생하는 부분이다. 유전체 기판(110) 일측에 형성되는 전극패턴(120)은 주전극(121)과, 기준전극(122)으로 이루어지고, 리드부(도면 도시 생략)를 통해 출력사양 조정장치에 연결된다.The dielectric substrate 110 is a portion where mechanical deflection occurs due to pressure. The electrode pattern 120 formed on one side of the dielectric substrate 110 includes a main electrode 121 and a reference electrode 122 and is connected to an output specification adjusting device through a lead portion (not shown).

주전극(121)과, 기준전극(122)은 유전체 기판(110) 타측에 형성된 도체판과 작용하여 각각 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr을 형성하게 된다.The main electrode 121 and the reference electrode 122 act on a conductor plate formed on the other side of the dielectric substrate 110 to form a capacitance Cp formed by the main electrode and a capacitance Cr formed by the reference electrode.

유전체 기판(110)에 압력이 가해져 기계적인 변위가 발생하면, 유전체 기판(110)에 형성된 주전극(121)과 기준전극(122)의 간격이 변화되고, 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr의 정전용량이 변화한다. When a mechanical displacement occurs due to a pressure applied to the dielectric substrate 110, the distance between the main electrode 121 and the reference electrode 122 formed on the dielectric substrate 110 changes, and the capacitance Cp and the capacitance of the capacitance Cr change do.

출력사양 조정장치는 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr의 정전용량 변화를 전기신호로 변환하여 출력함으로써 압력이 측정되도록 한다. 도 3 은 본 발명에 따른 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.The output specification adjusting device converts the capacitance change of the capacitance Cp and the capacitance Cr into an electric signal and outputs the electric signal so that the pressure can be measured. 3 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an output-specification adjusting apparatus for a capacitive pressure sensor according to the present invention.

도 3 에 도시한 바와 같이, 출력사양 조정장치는 용량-전압 변환부(200)와, 제1보상 소자(300)와, 보상 제어부(400)를 포함하여 이루어진다.3, the output specification adjustment apparatus includes a capacity-voltage conversion unit 200, a first compensation device 300, and a compensation control unit 400.

상기 용량-전압 변환부(200)는 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 정전용량 변화를 출력전압으로 변환하여 출력한다. 예컨대, 상기 용량-전압 변환부(200)가 스위치부(210)와, 적분기(220)와, 전원 입력부(230)와, 피드백부(240)를 포함하도록 구현될 수 있다.The capacitance-to-voltage converter 200 converts the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance change of the capacitance Cr formed by the reference electrode into an output voltage and outputs the output voltage. For example, the capacitance-voltage conversion unit 200 may include a switch unit 210, an integrator 220, a power input unit 230, and a feedback unit 240.

상기 스위치부(210)는 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 충전 및 방전 동작을 제어한다.The switch unit 210 controls the charging and discharging operations of the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode.

도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 스위치부(210)는 6개의 스위치(위상 1의 시작시 동시에 턴-온되고, 위상 2에서는 오프 상태인 2개의 P1 스위치와, 위상 1과 중첩되지 않는 위상 2의 시작시 동시에 턴-온되고, 위상 1에서는 오프 상태인 2개의 P2 스위치와, 위상 1에서 P1 스위치 턴-온후 특정 시간 지연되어 턴-온되는 한개의 P1d 스위치와, 위상 2에서 P2 스위치 턴-온후 특정 시간 지연되어 턴-온되는 한개의 P2d 스위치)를 포함하도록 구현될 수 있다.3, the switch unit 210 includes six switches (two P1 switches that are simultaneously turned on at the start of phase 1 and are off at phase 2, and a phase 2 One P2d switch that is turned on at the start of P2 and is in the off state at phase 1, one P1d switch that is turned on after a specific time delay after P1 switch turn-on at phase 1, And one P2d switch that is turned on after a certain time delay after turning on).

두개의 P1-P2 스위치 연결체 중간에서 각각 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr이 직렬 연결 접속된다. 직렬 연결된 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 사이에서 분기되어 공통 단자 Ccom이 형성되고, 공통 단자 Ccom의 종단은 P1d 스위치와 P2d 스위치가 병렬 연결된다.A capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and a capacitance Cr formed by the reference electrode are connected in series between the two P1-P2 switch connectors. A common terminal Ccom is formed by branching between a capacitance Cp formed by the main electrode connected in series and a capacitance Cr formed by the reference electrode, and a terminal P1d and a switch P2d are connected in parallel at the terminal end of the common terminal Ccom.

기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr이 접속되는 P1-P2 스위치 연결체의 P1 스위치는 전원 입력부(230) 출력단에 연결되고, P2 스위치는 그라운드(ground)에 연결된다. 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp가 접속되는 P1-P2 스위치 연결체의 P1 스위치는 그라운드에 연결되고, P2 스위치는 피드백부(240)의 출력단에 연결된다. 공통 단자 Ccom에 각각 병렬 연결되는 P1d 스위치는 적분기(220)의 반전 입력단자에 연결되고, P2d 스위치는 그라운드에 연결된다.The P1 switch of the P1-P2 switch connector to which the capacitance Cr formed by the reference electrode is connected is connected to the output terminal of the power input section 230, and the P2 switch is connected to the ground. The P1 switch of the P1-P2 switch connector to which the capacitance Cp formed by the main electrode is connected is connected to the ground, and the P2 switch is connected to the output terminal of the feedback section 240. [ The P1d switch, which is connected in parallel to the common terminal Ccom, is connected to the inverting input terminal of the integrator 220, and the P2d switch is connected to the ground.

상기 적분기(220)는 캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에서 방전되는 전류를 입력받아 이를 출력 전압으로 출력하되, 에러가 0에 접근할 때까지 제어루프에서 에러 보정 신호를 적분한다.The integrator 220 receives the capacitance Cp and the current discharged from the capacitance Cr and outputs it as an output voltage. The integrator 220 integrates the error correction signal in the control loop until the error approaches zero.

도 3 에 도시한 바와 같이, 상기 적분기(220)는 연산 증폭기와, 적분 캐패시터 CF를 포함하도록 구현될 수 있다. 연산 증폭기의 비반전 입력단자는 입력 바이어스 전류 보상을 위해 그라운드와 연결된다. 입력 바이어스 전류에 의한 적분 결과의 오차는 비반전 단자를 그라운드와 연결하여 두 입력 단자와 접지 사이의 저항을 균등하게 함으로써 감소시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, the integrator 220 may be implemented to include an operational amplifier and an integral capacitor CF. The noninverting input terminal of the op amp is connected to ground for input bias current compensation. The error of the integration result due to the input bias current can be reduced by connecting the non-inverting terminal to the ground and equalizing the resistance between the two input terminals and the ground.

한편, 연산 증폭기의 반전 입력단자는 P1d 스위치가 연결되어 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr에서 방전되는 전류를 공통 단자 Ccom을 통해 입력받는다.On the other hand, the inverting input terminal of the operational amplifier receives a capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and a current discharged by the capacitance Cr formed by the reference electrode through the common terminal Ccom.

한편, 연산 증폭기의 반전 입력단자와 출력단자간에는 적분 캐패시터 CF가 연결된다. 적분기(220)의 적분 오차는 연산 증폭기의 개방 직류 이득에 반비례한다. 연산 증폭기를 사용하는 경우 입력 오프셋 전압만 보상하면 충분한 정확도가 보장될 수 있다.On the other hand, an integral capacitor CF is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. The integral error of the integrator 220 is inversely proportional to the open DC gain of the operational amplifier. Compensating only the input offset voltage when an op amp is used can ensure sufficient accuracy.

상기 전원 입력부(230)는 캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에 일정한 전원을 공급한다. 예컨대, 상기 전원 입력부(230)가 부하의 변화에 관계없이 출력 전압을 일정하게 유지할 필요가 있는 경우에 사용되는 버퍼로 구현될 수 있다.The power input unit 230 supplies a constant power to the capacitance Cp and the capacitance Cr. For example, the power input unit 230 may be implemented as a buffer used when the output voltage needs to be kept constant regardless of a change in the load.

버퍼는 입력단자를 통해 입력되는 전압을 그대로 출력단자를 통해 츨력하여 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr에 일정한 전원을 공급한다.The buffer outputs the voltage inputted through the input terminal as it is through the output terminal to supply a constant power to the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode.

상기 피드백부(240)는 상기 적분기(220)에 의해 출력되는 출력 전압을 증폭하여 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 및 전원 입력부(230)로 피드백시키는 증폭기를 포함한다.The feedback unit 240 amplifies the output voltage output from the integrator 220 and outputs a capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor, a capacitance Cr formed by the reference electrode, and a power input unit 230, Lt; / RTI >

적분기(220)에 의해 출력되고 증폭기에 의해 증폭된 전압은 스위치부(210)의 스위칭 동작에 의해 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr에 인가되게 된다. 또한, 증폭기는 적분기(220)에 의해 출력되어 피드백되는 출력 전압을 전원 입력부(230)의 입력단자로 인가한다.The voltage outputted by the integrator 220 and amplified by the amplifier is applied to the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode by the switching operation of the switch unit 210 . Also, the amplifier applies the output voltage, which is output and fed back by the integrator 220, to the input terminal of the power input unit 230. [

이 때, 증폭기의 이득(gain)을 조정하기 위해 고정저항 ROF를 증폭기의 반전 입력단자와 출력단자간에 연결하고, 가변저항 ROI를 증폭기의 반전 입력단자와 적분기(220)의 출력단자간에 연결할 수 있다.At this time, the fixed resistor ROF may be connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier to adjust the gain of the amplifier, and the variable resistor ROI may be connected between the inverting input terminal of the amplifier and the output terminal of the integrator 220 .

상기 증폭기의 이득(gain)은 입력전압에 비해 출력전압이 얼마나 증폭되었는지를 나타내며, 이득(입력전압 Vout 대 출력전압 Vbdge 비)은 가변저항 ROI 저항값 대 고정저항 ROF 저항값 비(ROI/ROF)로 나타낼 수 있다.The gain of the amplifier indicates how much the output voltage is amplified compared to the input voltage, and the gain (input voltage V out Output voltage V bdge ratio) can be expressed as a variable resistance ROI resistance value versus a fixed resistance ROF resistance value ratio (ROI / ROF).

한편, 추후 설명할 상기 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하기 위한 제2보상 소자(600)가 증폭기의 비반전 입력단자에 연결되도록 구현될 수 있다. Meanwhile, a second compensator 600 for adjusting an output voltage offset of the capacity-voltage converter 200 to be described later may be connected to the non-inverting input terminal of the amplifier.

한편, 증폭기 출력단자와 전원 입력부(230)의 입력단자간에 고정저항 RLinF를 사용하여 전원 입력부(230)로 피드백되는 증폭기의 출력 전압을 조정한다.Meanwhile, a fixed resistor R LinF is used between the amplifier output terminal and the input terminal of the power input unit 230 to adjust the output voltage of the amplifier fed back to the power input unit 230.

상기 제1보상 소자(300)는 상기 용량-전압 변환부(200)의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부(200)의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 선택적으로 보상한다. The first compensator 300 may have an output voltage nonlinearity due to a change in output voltage depending on a temperature of the capacitance-voltage converter 200 or a capacitance Cp and a capacitance Cr of the capacitance-voltage converter 200 Selectively compensate.

예컨대, 상기 제1보상 소자(300)가 전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 용량-전압 변환부(200)로 전압을 인가하는 고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2를 포함하도록 구현될 수 있다.For example, the first compensator 300 may include a fixed resistor R Lin1 and a variable resistor R2, which are connected in series between the power input and the ground and are branched at the series connection connection point and apply a voltage to the capacitive- Lin2 . ≪ / RTI >

전원 입력은 고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2의 직렬 연결 접속점에서 분기되어 전원 입력부(230)로 사용되는 버퍼의 비반전 입력단자로 인가될 수 있다. 또한, 버퍼의 비반전 입력단자는 피드백부(240)의 출력단자와 연결되고, 버퍼의 반전 입력단자는 버퍼의 출력단자와 연결될 수 있다.The power input can be applied to the non-inverting input terminal of the buffer which is branched from the series connection connection point of the fixed resistor R Lin1 and the variable resistor R Lin2 and used as the power input part 230. In addition, the non-inverting input terminal of the buffer is connected to the output terminal of the feedback unit 240, and the inverting input terminal of the buffer can be connected to the output terminal of the buffer.

저항 RLin1과 RLin2에 의해 온도에 따른 출력전압 변화 또는 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성이 선택적으로 보상되는 전원 입력 전압과, 피드백부(240)에 의해 피드백되는 출력 전압은 버퍼로 입력되고, 그대로 버퍼의 출력 전압으로 유지되어 스위치부(210)의 스위칭 동작에 의해 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr에 인가됨으로써 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr이 충전된다.A power supply input voltage in which the output voltage change depending on the temperature or the output voltage nonlinearity due to the capacitance Cp and the capacitance Cr is selectively compensated by the resistances R Lin1 and R Lin2 and the output voltage fed back by the feedback unit 240 are And is applied to the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode by the switching operation of the switch unit 210 held at the output voltage of the buffer as it is, The capacitance Cp formed by the main electrode of the positive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode are charged.

따라서, 온도에 따른 출력전압 변화 또는 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 제1보상 소자(300)에 포함되는 두 가변저항 RLin1과 RLin2의 저항값을 보상 제어부(400)를 통해 조정함으로써 보상할 수 있고, 이에 따라 용량성 압력센서의 출력전압도 조정할 수 있으므로, 용량성 압력센서의 출력 사양을 조정할 수 있게 된다.Therefore, the output voltage nonlinearity due to the temperature-dependent output voltage change or the capacitance Cp and the capacitance Cr can be determined by comparing the resistance values of the two variable resistors R Lin1 and R Lin2 included in the first compensation device 300 to the compensation control unit 400, So that it is possible to adjust the output voltage of the capacitive pressure sensor, so that the output specification of the capacitive pressure sensor can be adjusted.

상기 보상 제어부(400)는 상기 제1보상 소자(300)의 온도에 따른 출력전압 변화 보상 또는 출력전압 비선형성 보상을 위한 전기적 특성값을 선택적으로 조정 제어한다. 예컨대, 상기 전기적 특성값이 온도에 따른 출력전압 변화 또는 출력전압 비선형성을 선택적으로 보상하기 위한 가변저항의 저항값일 수 있다.The compensation controller 400 selectively adjusts an electrical characteristic value for compensating an output voltage variation or an output voltage nonlinearity compensation according to a temperature of the first compensator 300. For example, the electrical characteristic value may be a resistance value of a variable resistor for selectively compensating for an output voltage change according to temperature or an output voltage non-linearity.

예컨대, 상기 보상 제어부(400)가 BGR(BandGap Reference)(410)과, 먹스(MUX)(420)와, AD컨버터(430)와, 특성값 설정부(440)를 포함하도록 구현될 수 있다.For example, the compensation controller 400 may be implemented to include a BGR (BandGap Reference) 410, a MUX 420, an AD converter 430, and a characteristic value setting unit 440.

상기 BGR(BandGap Reference)(410)은 전원 전압이나 온도에 대하여 영향을 최대한 받지 않으면서 IC에 가장 흔히 사용되는 회로로, 절대온도에 비례하여 열전압이 일정하게 변하는 PTAT(Proportional To Absolute Temperature) 또는 절대온도에 반비례하여 열전압이 일정하게 변하는 CTAT(Complementary To Absolute Temperature) 특성을 이용할 수 있다.The BGR (BandGap Reference) 410 is a circuit most commonly used in an IC without being influenced by a power supply voltage or temperature, and is a proportional to absolute temperature (PTAT) A CTAT (Complementary To Absolute Temperature) characteristic in which the thermal voltage is constantly changed in inverse proportion to the absolute temperature can be used.

상기 먹스(MUX)(420)는 인가되는 신호 레벨에 따라 상기 BGR(410) 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부(200)로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 선택적으로 출력한다.The MUX 420 selectively outputs the output voltage of the BGR 410 or the output voltage fed back from the capacity-voltage converter 200 according to an applied signal level.

예컨대, 인가되는 신호 레벨이 하이(High)일 때는 먹스(MUX)(420)가 BGR(410) 출력전압을 선택하여 출력하고, 인가되는 신호 레벨이 로우(Low)일 때는 먹스(MUX)(420)가 상기 용량-전압 변환부(200)로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 선택하도록 구현될 수 있다. 이 때, 먹스(MUX)(420)에 인가되는 신호 레벨은 추후 설명할 메인 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다.For example, when the applied signal level is high, the MUX 420 selects and outputs the output voltage of the BGR 410, and when the applied signal level is low, the MUX 420 May be implemented to select an output voltage that is output from the capacity-voltage converter 200 and is fed back. At this time, the signal level applied to the MUX 420 may be controlled by the main control unit 500 to be described later.

상기 AD컨버터(430)는 상기 먹스(420)에 의해 선택적으로 출력되는 BGR(410) 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부(200)로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 아날로그-디지털 변환하여 온도코드 또는 압력코드를 생성한다.The AD converter 430 converts the output voltage of the BGR 410 selectively output by the mux 420 or the output voltage fed back from the capacity-voltage converter 200 into an analog-digital signal, Generate a pressure code.

상기 먹스(420)에 의해 BGR(410) 출력전압이 선택되어 출력되면, 상기 AD컨버터(430)가 이를 아날로그-디지털 변환하여 온도코드를 생성하고, 상기 먹스(420)에 의해 상기 용량-전압 변환부(200)로부터 출력되어 피드백되는 출력전압이 선택되어 출력되면, 상기 AD컨버터(430)가 이를 아날로그-디지털 변환하여 압력코드를 생성한다.When the output voltage of the BGR 410 is selected and output by the MUX 420, the A / D converter 430 converts the output voltage of the BGR 410 into an analog-digital signal to generate a temperature code, The AD converter 430 converts the output voltage of the AD converter 430 into an analog signal and generates a pressure code.

상기 온도코드는 온도에 따른 출력전압 변화를 보상하기 위한 전기적 특성값 선택시 참조되는 코드이고, 상기 압력코드는 출력전압 비선형성 보상을 위한 전기적 특성값 선택시 참조되는 코드이다.The temperature code is a code referred to when selecting an electrical characteristic value for compensating for an output voltage change according to temperature, and the pressure code is a code referred to when selecting an electrical characteristic value for output voltage nonlinearity compensation.

상기 특성값 설정부(440)는 상기 AD컨버터(430)에 의해 생성되는 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하고, 선택된 저항값으로 상기 가변저항 RLin2의 저항값을 설정한다. 특성값 설정부(440)의 전기적 특성값 선택과 관련해서는 추후 설명한다.The characteristic value setting unit 440 selects a resistance value corresponding to a temperature code or a pressure code generated by the AD converter 430 as an electrical characteristic value and sets a resistance value of the variable resistance R Lin2 to a selected resistance value Setting. The selection of the electrical characteristic value of the characteristic value setting unit 440 will be described later.

따라서, 이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 상기 용량-전압 변환부(200)의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 보상하는 제1보상 소자(300)에 포함되는 두 가변저항 RLin1과 RLin2의 저항값을 보상 제어부(400)를 통해 조정함으로써 용량성 압력센서의 출력 사양을 조정할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the output voltage of the capacitor-voltage converter 200 can be compensated for by changing the output voltage according to the temperature, or by compensating the output voltage nonlinearity caused by the capacitance Cp and the capacitance Cr of the capacitor- The output specifications of the capacitive pressure sensor can be adjusted by adjusting the resistance values of the two variable resistors R Lin1 and R Lin2 included in the 1 compensator 300 through the compensation controller 400. [

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가 메인 제어부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 메인 제어부(500)는 상기 먹스에 로우(Low) 또는 하이(High) 레벨 신호를 인가한다.According to a further aspect of the present invention, the output specification adjusting device of the capacitive pressure sensor may further include a main control part 500. [ The main control unit 500 applies a low or a high level signal to the mux.

이에 따라, 인가되는 신호 레벨이 하이(High)일 때는 먹스(MUX)(420)가 BGR(410) 출력전압을 선택하여 출력하고, 인가되는 신호 레벨이 로우(Low)일 때는 먹스(MUX)(420)가 상기 용량-전압 변환부(200)로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 선택하여 출력한다.Accordingly, when the applied signal level is high, the MUX 420 selects and outputs the output voltage of the BGR 410. When the applied signal level is low, the MUX 420 420 selects and outputs an output voltage that is output from the capacity-voltage converter 200 and is fed back.

예컨대, 상기 메인 제어부(500)가 도 4 에 도시한 바와 같이 먼저 특정시간 동안 먹스에 인가되는 신호(MUX_SENSE) 레벨을 하이(High)로 출력하고, 이후 특정 시간동안 먹스에 인가되는 신호 레벨을 로우(High)로 출력하도록 반복 제어함으로써 온도에 따른 출력전압 변화를 우선 보상하고, 이후 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 보상하도록 구현될 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the main control unit 500 first outputs a signal (MUX_SENSE) level applied to the mux for a specific time period as High, (High), thereby compensating for the output voltage change according to the temperature first, and then compensating the output voltage non-linearity caused by the capacitance Cp and the capacitance Cr.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가 제2보상 소자(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2보상 소자(600)는 상기 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정한다.According to a further aspect of the present invention, the output specification adjustment device of the capacitive pressure sensor may further include a second compensation element 600. [ The second compensator 600 adjusts an output voltage offset of the capacitance-voltage converter 200.

이 때, 상기 제2보상 소자(600)가 전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 피드백부(240)의 증폭기의 비반전 입력단자에 전압을 인가하여 상기 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하는 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2를 포함하도록 구현될 수 있다.At this time, the second compensator 600 is connected in series between the power input and the ground, and is branched at the series connection connection point to apply a voltage to the non-inverting input terminal of the amplifier of the feedback unit 240, two variable to regulate the output voltage offset (offset) of the voltage conversion unit 200, a resistance R of1 and the variable resistance can be implemented to include the R of2.

이 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2값에 따라 피드백부(240)의 증폭기로부터 증폭되어 전원 입력부(230)로 피드백되는 전압 크기가 결정되므로, 상기 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정할 수 있고, 이에 따라 용량성 압력센서의 출력사양이 조정되게 된다.The output voltage of the voltage converting part 200 - the two variable resistors R of1 and the variable resistance R is amplified by the amplifier of the feedback unit 240 according to of2 value because the voltage level is fed back to the power input unit 230 determines the capacity The offset can be adjusted, thereby adjusting the output specification of the capacitive pressure sensor.

한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 메인 제어부(500)가 상기 제1보상 소자(300) 및 상기 제2보상 소자(600)의 전기적 특성값 설정시 참조되는 정보를 기록한 제어 레지스터(510)를 포함할 수 있다.According to a further aspect of the present invention, the main controller 500 includes a control register 510 in which information to be referred to when setting the electrical characteristic values of the first compensation element 300 and the second compensation element 600 is recorded, . ≪ / RTI >

이 때, 상기 특성값 설정부(440)가 제어 레지스터(510)의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하도록 구현될 수 있다.At this time, the characteristic value setting unit 440 may search the value written in the control bit of the control register 510 and select the resistance value corresponding to the temperature code or the pressure code as the electrical characteristic value.

한편, 상기 메인 제어부(500)가 제어 레지스터(510)의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 제2보상 소자(600)에 포함되는 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2의 저항값을 전기적 특성값으로 선택하도록 구현될 수 있다. 따라서, PC 등을 이용해 메인 제어부(500)의 제어 레지스터(510)의 제어 비트값을 사용자가 설정함에 의해 용량성 압력센서의 출력사양 조정을 위한 전기적 특성값들이 설정되게 된다.The main controller 500 searches the values written in the control bits of the control register 510 to determine the resistance values of the two variable resistors R of1 and R of2 included in the second compensator 600 as an electrical characteristic value . ≪ / RTI > Accordingly, the user sets the control bit value of the control register 510 of the main control unit 500 using a PC or the like to set the electrical characteristic values for adjustment of the output specification of the capacitive pressure sensor.

한편, 도 3 에서 미설명 부호 PGA(Programmable Gain Amplifier)(700)는 용량-전압 변환부(200)의 출력전압을 증폭하는 회로이고, PIA(Polarity Inversion Amplifier)(800)는 PGA(700)에 의해 증폭된 출력 전압과 반대(Inverse)ehlsms 출력을 얻기 위한 회로이고, 클램핑 회로(900)는 PGA(700)에 의해 증폭된 출력 전압을 특정한 레벨로 제한하는 회로이고, 클럭 발생기(920)는 출력사양 조정장치 제어에 필요한 클럭 신호를 생성하는 회로이고, POR(Power On Reset) 회로(940)는 메인 제어부 리셋을 위한 회로이다.3, a PGA (Programmable Gain Amplifier) 700 is a circuit for amplifying the output voltage of the capacitance-to-voltage converter 200 and a PIA (Polarity Inversion Amplifier) 800 is connected to the PGA 700 And the clamping circuit 900 is a circuit for limiting the output voltage amplified by the PGA 700 to a specific level and the clock generator 920 is a circuit for limiting the output voltage amplified by the output And a POR (Power On Reset) circuit 940 is a circuit for resetting the main control unit.

도 5 를 참조하여 도 3 에 도시한 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 출력 사양 조정 동작을 구체적으로 알아본다. 도 5 는 본 발명에 따른 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치의 용량-전압 변환부의 스위칭 타이밍도이다.The operation of adjusting the output specification of the output-specification adjusting device of the capacitive pressure sensor shown in Fig. 3 will be described in detail with reference to Fig. 5 is a switching timing diagram of the capacity-voltage conversion unit of the output-specification adjusting apparatus of the capacitive pressure sensor according to the present invention.

도 5 에 도시한 바와 같이, 6개의 스위치(2개의 P1 스위치, 2개의 P2 스위치, 한개의 P1d 스위치, 한개의 P2d 스위치)는 서로 중첩되지 않는 위상 1과 위상 2에서 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)된다.As shown in Fig. 5, six switches (two P1 switches, two P2 switches, one P1d switch, one P2d switch) are turned on at phase 1 and phase 2 that do not overlap each other ) And turn-off.

두개의 P1 스위치는 위상 1 시작에서 동시에 턴-온되고, 위상 2에서 동시에 오프 상태를 유지하며, P1d 스위치는 P1 스위치가 턴-온된 후 소정의 시간 동안 지연 후 턴-온된다.The two P1 switches are simultaneously turned on at the start of phase 1, and remain simultaneously off at phase 2, and the P1d switch is turned on after a delay of a predetermined time after the P1 switch is turned on.

한편, 두개의 P2 스위치는 위상 2의 시작에서 동시에 턴-온되고, 위상 1에서 동시에 오프 상태를 유지하며, P2d 스위치는 P2 스위치가 턴-온된 후 소정의 시간 동안 지연 후 턴-온된다.On the other hand, the two P2 switches are simultaneously turned on at the start of phase 2 and remain off simultaneously in phase 1, and the P2d switch is turned on after a delay of a predetermined time after the P2 switch is turned on.

6개의 스위치 제어를 위한 두개의 중첩되지 않는 위상 제어 신호는 발진 구동 게이팅 회로(도면 도시 생략)에 의해 출력된다. 이 두개의 중첩되지 않는 위상 제어 신호에 의해 6개의 스위치가 온 또는 오프 제어된다.The two non-overlapping phase control signals for the six switch control are output by an oscillation drive gating circuit (not shown). Six switches are on or off controlled by these two non-overlapping phase control signals.

메인 제어부(500)의 제어 레지스터(510)의 제어 비트에 기록된 전기적 특성값에 의해 용량-전압 변환부(200)의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부(200)의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성(non-linearity)이 선택적으로 보상되고, 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)이 조정된다.The output voltage change according to the temperature of the capacitance-voltage converter 200 or the capacitance change of the capacitance-voltage converter 200 according to the electric characteristic value recorded in the control bit of the control register 510 of the main controller 500 And the output voltage non-linearity caused by the capacitance Cr are selectively compensated and the output voltage offset of the capacitance-voltage conversion unit 200 is adjusted.

적분기(220)의 출력 전압 Vout과 피드백부(240)의 증폭기에 의한 증폭 전압 Vbdge는 다음의 식을 따른다.The output voltage V out of the integrator 220 and the amplification voltage V bdge of the amplifier of the feedback unit 240 are given by the following equations.

(식 1)(Equation 1)

Figure 112013040403313-pat00001
Figure 112013040403313-pat00001

전원 입력이 V+ 일 때, 가변저항 Rof1과 Rof2 사이의 전압은 다음과 같다.When the power input is V + , the voltage between the variable resistors Rof 1 and Rof 2 is:

(식 2)(Equation 2)

Figure 112013040403313-pat00002
Figure 112013040403313-pat00002

위상 1에서 P1 스위치와 P1d 스위치가 턴-온되고, P2 스위치와 P2d 스위치가 턴-오프되고, 위상 2에서는 P2 스위치와 P2d 스위치가 턴-온되고, P1 스위치와 P1d 스위치가 턴-오프된다. At phase 1, the P1 and P1d switches are turned on, the P2 and P2d switches are turned off, and in phase 2, the P2 and P2d switches are turned on and the P1 and P1d switches are turned off.

비록, P1d 스위치와 P2d가 위상 1 또는 위상 2에서 각각 턴-온되지만, 두 스위치의 온 상태는 P1 스위치 또는 P2 스위치의 온 시간에 대해 특정 시간 간격을 가지고 지연된다.Although the P1d switch and P2d are each turned on in phase 1 or phase 2, the on state of both switches is delayed with a specific time interval to the on time of the P1 switch or P2 switch.

P2 스위치와 P2d 스위치가 온되는 위상 2 동안, 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp는 P2 스위치를 통해 증폭기에 의해 증폭된 Vbdge 전압으로 충전되고, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr은 또 다른 P2 스위치를 통해 그라운드로 방전된다.During Phase 2 where the P2 switch and the P2d switch are turned on, the capacitance Cp formed by the main electrode is charged to the V bdge voltage amplified by the amplifier through the P2 switch, and the capacitance Cr formed by the reference electrode is connected to another P2 switch To the ground.

주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr간에서 분기되는 공통 단자 Ccom은 P2d 스위치를 통해 그라운드로 방전된다. 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp에는 전하가 Vbdge×Cp 만큼 충전된다. 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr은 그라운드 포텐셜에서 충전되지 않는다. 이 즉시 공통 단자 Ccom에 음전하들이 -Vbdge×Cp 만큼 축적된다.The common terminal Ccom branching between the capacitance Cp formed by the main electrode and the capacitance Cr formed by the reference electrode is discharged to the ground through the switch P2d. The capacitance Cp formed by the main electrode is charged by V bdge x Cp. The capacitance Cr formed by the reference electrode is not charged at the ground potential. The negative charges are immediately accumulated at the common terminal Ccom by -V bdge x Cp.

그 다음, P2d 스위치 오프후 P2 스위치가 오프된다. 위상 2와 위상 1 사이의 기간 동안 공통 단자 Ccom에서 전하 이동이 발생하지 않는다.Then, the P2 switch is turned off after the P2d switch is turned off. No charge transfer occurs at the common terminal Ccom during a period between phase 2 and phase 1.

그 다음, 위상 1의 시작시에 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp(위상 2에서 Vbdge 전압으로 충전된)가 P1 스위치를 통해 그라운드로 방전되고, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr이 또 다른 P1 스위치를 통해 전원 입력부(230)의 버퍼 출력 전압인 VL 전압으로 충전된다.Then, at the start of phase 1, the capacitance Cp (charged with the V bdge voltage at phase 2) formed by the main electrode is discharged to ground through the P1 switch, and the capacitance Cr formed by the reference electrode reaches P1 And is charged to the voltage V L which is the buffer output voltage of the power input unit 230 through the switch.

위상 1에서 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr간에서 분기되는 공통 단자 Ccom은 적분기(220)의 반전 입력단자와 P1d 스위치를 통해 연결되고, 적분기(220)의 비반전 입력단자는 그라운드에 연결된다.The common terminal Ccom, which is branched at the phase 1 between the capacitance Cp formed by the main electrode and the capacitance Cr formed by the reference electrode, is connected to the inverting input terminal of the integrator 220 through the switch P1d, The inverting input terminal is connected to ground.

위상 1 동안 전하는 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr에 VL×Cr 만큼 축적된다. 이 즉시 음전하가 공통 단자 Ccom에 -VL×Cr만큼 축적된다. -Vbdge×Cp = -VL×Cr이 되면, 공통 단자 Ccom의 음전하는 두 위상간에 같아져서 적분기(220)로의 전하 공급/회수가 없다. 이에 따라, 적분기(220)의 출력 전압 Vout은 두 위상 동작 동안 일정해진다. 이 조건에서 회로가 평형을 이루는 것으로 간주된다.The charge during phase 1 is accumulated by V L x Cr in the capacitance Cr formed by the reference electrode. This immediate negative charge accumulates at the common terminal Ccom by -V L x Cr. -V bdge x Cp = -V L Cr, the negative charge of the common terminal Ccom is equal between the two phases and there is no charge supply / recovery to the integrator 220. Thus, the output voltage V out of the integrator 220 is constant during two phase operations. In this condition, the circuit is considered to be in equilibrium.

피드백부(240)의 증폭기에 의해 증폭되어 출력되는 전압 Vbdge는 위상 1 동안 Cp에 충전되는 전하와 위상 2 동안 Cr에 충전되는 전하를 수식화함에 의해 구해질 수 있다.The voltage V bdge amplified and outputted by the amplifier of the feedback unit 240 can be obtained by modifying the charge charged in Cp during phase 1 and the charge charged in Cr during phase 2.

(식 3)(Equation 3)

Figure 112013040403313-pat00003
Figure 112013040403313-pat00003

이를 이항하면,However,

(식 4)(Equation 4)

Figure 112013040403313-pat00004
Figure 112013040403313-pat00004

가 되고, VL × Cr / Cp는 용량성 압력센서에 인가되는 압력에 기인하는 용량의 변화를 나타낸다.And V L x Cr / C p represents the change in capacitance due to the pressure applied to the capacitive pressure sensor.

그러나, 적분기(220) 출력단자에서의 의도하지 않은 리플(ripple), 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 쌍의 비선형 특성 및 싱글 엔드 파워(single end power) 공급 동작에서 사용하기 어려운 등의 단점이 있다. However, unintended ripple at the output terminal of the integrator 220, capacitance Cp formed by the main electrode and nonlinear characteristics of the capacitance Cr pair formed by the reference electrode and single end power supply operation And it is difficult to use it in the above-mentioned case.

제어 루프에서 적분기(220)는 단지 에러 적분기로서만 동작하지 않고, 출력 증폭기로도 동작한다. 이로 인해 적분기(220)는 그라운드 포텐셜(ground potential)에서 공통 단자 Ccom을 통한 입력이 가능해진다. 불평형 상태에서 Cr×VL은 Cp×Vbdge와 같지않다. 에러 전하는 연속되는 주기를 통해 평형에 도달할 때까지 적분기(220)에 의해 적분된다.In the control loop, the integrator 220 does not only operate as an error integrator, but also as an output amplifier. This allows the integrator 220 to be input at the ground potential through the common terminal Ccom. In the unbalanced state, Cr × V L is not equal to Cp × V bdge . The error charge is integrated by the integrator 220 until it reaches equilibrium through successive periods.

용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr이 압력 측정을 위해 용량-전압 변환부(200)에 연결될 때, 압력 대비 Cr/Cp 값은 비선형이다. 즉, 증가하는 압력 대비 감소하는 Cr/Cp 비율은 일정하지 않다. When the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode are connected to the capacitance-to-voltage converter 200 for pressure measurement, the Cr / Cp value relative to the pressure is nonlinear. That is, the decreasing Cr / Cp ratio relative to increasing pressure is not constant.

또한, 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 정전용량 변화를 출력전압으로 변환하는 용량-전압 변환부(200)는 온도에 민감하므로, 온도에 따라 출력전압이 변하게 된다.Also, since the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance-voltage conversion unit 200 for converting the capacitance change of the capacitance Cr formed by the reference electrode into the output voltage are sensitive to temperature, The output voltage varies.

따라서, 선형성 조정과 온도에 따른 출력전압 변화에 대한 보정이 없다면 압력 대비 출력 전압이 대부분의 경우 다양한 압력 센서 생산을 위해 허용된 공차(tolerance)를 만족시킬 수 없다.Thus, in the absence of linearity adjustment and correction for temperature-dependent output voltage changes, the output voltage versus the pressure can not, in most cases, meet the tolerances allowed for the production of various pressure sensors.

본 발명은 제1보상 소자(300)의 온도에 따른 출력전압 변화 보상 또는 출력전압 비선형성 보상을 위한 전기적 특성값을 보상 제어부(400)를 통해 선택적으로 조정 제어함으로써 용량성 압력센서의 출력사양을 조정한다.The present invention is characterized in that the output characteristic of the capacitive pressure sensor is controlled by selectively controlling the electrical characteristic value for the output voltage variation compensation or the output voltage nonlinearity compensation according to the temperature of the first compensator 300 through the compensation controller 400 Adjust.

제1보상 소자(300)인 저항 RLin1, RLin2, 피드백 저항 RLinF, 피드백부(240)의 증폭기에 의해 증폭되어 출력되는 전압 Vbdeg 및 전원 입력 V+의 항목으로 전원 입력부(230)의 버퍼 출력 전압 VL의 식을 도출할 수 있다.The voltage V bdeg amplified by the amplifier of the feedback unit 240 and the power source input V + are inputted to the first input terminal of the power source input unit 230 as the first resistors R Lin1 and R Lin2 , the feedback resistor R LinF , The equation of the buffer output voltage V L can be derived.

고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2간의 분기점에서 전류의 보존은 다음 관계를 따른다. 피드백부(240)의 증폭기로부터 전원 입력부(230)의 버퍼까지 그리고 전원 입력 V+로부터 전원 입력부(230)의 버퍼까지 흐르는 전류의 양은 고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2간의 분기점으로부터 그라운드까지 흐르는 전류와 같을 것이다.Preservation of the current at the junction between the fixed resistor R Lin1 and the variable resistor R Lin2 follows the following relationship. The amount of current flowing from the amplifier of the feedback unit 240 to the buffer of the power input unit 230 and from the power supply input V + to the buffer of the power supply input unit 230 is the current flowing from the branch point between the fixed resistor R Lin1 and the variable resistor R Lin2 .

(식 5)(Equation 5)

Figure 112013040403313-pat00005
,
Figure 112013040403313-pat00005
,

(식 6)(Equation 6)

Figure 112013040403313-pat00006
Figure 112013040403313-pat00006

이 식을 이항하면,If we transpose this equation,

(식 7)(Equation 7)

Figure 112013040403313-pat00007
Figure 112013040403313-pat00007

가 되고, 이 식에 위에서 구해진 식을 대입하면,, And by substituting the above equation into this equation,

(식 8)(Expression 8)

Figure 112013040403313-pat00008
Figure 112013040403313-pat00008

가 된다. 위 식에서 1/RLin2 항목이 용량-전압 변환부(200)의 온도에 따른 출력전압 변화 및 Cr/Cp에 의한 비선형성을 선택적으로 조정한다. 즉, 제1보상 소자(300)에 포함되는 가변저항 RLin2의 전기적 특성값인 저항값을 보상 제어부(400)를 통해 제어함으로써 용량-전압 변환부(200)의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부(200)의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성(non-linearity)이 선택적으로 보상된다.. In the above equation, 1 / R Lin2 selectively adjusts the output voltage according to the temperature of the capacity-voltage converter 200 and the nonlinearity due to Cr / Cp. That is, by controlling the resistance value, which is the electrical characteristic value of the variable resistor R Lin2 included in the first compensator 300, through the compensation controller 400, the output voltage change according to the temperature of the capacitance- The output voltage non-linearity caused by the capacitance Cp and the capacitance Cr of the capacity-voltage converter 200 is selectively compensated.

다음, 리플(ripple) 감소 동작을 알아본다. 도 5 에 도시한 바와 같이 두 위상의 스위치 제어 파형이 있다. P1 스위치와 P2 스위치의 스위칭 동작은 중첩되지 않고, P1d 스위치는 P1 스위치 온 구간에 딜레이되어 턴-온되고, P2d 스위치는 P2 스위치 온 구간에 딜레이되어 턴-온된다. 위상 2의 P2 스위치 온 구간의 시작에서 전류는 피드백부(240)의 증폭기로부터 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp로 충전되고, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr로부터 그라운드로 방전된다. P2d 스위치 온 상태는 전류 과도 상태(불평형 상태)가 안정 상태(평형 상태)에 도달할 때까지 지연된다.Next, a ripple reduction operation is examined. As shown in Fig. 5, there are switch control waveforms of two phases. The switching operation of the P1 switch and the P2 switch is not overlapped, and the P1d switch is delayed and turned on in the P1 switch on interval, and the P2d switch is delayed and turned on in the P2 switch on interval. At the start of the P2 switch ON period of phase 2, the current is charged from the amplifier of the feedback section 240 to the capacitance Cp formed by the main electrode, and discharged from the capacitance Cr formed by the reference electrode to ground. The P2d switch-on state is delayed until the current transient state (unbalanced state) reaches the steady state (equilibrium state).

P2d 스위치 및 P2 스위치가 턴 오프되어 중첩되지 않은 구간이 경과한 다음, 위상 1에서 P1 스위치가 턴-온된다. P1 스위치 온 구간의 시작에서 전류는 전원 입력부(230)인 버퍼로부터 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr로 충전되고, 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp로부터 그라운드로 방전된다. P1d 스위치 온 상태는 전류 과도 상태(불평형 상태)가 안정 상태(평형 상태)에 도달할 때까지 지연된다.The P1 switch is turned on at phase 1 after the P2d switch and P2 switch are turned off and the non-overlapping section has elapsed. At the start of the P1 switch-on period, the current is charged from the buffer, which is the power input part 230, by the capacitance Cr formed by the reference electrode, and discharged from the capacitance Cp formed by the main electrode to the ground. The P1d switch-on state is delayed until the current transient state (unbalanced state) reaches the steady state (equilibrium state).

P1d 스위치가 턴-온될 때, 불평형(에러) 전하가 적분기(220)로 공급/회수된다. 이러한 불평형 조건은 에러가 0에 도달할 때까지 계속된다. 평형 상태에 이르면, P2d 스위치 또는 P1d 스위치가 턴-온될 때 전류가 흐르지 않을 것이다.When the P1d switch is turned on, the unbalanced (error) charge is supplied / recovered to the integrator 220. This unbalance condition continues until the error reaches zero. When reaching equilibrium, no current will flow when the P2d switch or P1d switch is turned on.

P1d 스위치 및 P2d 스위치가 각각 안정 상태에 도달할 때까지 턴-온이 지연됨에 따라, 적분기(220)로 주입되는 에러 또는 리플이 방지 또는 회피된다. 이러한 P1d 스위치 및 P2d 스위치의 턴-온 지연이 없다면, 측정의 정확도가 없을 뿐만 아니라, 출력 전압 Vout과 리플이 더 커질 것이다.As the turn-on is delayed until the P1d switch and the P2d switch respectively reach a steady state, errors or ripples injected into the integrator 220 are prevented or avoided. Without these P1d and P2d switch turn-on delays, not only will the measurement not be accurate, but the output voltage V out and ripple will be larger.

적분기(220)는 용량성 압력센서에서 용량 변화를 검출하기 위해 가상 그라운드를 사용하는 장점이 있다. 적분기(220)로부터 공급/회수되는 전하는 가상 그라운드 단자인 공통 단자 Ccom에 의해서만 공급/회수되고, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 또는 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp 어느 하나로 분기되는 표유 캐패시턴스(stray capacitance)는 적분기(220)의 출력에 영향을 주지 않는다.The integrator 220 has the advantage of using a virtual ground to detect a capacitance change in the capacitive pressure sensor. The electric charge supplied / recovered from the integrator 220 is supplied / recovered only by the common terminal Ccom which is a virtual ground terminal, and is divided into a capacitance Cr formed by the reference electrode or a capacitance Cp formed by the main electrode. Does not affect the output of the integrator 220.

적분기(220)의 가상 그라운드 단자인 공통 단자 Ccom 동작은 정확히 그라운드 포텐셜에서 이루어진다. 적분기(220)의 +입력은 그라운드에 연결되어, 두 입력 사이에 발생하는 바이어스 전류 또는 누설전류를 안정화한다.The operation of the common terminal Ccom which is the virtual ground terminal of the integrator 220 is exactly performed at the ground potential. The + input of the integrator 220 is connected to ground to stabilize the bias current or leakage current occurring between the two inputs.

한편, 식 1 및 식 2에 의하면, 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 Vout은 가변저항 Rof1과 Rof2과 관련됨을 알 수 있고, 따라서, 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)은 가변저항 Rof1과 Rof2의 저항값에 따라 조정될 수 있다.According to Equations 1 and 2, it can be seen that the output voltage V out of the capacity-voltage converter 200 is related to the variable resistors Rof 1 and Rof 2, and therefore the output of the capacity-voltage converter 200 The voltage offset can be adjusted according to the resistance values of the variable resistors Rof 1 and Rof 2 .

즉, 제2보상 소자(600)에 포함되는 가변저항 Rof1과 Rof2의 전기적 특성값인 저항값을 메인 제어부(500)를 통해 제어함으로써 용량-전압 변환부(200)의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정할 수 있다.That is, by controlling the resistance values, which are the electrical characteristic values of the variable resistors Rof 1 and Rof 2 included in the second compensator 600, through the main control unit 500, the output voltage offset of the capacitance- ) Can be adjusted.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 용량성 압력센서 출하시 용량성 압력센서의 온도에 따른 출력전압 변화 및 비선형성, 출력 오프셋을 간편하게 조정할 수 있어, 고객들이 요구하는 다양한 출력사양을 만족시킬 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.As described above, the present invention can easily adjust the output voltage change, nonlinearity, and output offset according to the temperature of the capacitive pressure sensor when the capacitive pressure sensor is shipped, and satisfy various output specifications required by customers , The object of the present invention can be achieved.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

본 발명은 압력 측정 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.The present invention is industrially applicable in the field of pressure measurement technology and its application technology.

100 : 용량성 압력센서 110 : 유전체 기판
120 : 전극패턴 121 : 주전극
122 : 기준전극 200 : 용량-전압 변환부
210 : 스위치부 220 : 적분기
230 : 전원 입력부 240 : 피드백부
300 : 제1보상 소자 400 : 보상 제어부
410 : BGR 420 : 먹스
430 : AD컨버터 440 : 특성값 설정부
500 : 메인 제어부 600 : 제2보상 소자
100: capacitive pressure sensor 110: dielectric substrate
120: electrode pattern 121: main electrode
122: reference electrode 200: capacitance-voltage conversion unit
210: switch unit 220: integrator
230: Power input unit 240: Feedback unit
300: first compensation element 400: compensation control part
410: BGR 420: Mux
430: AD converter 440: characteristic value setting section
500: main controller 600: second compensation element

Claims (10)

용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 정전용량 변화를 출력전압으로 변환하여 출력하는 용량-전압 변환부와;
상기 용량-전압 변환부의 온도에 따른 출력전압 변화 또는 상기 용량-전압 변환부의 캐패시턴스 Cp와 캐패시턴스 Cr에 의해 기인하는 출력전압 비선형성을 선택적으로 보상하는 제1보상 소자와;
상기 제1보상 소자의 온도에 따른 출력전압 변화 보상 또는 출력전압 비선형성 보상을 위한 전기적 특성값을 선택적으로 조정 제어하는 보상 제어부를;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
A capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor, a capacitance-voltage converter for converting the capacitance change of the capacitance Cr formed by the reference electrode into an output voltage, and outputting the output voltage;
A first compensator for selectively compensating for an output voltage change according to a temperature of the capacitance-voltage converter or an output voltage non-linearity caused by a capacitance Cp and a capacitance Cr of the capacitance-voltage converter;
And a compensation controller for selectively adjusting an electrical characteristic value for compensation of an output voltage variation or an output voltage nonlinearity compensation according to a temperature of the first compensation element;
And an output-specification adjusting device for adjusting the output-specification of the capacitive pressure sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 제1보상 소자가:
전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 용량-전압 변환부로 전압을 인가하는 고정저항 RLin1과 가변저항 RLin2를;
포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first compensating element comprises:
A fixed resistor R Lin1 and a variable resistor R Lin2 which are connected in series between the power input and the ground and branch from the series connection connection point and apply a voltage to the capacity-voltage converter;
And an output-specification adjusting device for the capacitive pressure sensor.
제 2 항에 있어서,
상기 보상 제어부가:
BGR(BandGap Reference)과;
인가되는 신호 레벨에 따라 상기 BGR 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 선택적으로 출력하는 먹스(MUX)와;
상기 먹스에 의해 선택적으로 출력되는 BGR 출력전압 또는 상기 용량-전압 변환부로부터 출력되어 피드백되는 출력전압을 아날로그-디지털 변환하여 온도코드 또는 압력코드를 생성하는 AD컨버터와;
상기 AD컨버터에 의해 생성되는 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하고, 선택된 저항값으로 상기 가변저항 RLin2의 저항값을 설정하는 특성값 설정부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the compensation control unit comprises:
BGR (BandGap Reference);
A MUX for selectively outputting the BGR output voltage or the output voltage fed back from the capacity-voltage converter according to an applied signal level;
An A / D converter for analog-to-digital converting a BGR output voltage selectively output by the mux or an output voltage fed back from the capacitance-to-voltage converter to generate a temperature code or a pressure code;
A characteristic value setting unit that selects a resistance value corresponding to a temperature code or a pressure code generated by the AD converter as an electrical characteristic value and sets a resistance value of the variable resistor R Lin2 to a selected resistance value;
And an output-specification adjusting device for the capacitive pressure sensor.
제 3 항에 있어서,
상기 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가:
상기 먹스에 로우(Low) 또는 하이(High) 레벨 신호를 인가하는 메인 제어부를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
The method of claim 3,
Wherein the output specification adjusting device of the capacitive pressure sensor comprises:
A main control unit for applying a low or high level signal to the mux;
Further comprising: an output-specification adjusting device for a capacitive pressure sensor.
제 4 항에 있어서,
상기 용량-전압 변환부가:
용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr의 충전 및 방전 동작을 제어하는 스위치부와;
캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에서 방전되는 전류를 입력받아 이를 출력 전압으로 출력하되, 에러가 0에 접근할 때까지 제어루프에서 에러 보정 신호를 적분하는 적분기와;
캐패시턴스 Cp와, 캐패시턴스 Cr에 일정한 전원을 공급하는 전원 입력부와;
적분기에 의해 출력되는 출력 전압을 증폭하여 용량성 압력센서의 주전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cp와, 기준전극에 의해 형성되는 캐패시턴스 Cr 및 전원 입력부로 피드백시키는 증폭기를 포함하는 피드백부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the capacitance-voltage converter comprises:
A capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor, a switch unit for controlling charging and discharging operations of the capacitance Cr formed by the reference electrode,
An integrator for receiving the capacitance Cp and the current discharged from the capacitance Cr and outputting it as an output voltage, and integrating the error correction signal in the control loop until the error approaches zero;
A capacitance Cp, a power input unit for supplying a constant power to the capacitance Cr;
A feedback unit including an amplifier for amplifying the output voltage outputted by the integrator and feeding back the capacitance Cp formed by the main electrode of the capacitive pressure sensor and the capacitance Cr formed by the reference electrode and the power input unit;
And an output-specification adjusting device for the capacitive pressure sensor.
제 5 항에 있어서,
상기 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치가:
상기 용량-전압 변환부의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하는 제2보상 소자를;
더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the output specification adjusting device of the capacitive pressure sensor comprises:
A second compensator for adjusting an output voltage offset of the capacitance-voltage converter;
Further comprising: an output-specification adjusting device for a capacitive pressure sensor.
제 6 항에 있어서,
상기 제2보상 소자가:
전원 입력과 그라운드 사이에서 서로 직렬 연결되고, 직렬 연결 접속점에서 분기되어 상기 피드백부의 증폭기의 비반전 입력단자에 전압을 인가하여 상기 용량-전압 변환부의 출력전압 오프셋(Offset)을 조정하는 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2를;
포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
The method according to claim 6,
Wherein the second compensating element comprises:
A variable resistor R connected in series between the power input and the ground and branched at a series connection connection point to apply a voltage to a non-inverting input terminal of the amplifier of the feedback section to adjust an output voltage offset of the capacitance- of1 and variable resistance R of2 ;
And an output-specification adjusting device for the capacitive pressure sensor.
제 7 항에 있어서,
상기 메인 제어부가:
상기 제1보상 소자 및 상기 제2보상 소자의 전기적 특성값 설정시 참조되는 정보를 기록한 제어 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the main control unit comprises:
And a control register for recording information to be referred to when setting the electrical characteristic values of the first compensating element and the second compensating element.
제 8 항에 있어서,
상기 특성값 설정부가:
제어 레지스터의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 온도코드 또는 압력코드에 대응하는 저항값을 전기적 특성값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the characteristic value setting unit:
And a resistance value corresponding to a temperature code or a pressure code is selected as an electrical characteristic value by searching the value written in the control bit of the control register.
제 8 항에 있어서,
상기 메인 제어부가:
제어 레지스터의 제어 비트에 기록된 값을 검색해 상기 두 가변저항 Rof1과 가변저항 Rof2의 저항값을 전기적 특성값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 용량성 압력센서의 출력사양 조정장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the main control unit comprises:
Output specification adjusting device of a capacitive pressure sensor, characterized in that for selecting the resistance value of both the search for the values recorded in the control bit variable resistor R and a variable resistor R of1 of2 of the control register to the electric characteristic value.
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