KR101867783B1 - 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법 - Google Patents

연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 기판에 도전체인 복수 개의 세그먼트가 배열되고, 상기 각각의 세그먼트의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체가 각각의 세그먼트에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 관한 것으로서, 상기 세그먼트와 동일 개수의 바늘을 프로브 카드에 형성하여, 상기 프로브 카드의 바늘과 세라믹 기판에 형성된 세그먼트는 일대일 대응하여 직접 접촉되도록 결합시킴으로써 각각의 세그먼트에 형성된 저항체의 저항값을 정확하게 측정하는 것이 특징인 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍방법은 고가재료인 Pd와 Ag로 성형되는 컨택포인트가 없어 제작원가가 절감되며, 또한 개별 세그먼트 모두에 직접 저항값을 측정하여 정확한 저항값을 확인할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법{Triming method of resisitance sensor for detecting fuel quantity of fuel tank}
본 발명은 세라믹 기판에 도전체인 복수 개의 세그먼트가 배열되고, 상기 각각의 세그먼트의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체가 각각의 세그먼트에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연료탱크는 연료량 검출용 저항센서가 설치되며, 상기 저항센서는 측정정밀성을 위해 여러개 설치되되, 각각 저항을 달리하여야 한다.
상기 저항센서에 대해 종래기술로서 개발되어 왔고, 일례로서, 등록특허공보 제0391415호에 차량의 일측에 설치되고, 그 내부에 연료가 저장된 연료탱크와; 상기 연료탱크 내의 일측에 수직하게 설치된 수직 가이드바와; 상기 연료탱크 내의 타측에 곡선 형상을 하며 설치된 곡선 가이드바와; 상기 수직 및 곡선 가이드바에 승강 가능하게 설치된 플로트와; 상기 수직 및 곡선 가이드바와 상기 플로트에 설치되어 상기 플로트의 승강에 따라 연료의 수위를 센싱토록 하는 포지션 센서와; 상기 차량에 설치되고, 상기 수직 및 곡선 가이드바의 일측과 각각 연결되어 상기 플로트의 위치에 따라 상기 연료의 잔량이 측정되도록 제어되는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 연료의 잔량이 수치로서 디스플레이 되도록 하는 연료량 표시기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 연료 측정장치가 등록공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 제0151329호에 뜨개의 상하운동에 의해 이동되는 이동 아암의 위치에 따라 전압을 가변하는 세라믹 가변저항기와, 상기 세라믹 가변저항기에서 출력되는 전압을 반전 및 비반전 증폭시켜 출력시키는 반전 및 비반전 증폭기를 포함하는 증폭수단과, 상기 증폭수단 내의 반전 및 비반전 증폭기에서 각각 출력되는 전압에 의해 자속을 변환시켜 지침을 이동시키는 제1 및 제2 코일을 포함하는 연료 지시수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 연료 측정 장치가 등록공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제0391415호에 연료탱크 내 플로우트의 부침정도에 따라 피봇을 중심으로 회전되는 접점부와, 이 접점부의 회전정도에 따라 출력저항값이 변화되는 가변저항부를 포함하는 차량용 연료량 측정장치에 있어서, 상기 가변저항부가, 원주방향으로 체적증가율이 일정한 부채꼴 모양의 저항체와, 이 저항체의 안쪽에 등간격으로 배열 형성되어 상기 저항체와 전기적으로 연결되어진 다수개의 전도성 영역과, 상기 각 전도성 영역의 끝단에서 안쪽으로 이격 설치된 호(弧)형의 전도체 접지트랙을 포함하여 이루어지고; 상기 접점부의 선단에는 접점부의 회전위치에 따라 선택된 하나의 전도성 영역과 상기 전도체 접지트랙이 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 전도성 영역과 전도체 접지트랙의 표면 위를 접촉하며 접점부와 함께 회전되는 전도성 접촉체가 부착 설치되며, 상기 저항체의 일측단에 설치된 전도성 영역의 끝단과 상기 전도체 접지트랙의 일측단에 시그널 라인과 접지 라인이 각각 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 연료량 측정장치가 등록공개되어 있다.
그러나 종래의 저항센서는 트리밍을 통해 저항조정공정 후 저항을 재측정하는 불편이 있었고, 저항센서의 내마모성을 갖추기 위해서는 고가재료인 Pd와 Ag로 성형되는 컨택포인트가 저항센서에 형성되기 때문에 제작원가가 상승되며, 또한 개별 세그먼트에 직접 저항값을 측정하지 않고 복수의 세그먼트를 하나의 단위로 측정하여 측정된 세그먼트 사이에 위치한 다른 세그먼트의 저항값은 계산에 의해 유추하기 때문에 저항값이 정확하지 못하다는 단점과 또한 각각의 세그먼트 사이 저항값을 측정하기 위해 별도의 측정을 해서 각 세그먼트 저항값이 정확한지를 판단해야하는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고가재료인 Pd와 Ag로 성형되는 별도의 측정단자를 위한 컨택포인트를 없앰으로서 제작원가가 현저히 절감되며, 또한 각각의 개별 세그먼트 모두에 직접 저항값을 측정하여 정확한 저항값을 만들 뿐만 아니라 별도의 저항값 확인을 위한 측정 공정이 제거됨으로써 공정비용이 현저히 절감 되는 것과 공정을 간략화할 수 있도록 한 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법을 제공하고자 한다.
본 발명 세라믹 기판에 도전체인 복수 개의 세그먼트가 배열되고, 상기 각각의 세그먼트의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체가 각각의 세그먼트에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 있어서, 상기 세그먼트와 동일 개수의 바늘을 프로브 카드에 형성하여, 상기 프로브 카드의 바늘과 세라믹 기판에 형성된 세그먼트는 일대일 대응하여 직접 접촉되도록 결합시킴으로써 각각의 세그먼트에 형성된 저항체의 저항값을 정확하게 측정하는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍방법은 고가재료인 Pd와 Ag로 성형되는 컨택포인트가 없어 제작원가가 절감되며, 또한 개별 세그먼트 모두에 직접 저항값을 측정하여 정확한 저항값을 확인할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1, 2는 종래의 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서를 나타낸 사진.
도 3은 종래의 프로브 카드를 나타낸 사진.
도 4는 종래의 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서와 프로브 카드의 연결상태를 나타낸 개요도.
도 5는 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서를 나타낸 사진.
도 6은 본 발명 프로브 카드를 나타낸 사진.
도 7은 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서와 프로브 카드의 연결상태를 나타낸 사진.
본 발명 세라믹 기판(110)에 도전체인 복수 개의 세그먼트(130)가 배열되고, 상기 각각의 세그먼트(130)의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체(120)가 각각의 세그먼트(130)에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 있어서, 상기 세그먼트(130)와 동일 개수의 바늘(210)을 프로브 카드(200)에 형성하여, 상기 프로브 카드(200)의 바늘(210)과 세라믹 기판(110)에 형성된 세그먼트(130)는 일대일 대응하여 직접 접촉되도록 결합시킴으로써 각각의 세그먼트(130)에 형성된 저항체(120)의 저항값을 정확하게 측정하는 것이 특징이다.
상기 세그먼트(130)의 수에 대응되도록 연료탱크의 내부는 수직방향으로 가상의 눈금이 나누어지고, 상기 세그먼트(130)에 일대일 대응하고 있는 저항체(120)는 일방향으로 갈수록 저항값이 점진적으로 커지거나 작아지도록 성형되는 것으로, 상기 연료탱크의 내부형상이 불규칙하게 형성됨에 따라 상기 세그먼트(130)에 대응하는 저항체(120)의 길이는 불규칙하게 성형되는 것이 특징이다.
그리고 상기 세라믹 기판(110)의 저항체(120)와 프로브 카드(200)의 바늘(210)을 접촉시킨 후, 저항값을 측정하여 오차가 있는 경우, 레이저로서 저항체(120)에 트리밍을 함으로써 저항값의 오차를 보정하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1, 2는 종래의 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서를 나타낸 사진, 도 3은 종래의 프로브 카드를 나타낸 사진, 도 4는 종래의 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서와 프로브 카드의 연결상태를 나타낸 개요도이다.
특히, 도 1은 저항센서(100)에서 저항체(120)가 세그먼트(130)의 하부 측에 성형되어 있는 사진이며, 도 2는 저항센서(100)에서 저항체(120)가 세그먼트(130)의 상부 측에 성형되어 있는 사진이다.
일반적으로 연료탱크 내의 연료량을 디지털로 확인하기 위해서는 연료탱크 내에 저장된 연료에 부유하는 플로트(뜨게)를 설치하여 상기 플로트가 연료에 의해 부력된 위치를 포지션 센서(저항센서)로 감지하여 연료탱크 내에 저장되어 있는 연료량을 측정하는 것이다.
즉, 저항값이 다른 복수 개의 저항체(120)를 배열하고, 상기 플로트에는 금속 재질의 암이 설치되어 상기 암에 접촉되는 저항체(120)의 저항값에 대응되는 전압값을 수치로 표기하는 것으로, 상기 저항체(120)의 저항값을 읽기 위해서 상기 저항체(120)에는 도전체인 세그먼트(130)가 형성되어 있다.
이때, 상기 포지션 센서는 일반적으로 저항값의 변화를 측정하는 것이기에 본원발명에서는 저항센서(100)라고 표기하였다.
도 1, 2에 도시된 바와 같이 종래의 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서(100)는 세라믹 기판(110)과, 상기 세라믹 기판(110)에 일정간격으로 배열되어 있는 복수 개의 저항체(120)와, 상기 저항체(120)의 저항값을 읽기 위한 복수 개의 세그먼트(130)로 이루어져 있다.
한편, 근접하고 있는 복수 개의 세그먼트(121)를 하나의 군집으로 하여 저항값을 측정할 수 있는 컨택포인트(140)가 형성되어 있고, 프로브 카드(200)에는 컨택포인트(122)의 개수와 동일한 개수의 바늘(210)이 형성되어 있다.
이에, 상기 컨택포인트(140) 사이의 저항값은 유추하여 표기하는 방법을 택하기 때문에 정확한 저항값을 확인할 수 없게 되는 것이다.
한편, 포르브 카드(200)에 바늘(210)은 납땜(230)으로 결합되고, 또한 바늘(210)은 에폭시 수지(220)에 의해 지지되어 있다.
참고로, 프로브 카드(Probe Card)는 만들어지진 세그먼트 (도체) 위에 필요한 소정의 저항체를 도포하게 되는데 이는 연료량을 전압 또는 전류의 형태로 검출하기 위한 방법이다.
즉, 프로브 카드는 반도체의 작동 유무를 검사하는 핵심장비로서 프로브 카드에 복수 개의 바늘(핀)을 심어 도전체에 접촉시킴으로써 전기가 통전되는 것을 확인하게 된다.
하지만, 도포하여 만들어진 저항체(120)는 공정상 정확한 값을 만들기가 어렵다.
도 5는 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서를 나타낸 사진, 도 6은 본 발명 프로브 카드를 나타낸 사진, 도 7은 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서와 프로브 카드의 연결상태를 나타낸 사진이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 세라믹 기판(110)에 도전체인 복수 개의 세그먼트(130)가 일정간격 이격되게 배열되고, 상기 각각의 세그먼트(130)의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체(120)가 각각의 세그먼트(130)에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 저항체(120)의 세그먼트(130)와 동일 개수의 바늘(210)을 프로브 카드(200)에 형성하여, 상기 프로브 카드(200)의 바늘(210)과 세라믹 기판(110)에 형성된 세그먼트(121)가 일대일 대응하여 접촉되도록 결합하는 것이다.
한편, 상기 세그먼트(130)는 복수 개를 원호형상으로 배열하되, 원호각은 60∼65°가 되도록 배열하고, 세그먼트(130)의 개수는 60개가 되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 원호형상으로 배열되어 있는 복수 개의 세그먼트(130)에는 저항값을 이론으로 계산한 저항체(120)가 성형되는 것이다.
상기 저항체(120)는 세그먼트(130)의 상면 또는 하면에 성형할 수 있다.
상기 저항체(120)는 저항값에 따라 길이가 다르게 성형되는 것으로, 상기 세그먼트(130)의 수에 대응되도록 연료탱크의 내부는 수직방향으로 가상의 눈금이 나누어지고, 상기 세그먼트(130)에 일대일 대응하고 있는 저항체(120)는 일방향으로 갈수록 저항값이 점진적으로 커지거나 작아지도록 성형되는 것이다.
이때, 상기 연료탱크는 내부형상이 불규칙하게 형성되기 때문에 상기 세그먼트(130)에 대응하는 저항체(120)의 길이는 불규칙하게 성형되게 된다.
만약, 연료탱크의 바닥면의 면적에 대하여 동일한 면적으로 수직방향으로 형성되어 있다면 저항체(120)는 일방향으로 갈수록 점진적으로 저항값이 커지거나 작아지도록 배열되기 때문에 저항체(120)의 길이도 일방향으로 갈수록 점진적으로 길어지거나 작아져야 하나, 연료탱크의 내부 형상이 불규칙하기 때문에 이에 대응하기 위하여 저항값을 조정하기 위하여 저항체(120)의 길이는 불규칙하게 나열되게 된다.
참고로 상기 저항체(120)의 길이(L)은 다음과 같은 공식에 의해 구해진다.
R=L/W×t ---(식 1)
R=저항, L=길이, W=폭, t=두께
저항체(120)의 두께는 모두 동일하게 형성되기 때문에 무시한다.
연료탱크의 내부체적이 바닥면의 면적과 동일하게 높이를 가지는 형상으로 형성된다면 xy그래프 상에서 x축을 길이(L)로 표기하고, y축을 폭(W)으로 표기한다면 저항(R)은 정비례 직선이 되어야 하지만, 실질적으로 연료탱크의 내부 형상은 단면 면적당 다르게 형성되기 때문에 저항(R)은 전체적으로 상승하는 값을 가지지만 물결처럼 파동치면서 상승하는 그래프로 표기될 수 있다.
따라서, 컴퓨터를 사용하여 연료탱크의 내부형상을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현하고, 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현된 연료탱크의 내부 형상에 따른 값을 상기 (식 1)에 대입하여 각각의 세그먼트(121)에 대응되는 저항체(120)의 길이를 구하게 된다.
상기 컴퓨터 시뮬레이션 방법은 널리 공지된 컴퓨터 프로그램을 사용하는 것이기에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 저항체(120)의 길이가 구해지면 세그먼트(121)와 함께 세라믹 기판(110)에 관용의 수단으로 도포하는 것이다.
한편, 이렇게 도포된 저항체(120)는 상기 세라믹 기판(110)의 세그먼트(121)와 프로브 카드(200)의 바늘(210)을 접촉시킨 후, 저항값을 측정하여 오차가 있는 경우, 레이저로 저항체(120)에 트리밍을 함으로써 저항값의 오차를 보정하도록 한다.
상기 저항체(120)는 Pd가 75%, Ag가 25%로 구성되어 있고, 저항체(120)의 각각 형성되는 세그먼트(130)는 0 ~ 200오옴(Ω)의 구간을 여러 영역으로 분할하여 측정한다.
이에, 본 발명에는 고가재료로 이루어진 컨택포인트(122)를 없앰으로써 재료비가 10 ~ 20% 절감된다.
즉, 간접적 접촉지점인 컨택포인트(140)를 없애고 저항체(120)의 각 세그먼트(130)에 직접 접촉하도록 함으로써 저항 재측정의 공정의 절감효과와 합하여 총 30%정도의 제작원가가 절감되는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍방법은 고가재료인 Pd와 Ag로 성형되는 컨택포인트가 없어 제작원가가 절감되며, 또한 개별 세그먼트 모두에 직접 저항값을 측정하여 정확한 저항값을 확인할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 저항센서
110. 세라믹 기판
120. 저항체
130. 세그먼트
140. 컨택포인트
200. 프로브 카드 210. 바늘 220. 에폭시 수지
230. 납땜

Claims (1)

  1. 세라믹 기판(110)에 도전체인 복수 개의 세그먼트(130)가 배열되고, 상기 각각의 세그먼트(130)의 상면 또는 하면에는 지정된 저항값을 가지는 복수 개의 저항체(120)가 각각의 세그먼트(130)에 대응하고 있도록 이루어진 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법에 있어서,
    상기 세그먼트(130)와 동일 개수의 바늘(210)을 프로브 카드(200)에 형성하여, 상기 프로브 카드(200)의 바늘(210)과 세라믹 기판(110)에 형성된 세그먼트(130)는 일대일 대응하여 직접 접촉되도록 결합시킴으로써 각각의 세그먼트(130)에 형성된 저항체(120)의 저항값을 정확하게 측정하는 것으로,
    상기 복수 개의 세그먼트(130)에 대응되도록 연료탱크의 내부는 수직방향으로 가상의 눈금이 나누어지고, 상기 세그먼트(130)에 일대일 대응하고 있는 저항체(120)는 일방향으로 갈수록 저항값이 점진적으로 커지거나 작아지도록 성형되는 것으로, 상기 연료탱크의 내부형상이 불규칙하게 형성됨에 따라 상기 세그먼트(130)에 대응하는 저항체(120)의 길이는 불규칙하게 성형되어,
    상기 세라믹 기판(110)의 저항체(120)와 프로브 카드(200)의 바늘(210)을 접촉시킨 후, 저항값을 측정하여 오차가 있는 경우, 레이저로서 저항체(120)에 트리밍을 함으로써 저항값의 오차를 보정하는 것으로서,
    상기 저항체(120)의 길이는 컴퓨터를 사용하여 연료탱크의 내부형상을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현하고, 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현된 연료탱크의 내부 형상에 따른 값을 (식 1)에 대입하여 각각의 세그먼트(121)에 대응되는 저항체(120)의 길이를 구하게 되며,
    R=L/W×t ---(식 1)
    *R=저항, L=길이, W=폭, t=두께
    상기 세그먼트(130)는 복수 개를 원호형상으로 배열하되, 원호각은 60∼65°가 되도록 배열하고, 세그먼트(130)의 개수는 60개가 되도록 하는 것이 특징인 연료탱크의 연료량 검출용 저항센서의 트리밍 방법.
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KR101416735B1 (ko) * 2013-04-10 2014-07-09 주식회사 코아비스 차량의 연료탱크용 유량검출장치 및 그것을 구비한 연료펌프모듈

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