KR101891414B1

KR101891414B1 - 센서의 외란 및 옵셋을 동시 보정할 수 있는 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101891414B1
Application number: KR1020160177486A
Authority: KR
Inventors: 박원기; 이대성; 김동순
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-08-23
Also published as: US20180180650A1; US10502766B2; KR20180073936A

Abstract

센서의 외란 및 옵셋을 동시 보정할 수 있는 측정 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 측정 장치의 측정 방법은, 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하고 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하며, 제1 센서와 제2 센서에 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하고 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하며, 측정된 전압들을 기초로 최종 측정 값을 산출한다. 이에 의해, 센서의 옵셋과 외란의 영향을 하나의 회로로 동시에 제거할 수 있어, 복잡도 저감, 면적/부피 감소, 및 보정 시간 단축 측면에서 우수한 효과를 보일 수 있다.

Description

센서의 외란 및 옵셋을 동시 보정할 수 있는 측정 방법 및 장치{Measurement Method and Apparatus for Simultaneous Correction of Sensor Disturbance and Offset}

본 발명은 센서 보정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기 센서, 전류 센서 등의 센서에서 외란과 옵셋을 제거할 수 있는 센서 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.

전류의 흐름을 측정하는 전류 센서는, 전류가 흐르는 지점에 저항을 배치하여 전압을 통해 전류 값을 측정하는 직접 측정 방식과 전류의 흐름에 의해 발생한 자계를 통해 전류 값을 측정하는 간접 측정 방식으로 구분된다.

저항에 의한 전력 소모와 전류 흐름의 방해 등의 발생 이유로, 직접 측정 방식 보다는 간접 측정 방식이 선호되고 있다.

하지만, 간접 측정 방식의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 전류에 의한 자계는 물론 외란에 의한 자계도 포함되어 있다.

이에 따라, 외란에 의한 자계를 배제하기 위해, 전류 센서에 자계 차폐막을 설치하는데, 이는 전류 센서 모듈의 부피와 가격 모두를 증가시키는 요인이 되고 있다.

외란 외에 전류 센서의 오차를 발생시키는 요소에는 옵셋(offset)이 있다. 센서의 옵셋은 센서 제작 공정의 불균일성으로 인해 발생하는데, 센서 입력이 없을 때 출력되는 전압 값에 해당하며, 도 2에 그 개념을 나타내었다.

한편, 간접 측정 방식의 전류 센서는 자계의 크기에 따라 저항 값이 변하는 자기 저항(MR, Magneto Resistance) 효과를 이용한다. MR 센서는 자계에 따라 전기 저항이 바뀌는 센서로, AMR, GMR, TMR, EMR, PHR 센서 등이 있다.

도 3에는, MR 센서의 일종인 링(Ring) 형태의 PHR(Planar Hall Resistance) 센서와 전기적 등가 회로를 나타내었다.

링 타입의 PHR 센서는 바이어스 전류와 외부 자계 방향에 따라 저항값 (R1,R2,R3,R4)이 바뀌는 원리를 이용한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 바이어스 전류 I와 외부 자계 B의 방향은 R1과 R3에서 동일하고 R2와 R4에서 동일하다. 따라서, R1,R3의 저항 값이 증가하면 R2,R4의 저항 값이 감소하게 된다.

이와 같이, PHR 센서와 같은 휘트스톤 브리지 타입의 전류 센서는 대각선의 저항들끼리 서로 같은 방향으로 변하게 된다. 휘트스톤 브리지 타입의 센서는 R1×R3 = R2×R4일 경우 출력 전압이 0V가 되어 옵셋이 발생하지 않는다. 즉 마주보는 저항들의 곱이 동일하면 옵셋은 사라진다.

하지만, 실제로 R1×R3 = R2×R4를 만족하도록 PHR 센서를 제작하는 것은 불가능 하여 PHR 센서에는 옵셋이 있기 마련이며, 이에 따라 외부 전류에 의한 자계가 없어도 바이어스 전류 I 인가시 PHR 센서의 출력 노드(2,4)에는 전압이 출력된다.

이와 같이, 외란과 옵셋은 센서의 오차를 발생시키는 요소로 이를 제거하기 위한 여러 기술들이 제시되고 있는데, 대부분 외란과 옵셋 중 하나만을 제거하고 있다.

이에 따라, 외란 보정 회로와 옵셋 보정 회로 2가지를 요구하여, 복잡도가 증가하고, 면적/부피가 크며, 보정 시간이 길다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 센서의 옵셋과 외란의 영향을 쉽고 빠르며 동시에 제거하는 센서 보정 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 측정 장치의 측정 방법은, 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하는 제1 인가단계; 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제1 측정단계; 제1 센서와 제2 센서에 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하는 제2 인가단계; 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정단계; 및 제1 측정단계에서 측정된 전압들과 제2 측정단계에서 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 단계;를 포함한다.

그리고, 최종 측정 값은, 제1 센서와 제2 센서에 대한 외란의 영향과 옵셋이 제거된 측정 값일 수 있다.

또한, 최종 측정 값은, (V1-V2-V3+V4)/4이고, V1은, 제1 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압, V2는, 제1 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압, V3은, 제2 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압, V4는, 제2 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압일 수 있다.

그리고, 제1 인가단계, 제1 측정단계, 제2 인가단계 및 제2 측정단계는, 제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가, 전류 패스에 흐르는 상태에서 수행될 수 있다.

또한, 최종 측정 값은, 자계 크기 또는 전류 크기일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 측정 장치는, 휘트스톤 브리지 타입 제1 센서; 제1 센서와 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입 제2 센서; 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하는 전류 생성기; 제1 센서의 전압을 측정하는 제1 측정기; 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정기; 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들 및 제1 센서와 제2 센서에 반대 방향의 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 산출기;를 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 측정 장치의 측정 방법은, 제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서, 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제1 측정단계; 전류 패스에 전류가 제1 측정단계에서 흘렀던 방향과 반대 방향으로 흐르는 상태에서, 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정단계; 및 제1 측정단계에서 측정된 전압들과 제2 측정단계에서 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 단계;를 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 측정 장치는, 휘트스톤 브리지 타입 제1 센서; 제1 센서와 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입 제2 센서; 제1 센서의 전압을 측정하는 제1 측정기; 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정기; 제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들 및 전류 패스에 전류가 반대 방향으로 흐르는 상태에서 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 산출기;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 센서의 옵셋과 외란의 영향을 하나의 회로로 동시에 제거할 수 있어, 복잡도 저감, 면적/부피 감소, 및 보정 시간 단축 측면에서 우수한 효과를 보일 수 있다.

도 1은 간접 측정 방식의 전류 센서에서의 외란에 대한 설명에 제공되는 도면,
도 2는 센서의 옵셋에 대한 설명에 제공되는 도면,
도 3은 링 형태의 휘트스톤 브리지 타입의 PHR 센서의 외관 및 등가 회로를 나타낸 도면,
도 4는 링 타입의 PHR 센서의 동작 원리를 나타낸 도면,
도 5는 외란 제거를 위한 차동 구조의 전류 센서,
도 6은, 실제작된 차동 구조의 전류 센서를 촬영한 사진,
도 7은 옵셋이 없는 경우 차동 구조의 전류 센서의 출력,
도 8은 옵셋이 있는 경우 차동 구조의 전류 센서의 출력,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 블럭도, 그리고,
도 10은, 도 9에 도시된 전류 측정 장치가 보정 값을 산출하고, 이를 이용하여 전류 값을 보정하는 과정의 설명에 제공되는 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

자기 센서와 전류 센서로 사용 가능한 MR(Magneto Resistance) 센서는 바이어스 전류와 인가된 자계 방향의 상관성에 따라 저항 성분이 변화하며, 이 저항 성분들의 변화를 출력 전압으로 변환하기 위해 저항 4개를 사용하는 휘트스톤 브리지 형태의 센서로 구성할 수 있다.

MR 센서의 일종인 PHR(Planar Hall Resistance) 센서는 홀 효과를 이용한 박막 형태의 자기 센서이고, PHR 전류 센서는 센서 상/하단부 및 외부에 전류 패스를 배치시켜 전류가 흐를 때 발생되는 자계의 크기를 측정하여 전류 값을 간접적으로 측정한다. 전류 패스에서 발생하는 자계 이외의 자계는 모두 PHR 전류 센서의 외란이 된다.

도 5에는 차동 구조의 전류 센서를 나타내었다. 전류 센서를 2개 사용하는 차동 방식은 전류 흐름을 "∩"자 형태로 만들어 각각의 센서에 유입되는 자계 성분을 반대 방향으로 하여, 센서 출력 전압이 서로 반대 전압으로 출력 되도록 한다.

이 구조에서 외란이 유입되면 근거리의 두 센서들이 동일한 영향을 받아 출력에 동일한 전압 변화를 유발 하므로, 두 센서 출력을 감산하여 외란을 제거할 수 있다. 도 6은 외란 제거를 위한 차동 구조의 전류 센서를 촬영한 사진이다.

이와 같은 차동 구조/방식의 전류 센서는, 각 센서 간의 옵셋이 존재하지 않는다는 가정 하에서만 유효하다. 차동 구조/방식에 사용되는 두 센서 간의 옵셋 차이가 있을 수 있으며, 때로는 매우 클 수 있는데, 이 경우를 위해 옵셋 보정이 필요하다.

도 5와 도 6에서, 좌측에 위치한 전류 센서를 센서_1로, 우측에 위치한 전류 센서를 센서_2로, 지칭한다. "∩"자 형태의 전류 패스에 전류 유입시 앙페르 법칙에 의해 전류 흐름 주위에 반시계 방향의 자기장이 유도된다. 이 유도된 자기장이 센서_1,2의 입력이 되어 바이어스 전류와의 관계에 따라 저항 값을 변화시킨다. 이 변화된 저항 값은 휘트스톤 브리지 형태의 구조를 통해 출력 전압으로 나타난다.

외란을 제거하는 방식은 다음과 같다. 두 센서_1,2가 옵셋이 없이 동일한 경우, 전류 패스에 측정하고자 하는 전류가 흐르는 상태에서, 도 7에 제시된 바와 같이, 두 센서에 바이어스 전류 I1이 인가되면 센서_1은 V1, 센서_2는 V2 전압이 출력되는데, 센서_1,2에 인가된 자기장의 방향이 반대이기 때문에, V1과 V2는 크기는 같고 부호만 반대(V2 = -V1)이다.

센서_1,2가 외란에 의해 "n" 전압만큼 더 출력된다고 가정하면, 센서_1의 출력 값은 V1+n, 센서_2의 출력 값은 V2+n이 된다.

센서_1의 출력 값에서 센서_2의 출력 값을 차감하면 V1+n-V2-n으로 V1-V2 전압이 되는데, V2 = -V1 전압이므로 V1-V2 = 2V1이 되어 이 값을 1/2 하면 원하는 전압인 V1 값을 얻을 수 있다.

하지만, 차동 구조로 연결된 센서_1,2의 옵셋이 서로 다른 경우, 센서_1,2의 출력 전압은 도 8에 도시된 바와 같이 나타날 수 있는데, 이와 같은 상황에서는 옵셋으로 인해 원하는 전압 값인 V1을 얻을 수 없다.

따라서, 센서_1,2의 옵셋을 측정하여 입력 자계에 의한 센서_1,2의 전압 차에 옵셋 값을 보정해야 하는데, 센서_1,2의 옵셋 값을 먼저 측정/저장하고 이를 이용하여 보정하는 것은 매우 번거롭다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는, 차동 구조/방식의 전류 센서에서 외란과 옵셋의 영향을 동시에 제거하는 방안을 제시한다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 차동 구조로 연결된 센서_1,2의 옵셋을 각각 측정하여 제거하는 방식이 아닌, 바이어스 전류의 흐름 변경에 따른 전압 측정만으로 외란과 옵셋을 동시에 제거하는 방법을 제시한다.

바이어스 전류 I1 인가 시 센서_1의 출력 전압 값은 "V1+n"이 되는데, 센서_1의 옵셋 값을 off1이라 한다면, 최종적으로 원하는 출력 값은 외란과 옵셋이 제거된 "V1-off1" 이다.

센서_1,2의 옵셋 값을 각각 off1,off2라고 하고, 위에서 제시한 방식으로 최종 출력 값을 구해보면 {(V1+n)-(V2+n)}/2 = (V1-V2)/2가 되는데, off1 ≠ off2 이므로 V2 ≠-V1 이다.

측정하고자 하는 외부 전류에 의한 자기장 이외에 노이즈 "n" 이 유입될 경우 센서_1,2의 출력 값은 각각 V1+n,V2+n이다. 이 두 출력 값에는 센서_1,2의 옵셋 값인 off1,off2가 각각 포함되어 있다.

센서_1,2의 출력 값으로부터 원하는 최종 출력 값은 다음과 같다.

{(V1+n-off1) - (V2+n-off2)}/2 = {(V1-off1)-(V2-off2)}/2

= {V1-V2-off1+off2)}/2 (1)

한편, 센서_1,2에 바이어스 전류 -I1이 인가되는 경우, 센서_1,2의 출력 값을 각각 V3+n,V4+n이라고 하면, 센서_1의 옵셋 값은 off1 = (V1+V3)/2로, 센서_2의 옵셋 값은 off2 = (V2+V4)/2로 표현 가능하다(도 8 참조).

따라서, 이를 식 (1)에 대입하면 다음과 같다.

{V1-V2-(V1+V3)/2+(V2+V4)/2}/2 = (V1-V2-V3+V4)/4 (2)

따라서, 외란과 옵셋 모두가 동시에 보정된 최종 측정 값은 V1,V2,V3,V4 전압을 가산과 감산 연산으로 표현한 위 식 (2)이다.

위 내용을 기반으로 설계한 외란과 옵셋을 동시에 보정할 수 있는 전류 측정 장치에 대해 도 9를 참조하여 상세히 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 장치의 블럭도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전류 측정 장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, PHR 센서_1(111), PHR 센서_2(112), 바이어스 전류 생성기(120), 전압 측정기_1(131), 전압 측정기_2(132) 및 산출기(140)를 포함한다.

바이어스 전류 생성기(120)는 바이어스 전류를 생성하여 PHR 센서_1(111)과 PHR 센서_2(112)에 인가하는 전원 공급 장치이다. 바이어스 전류 생성기(120)에 의해 생성되는 바이어스 전류의 방향(전류 흐름)은 산출기(140)에 의해 제어된다.

전압 측정기_1(131)은 PHR 센서_1(111)의 전압 값을 측정하고, 전압 측정기_2(132)는 PHR 센서_2(112)의 전압 값을 측정한다.

산출기(140)는 바이어스 전류 생성기(120)를 제어하고, 전압 측정기_1(131)과 전압 측정기_2(132)에서 측정된 전압 값을 이용하여 외란과 옵셋이 모두 보정된 최종 측정 값을 산출한다.

도 9에 도시된 전류 측정 장치가 전류를 측정함에 있어 외란과 옵셋을 동시에 보정하는 과정에 대해, 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 전류 패스에 측정하고자 하는 전류가 흐르는 상태에서, 산출기(140)의 제어에 의해, 바이어스 전류 생성기(120)는 바이어스 전류 I1을 생성하여 인가한다(S210).

그러면, 전압 측정기_1(131)과 전압 측정기_2(132)는 PHR 센서_1(111)의 전압 V1과 PHR 센서_2(112)의 전압 V2를 각각 측정한다(S220).

다음, 산출기(140)의 제어에 의해, 바이어스 전류 생성기(120)는 바이어스 전류 -I1을 생성하여 인가한다(S230). S230단계에서 생성&인가되는 바이어스 전류 -I1은, S210단계에서 생성&인가되는 바이어스 전류 I1과 크기는 같고 방향만 반대이다.

전압 측정기_1(131)과 전압 측정기_2(132)는 PHR 센서_1(111)의 전압 V3과 PHR 센서_2(112)의 전압 V4를 각각 측정한다(S240).

산출기(140)는 S220단계와 S240단계에서 측정된 전압 값들을 이용하여 (V1-V2-V3+V4)/4를 산출한다(S250).

S250단계에서 산출된 전압 값은, 전류 패스에 흐르고 있는 측정하고자 하는 전류의 크기를 나타내는 최종 측정 값에 해당한다.

지금까지, PHR 센서의 외란과 옵셋을 동시에 보정할 수 있는 전류 측정 방법 및 장치에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.

위 실시예에서는, 바이어스 전류의 방향을 바꾸어 가면서 측정한 4개의 전압 값들을 이용하여 외란과 옵셋이 동시에 보정된 값을 산출하였는데, 바이어스 전류가 아닌 전류 패스에 흐르는 측정하고자 하는 전류의 방향을 바꾸어 가면서 측정한 4개의 전압 값들을 이용하여 외란과 옵셋이 동시에 보정된 값을 산출할 수도 있다.

구체적으로, 바이어스 전류가 I1으로 고정된 상태에서, "∩"자 형태의 전류 패스에 측정하고자 하는 전류를, 시계 방향으로 인가한 후 센서_1,2에서 측정한 전압 값 V1,V2과, 반시계 방향으로 인가한 후 센서_1,2에서 측정한 전압 값 V3,V4를 위 식(2)의 우변에 대입하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 위 실시예에서 언급한 PHR 센서는 휘트스톤 브리지 형태를 갖는 자기 센서 또는 전류 센서의 일종으로 예시적인 것에 불과하다. 본 발명의 기술적 사상은 휘트스톤 브리지 형태를 갖는 다른 종류의 센서에 대해서도 적용가능함은 물론이다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

111, 112 : PHR 센서
120 : 바이어스 전류 생성기
131, 132 : 전압 측정기
140 : 산출기

Claims

차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 측정 장치의 측정 방법에 있어서,
제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하는 제1 인가단계;
제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제1 측정단계;
제1 센서와 제2 센서에 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하는 제2 인가단계;
제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정단계; 및
제1 측정단계에서 측정된 전압들과 제2 측정단계에서 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 단계;를 포함하고,
제1 인가단계는,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하며,
제2 인가단계는,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 1에 있어서,
최종 측정 값은,
제1 센서와 제2 센서에 대한 외란의 영향과 옵셋이 제거된 측정 값인 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 1에 있어서,
최종 측정 값은,
(V1-V2-V3+V4)/4이고,
V1은, 제1 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V2는, 제1 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압,
V3은, 제2 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V4는, 제2 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압인 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 1에 있어서,
제1 인가단계, 제1 측정단계, 제2 인가단계 및 제2 측정단계는,
제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가, 전류 패스에 흐르는 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 1에 있어서,
최종 측정 값은,
자계 크기 또는 전류 크기인 것을 특징으로 하는 측정 방법.
휘트스톤 브리지 타입 제1 센서;
제1 센서와 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입 제2 센서;
제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하는 전류 생성기;
제1 센서의 전압을 측정하는 제1 측정기;
제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정기;
제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들 및 제1 센서와 제2 센서에 반대 방향의 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 산출기;를 포함하고,
전류 생성기는,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하며,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 반대 방향의 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 반대 방향의 바이어스 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
청구항 6에 있어서,
최종 측정 값은,
(V1-V2-V3+V4)/4이고,
V1은, 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기에 의해 측정된 제1 센서의 전압,
V2는, 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가한 경우에 제2 측정기에 의해 측정된 제2 센서의 전압,
V3은, 제1 센서와 제2 센서에 반대 방향의 바이어스 전류를 인가한 경우에 제1 측정기에 의해 측정된 제1 센서의 전압,
V4는, 제1 센서와 제2 센서에 반대 방향의 바이어스 전류를 인가한 경우에 제2 측정기에 의해 측정된 제2 센서의 전압인 것을 특징으로 하는 측정 장치.
차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서를 포함하는 측정 장치의 측정 방법에 있어서,
제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서, 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제1 측정단계;
전류 패스에 전류가 제1 측정단계에서 흘렀던 방향과 반대 방향으로 흐르는 상태에서, 제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정단계; 및
제1 측정단계에서 측정된 전압들과 제2 측정단계에서 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 8에 있어서,
최종 측정 값은,
제1 센서와 제2 센서에 대한 외란의 영향과 옵셋이 제거된 측정 값인 것을 특징으로 하는 측정 방법.
청구항 8에 있어서,
최종 측정 값은,
(V1-V2-V3+V4)/4이고,
V1은, 제1 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V2는, 제1 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압,
V3은, 제2 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V4는, 제2 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압인 것을 특징으로 하는 측정 방법.
휘트스톤 브리지 타입 제1 센서;
제1 센서와 차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입 제2 센서;
제1 센서의 전압을 측정하는 제1 측정기;
제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정기;
제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들 및 전류 패스에 전류가 반대 방향으로 흐르는 상태에서 제1 측정기와 제2 측정기에 의해 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 산출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
청구항 11에 있어서,
최종 측정 값은,
(V1-V2-V3+V4)/4이고,
V1은, 제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서 제1 측정기에 의해 측정된 제1 센서의 전압,
V2는, 제1 센서와 제2 센서를 통해 측정하고자 하는 전류가 전류 패스에 흐르는 상태에서 제2 측정기에 의해 측정된 제2 센서의 전압,
V3은, 전류 패스에 전류가 반대 방향으로 흐르는 상태에서 제1 측정기에 의해 측정된 제1 센서의 전압,
V4는, 전류 패스에 전류가 반대 방향으로 흐르는 상태에서 제2 측정기에 의해 측정된 제2 센서의 전압인 것을 특징으로 하는 측정 장치.
차동 구조로 연결된 휘트스톤 브리지 타입의 제1 센서와 제2 센서에 바이어스 전류를 인가하는 제1 인가단계;
제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제1 측정단계;
제1 센서와 제2 센서에 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하는 제2 인가단계;
제1 센서의 전압과 제2 센서의 전압을 측정하는 제2 측정단계; 및
제1 측정단계에서 측정된 전압들과 제2 측정단계에서 측정된 전압들을 기초로, 최종 측정 값을 산출하는 단계;를 포함하고,
제1 인가단계는,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 바이어스 전류를 인가하며,
제2 인가단계는,
제1 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하고,
제2 센서의 제1 단자와 제2 단자를 통해, 제1 인가단계와 반대 방향으로 바이어스 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 측정 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
청구항 13에 있어서,
최종 측정 값은,
(V1-V2-V3+V4)/4이고,
V1은, 제1 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V2는, 제1 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압,
V3은, 제2 측정단계에서 측정된 제1 센서의 전압,
V4는, 제2 측정단계에서 측정된 제2 센서의 전압인 것을 특징으로 하는 측정 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.