KR102029602B1

KR102029602B1 - 온도 센서의 보정 방법

Info

Publication number: KR102029602B1
Application number: KR1020180151515A
Authority: KR
Inventors: 강문식
Original assignee: 주식회사 이너센서
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-10-07

Abstract

온도 센서의 보정 방법에 따르면, 각각 m×n 개(여기서 m, n은 2 이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 온도 센서 그룹들이 상호 이격되도록 지그 내에 상기 온도 센서 그룹들을 장착하고, 최외각 그룹에 속하는 온도 센서들 중 상기 지그의 중심으로부터 가장 이격된 최외각 상 및 상호 인접하는 그룹들 사이 각각에 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열한다. 이후, 상기 기준 온도 센서들 각각을 이용하여 해당 위치의 측정 온도값을 도출하고, 상기 측정 온도값을 이용하는 평균값 계산 방법으로부터 상기 온도 센서 그룹들 각각에 속하는 온도 센서들에 대한 근사 온도값을 도출한다. 이후, 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정한다.

Description

온도 센서의 보정 방법{METHOD OF ADJUSTING A TEMPERATURE SENSOR}

본 발명의 실시예들은 온도 센서의 보정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 복수의 온도 센서를 동시에 보정할 수 있는 온도 센서의 제조 방법에 관한 것이다.

온도 센서는 주위 온도를 감지하고 이를 아날로그 방식이나 디지털 방식으로 표시한다. 이 때, 온도 센서에 필요한 조건은 언제나 동일한 온도값을 출력하는 것이다.

그러나, 일반적으로 많이 사용되는 CMOS 디지털 온도 센서는 공정 과정이나 외부 환경 요인에 의해서 같은 동일한 종류의 온도 센서라도 정확히 같은 온도값을 출력하지는 않는다. 상용화되는 온도 센서들은 양산 과정에서 원하는 값을 모두 가질 수 있어야 하며, 이를 위해, 온도 센서의 보정이 필요하다. 특히, 반도체 공정을 통하여 형성된 디지털 온도 센서는 대량으로 한번 상기 온도를 보정할 수 있는 공정이 요구된다.

상기 온도 센서의 온도를 보정함에 있어서, 가장 이상적인 방법으로는 생산된 모든 온도 센서들을 하나씩 측정하여 보정을 하는 것이다. 하지만, 이것은 현실적이지 않기 때문에 실제로는 특정 샘플(sample)을 통해서 전체의 오차 범위를 예측하고, 여기서 나온 보정 방법을 모든 온도 센서에 적용한다.

즉, 온도 센서 제조시 센서의 전수 검사에 따른 시간을 최소화하기 위해 많은 수량의 온도 센서를 한 번에 처리하려는 시도가 많아지고 있으나, 온도 센서의 소형화 및 대량 생산에 따라 측정된 온도의 오차 범위를 예측하는 데 어려움이 있다.

본 발명의 실시예들은 제한된 개수의 기준 온도 센서로부터 측정된 측정 온도 값을 이용하여 근사 온도값을 도출할 수 있는 온도 센서의 보정 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따른 온도 센서의 보정 방법에 따르면, 각각 m×n 개(여기서 m, n은 2 이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 온도 센서 그룹들이 상호 이격되도록 지그 내에 상기 온도 센서 그룹들을 장착하고, 최외각 그룹에 속하는 온도 센서들 중 상기 지그의 중심으로부터 가장 이격된 최외각 상 및 상호 인접하는 그룹들 사이 각각에 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열한다. 이후, 상기 기준 온도 센서들 각각을 이용하여 해당 위치의 측정 온도값을 도출하고, 상기 측정 온도값을 이용하는 평균값 계산 방법으로부터 상기 온도 센서 그룹들 각각에 속하는 온도 센서들에 대한 근사 온도값을 도출한다. 이후, 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열하기 위하여, 각 온도 센서 그룹의 최상단 및 상기 최하단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열하고, 상기 각 온도 센서 그룹의 중간단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열할 수 있다.

여기서, 상기 기준 온도 센서들은 상호 가장 인접하는 상태에서 대각선 방향으로 서로 교차하도록 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 평균값 계산 방법은 인접하는 위치에서의 측정 온도값들에 대한 산출 평균값을 도출할 수 있다.

여기서, 상기 평균값 계산 방법은 인접하는 위치에서의 근사 온도값 및 측정 온도값에 대한 산출 평균값을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 온도값 및 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정하기 위하여, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 측정 온도값 및 근사 온도값을 기준 온도값과 비교한다. 상기 비교 결과를 가지고, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 기준 온도값에 대한 허용 범위 이내인지 여부를 판정한다. 이후, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 허용 범위를 벗어나면, 허용 범위를 벗어난 해당 온도 센서의 출력을 보정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 보정 방법에 따르면, 기준 온도 센서를 이용하여 해당 위치의 측정 온도값을 도출하고, 상기 측정 온도값을 이용하는 평균값 계산 방법으로부터 상기 온도 센서 그룹들 각각에 속하는 온도 센서들에 대한 근사 온도값을 도출한후, 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정할 수 있다. 이로써, 최소한의 개수의 기준 온도 센서로부터 측정된 측정 온도 값을 이용하여 근사 온도값을 도출함으로써, 기준 온도 센서의 개수를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 근사치가 보다 정밀하게 확보될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 온도 센서의 그룹 및 기준 온도 센서의 배열을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도1의 측정 온도로부터 근사 온도값을 도출하는 단계를 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서의 보정 방법에 따르면, 각각 m×n 개(여기서 m, n은 2이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 온도 센서 그룹들이 상호 이격되도록 지그 내에 상기 온도 센서 그룹들을 장착한다(S110). 즉, 복수의 온도 센서들(10)은 m×n 개(여기서 m, n은 2이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 그룹에 속하도록 배열된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 4×5의 행렬로 이루어진 온도 센서들(10)이 하나의 그룹으로 정의될 수 있다.

또한, 상기 그룹은 복수개로 상호 이격되도록 배열된다. 여기서, 그룹들은 행렬 행태로 배열될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들면 상기 그룹들은 1×2 행렬의 형태로 배열될 수 있다. 이로써, 도 2에 도시된 지그(10)에는 제1 그룹 및 제2 그룹이 장착될 수 있다.

즉, 상기 지그(20)는 각각 m×n 개(여기서 m, n은 2이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 온도 센서 그룹들이 상호 이격되도록 지그 내에 상기 온도 센서 그룹들을 장착할 수 있도록 구비된다.

이어서, 최외각 그룹에 속하는 온도 센서들 중 상기 지그의 중심으로부터 가장 이격된 최외각 상 및 상호 인접하는 그룹들 사이 각각에 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열한다(S130).

예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 기준 센서들은 제1 내지 제5 기준 센서들을 포함한다. 제1 기준 센서는 제1 그룹 내에 좌상측 상부에 배치되며, 제2 센서는 제2 그룹 내에 우상측 상부에 배치되며, 제3 기준 센서는 제1 및 제2 그룹들 사이의 상부에 배치되며, 제4 기준 센서는 제1 그룹 내의 우하측 상부에 배치되며, 제5 기준 센서는 제2 그룹 내의 우하측 상부에 배치된다. 따라서, 상기 기준 센서들은 상호 가장 인접하는 기준 센서들 사이를 연결할 경우, 서로 교차하는 대각선이 정의될 수 있다. 나아가, 상기 기존 센서들은 지그재그 형태로 배열될 수 있다.

이로써, 상기 기준 센서들의 개수가 최소화 되면서 나아가, 상기 기준 센서들로부터 측정된 측정 온도로부터 상기 기준 센서들 사이에 배치된 온도 센서 각각에 대한 근사 온도를 정밀하게 도출할 수 있다.

이어서, 상기 기준 온도 센서들 각각을 이용하여 해당 위치의 측정 온도값을 도출한다(S150).

상기 기준 온도 센서는 해당 위치의 특정 온도, 예컨대 1점 온도를 감지하여 출력하는 측정 온도값을 도출한다.

이후, 상기 측정 온도값을 이용하는 평균값 계산 방법으로부터 상기 온도 센서 그룹들 각각에 속하는 온도 센서들에 대한 근사 온도값을 도출한다(S170). 상기 근사 온도값은 비측정된 온도 센서에 대한 근사 온도에 해당할 수 있다.

특히, 상기 평균값 계산 방법을 이용하여 근사 온도값을 도출하는 방법은 도 3을 참조하여 이하 상세하게 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 각 그룹별이 5×5 행렬의 형태로 배열된 25개의 온도 센서를 포함한다. 또한, 복수의 그룹은 1×4개의 행렬 형태로 배열된 4개의 그룹이 표시된다. 따라서, 제1 그룹, 제2 그룹, 제3 그룹 및 제4 그룹이 동일한 행으로 배열된다.

여기서, 상호 인접하는 그룹들 사이에 배치된 기준 온도로부터 측정된 측정 온도값은 상호 인접하는 그룹들에 가장 인접하는 온도 센서의 측정 온도값에 해당한다.

한편, 측정 온도값(Tab)은 특정 위치의 측정 온도값을 나타내며, a는 각 그룹 내의 행을 의미하여, b는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 순차적으로 기준 온도 센서의 해당 행에 따른 열을 의미한다.

또한, 근사 온도값(Ta_-c)은 미측정된 온도 센서에 대한 근사 온도값를 나타낸다. a는 각 그룹 내의 행을 의미하여, c에서 1은 두 개의 측정 온도값을 이용하여 1차적으로 도출되는 산술 평균값을 의미하며, 2는 두 개의 측정 온도값 및 인접하는 하나의 근사 온도값에 대한 산술 평균값을 의미한다.

이후, 상기 근사 온도값 및 측정 온도값을 이용하여 온도 센서의 온도를 보정한다(S190).

상기 온도 보정을 수행하기 위하여, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값을 기준 온도값과 비교한다.

상기 비교 결과를 가지고, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 기준 온도값에 대한 허용 범위 이내인지 여부를 판정한다. 상기 허용 범위 이내이면 온도 센서를 보정하지 않고, 모든 과정을 종료한다. 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 허용 범위를 벗어나면, 허용 범위를 벗어난 해당 온도 센서의 출력(온도값)을 보정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 평균값 계산 방법에 따르면, 측정 온도값을 갖는 온도 센서들 사이에 인접한 위치한 다른 온도 센서에 대한 근사 온도값은, 이들 측정 온도값의 산출 평균값을 도출할 수 있다.

또한, 상기 평균 계산 방법은 인접하는 위치에서의 근사 온도값 및 측정 온도값에 대한 산출 평균값을 이용할 수 있다. 이로써, 적은 개수의 기준 온도 센서들이 측정한 측정 온도값을 이용하여, 복수의 근사 온도값을 보다 정확하게 도출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열하기 위하여, 각 온도 센서 그룹의 최상단 및 상기 최하단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열하고, 상기 각 온도 센서 그룹의 중간단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열할 수 있다. 이로써, 사용되는 기준 온도 센서의 개수가 최소화되는 동시에 상기 기준 온도 센서로부터 도출된 측정 온도값을 이용하여 근사 온도값을 보다 정확하게 확보할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 온도 센서 20 : 지그

Claims

각각 m×n 개(여기서 m, n은 2 이상의 자연수)의 행렬로 이루어진 온도 센서 그룹들이 상호 이격되도록 지그 내에 상기 온도 센서 그룹들을 장착하는 단계;
최외각 그룹에 속하는 온도 센서들 중 상기 지그의 중심으로부터 가장 이격된 최외각 상 및 상호 인접하는 그룹들 사이 각각에 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열하는 단계;
상기 기준 온도 센서들 각각을 이용하여 해당 위치의 측정 온도값을 도출하는 단계;
상기 측정 온도값을 이용하는 평균값 계산 방법으로부터 상기 온도 센서 그룹들 각각에 속하는 온도 센서들에 대한 근사 온도값을 도출하는 단계; 및
상기 측정 온도값 및 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정하는 단계;를 포함하는 온도 센서의 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 기준 온도 센서들을 지그재그로 배열하는 단계는,
각 온도 센서 그룹의 최상단 및 상기 최하단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열하고,
상기 각 온도 센서 그룹의 중간단에는 상기 기준 온도 센서들을 교호적으로 배열하는 것을 특징으로 하는 온도 센서의 보정 방법.
제2항에 있어서, 상기 기준 온도 센서들은 상호 가장 인접하는 상태에서 대각선 방향으로 서로 교차하도록 배열된 것을 특징으로 하는 온도 센서의 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 평균값 계산 방법은 인접하는 위치에서의 측정 온도값들에 대한 산출 평균값을 도출하는 것을 특징으로 하는 온도 센서의 보정 방법.
제4항에 있어서, 상기 평균값 계산 방법은 인접하는 위치에서의 근사 온도값 및 측정 온도값에 대한 산출 평균값을 이용하는 것을 특징으로 하는 온도 센서의 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 측정 온도값 및 상기 근사 온도값을 이용하여 상기 온도 센서를 보정하는 단계는,
상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 측정 온도값 및 근사 온도값을 기준 온도값과 비교하는 단계;
상기 비교 결과를 가지고, 상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 기준 온도값에 대한 허용 범위 이내인지 여부를 판정하는 단계; 및
상기 측정 온도값 및 근사 온도값이 상기 허용 범위를 벗어나면, 상기 허용 범위를 벗어난 해당 온도 센서의 출력을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서의 보정 방법.