KR20010036291A - Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor - Google Patents
Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010036291A KR20010036291A KR1019990043245A KR19990043245A KR20010036291A KR 20010036291 A KR20010036291 A KR 20010036291A KR 1019990043245 A KR1019990043245 A KR 1019990043245A KR 19990043245 A KR19990043245 A KR 19990043245A KR 20010036291 A KR20010036291 A KR 20010036291A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensor
- compensation
- ambient temperature
- temperature
- bolometer
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0853—Optical arrangements having infrared absorbers other than the usual absorber layers deposited on infrared detectors like bolometers, wherein the heat propagation between the absorber and the detecting element occurs within a solid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
- G01J5/22—Electrical features thereof
- G01J5/24—Use of specially adapted circuits, e.g. bridge circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/80—Calibration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 볼로미터(Bolometer)형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치에 관한 것으로, 특히 주위 온도에 영향을 받지 않고 정확하게 적외선을 측정할 수 있도록 한 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor, and more particularly to an ambient temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor that can accurately measure infrared rays without being affected by ambient temperature. It is about.
사회가 복잡해지고 과학이 발전함에 따라, 환경 및 주위의 변화를 감지하여 자동으로 경보해주고 감지된 결과에 따라 자동 제어하는 시스템들이 널리 사용되고 있다. 이와 같은 시스템들이 대표적인 것들이 화재 경보기, 침입경보기, 조리기의 온도 측정기, 인동 위성용 및 의료 진단용 추적 장치, 또는 적외선 현미경 등이다.As society becomes more complex and science develops, systems that automatically detect and alert to changes in the environment and surroundings and automatically control based on the detected results are widely used. Examples of such systems are fire alarms, intrusion alarms, cooker temperature meters, satellite and medical diagnostic tracking devices, or infrared microscopes.
이와 같은 시스템에서 주위 환경 및 온도 등의 변화를 센싱하기 위한 소자로 사용되는 것들이 적외선 센서(Infrared Rays Sensor)이다.Infrared Rays Sensor is used as a device for sensing changes in the environment and temperature in such a system.
상기 적외선 센서는 크게 써모파일형 센서(Thermopile type sensor)와 볼로미터형 센서(Bolometer type sensor)로 구분할 수 있다.The infrared sensor can be broadly classified into a thermopile type sensor and a bolometer type sensor.
상기 써모파일형 센서와 볼로미터형 센서는 구성 면에서 거의 유사하지만, 써모파일형 센서는 적외선 입사 시 전압을 가변하고, 볼로미터형 센서는 적외선 입사시 저항값이 가변된다.The thermopile type sensor and the bolometer type sensor are almost similar in terms of configuration, but the thermopile type sensor varies the voltage upon incidence of infrared rays, and the resistance value is changed on the bolometer type sensor.
이와 같은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor is as follows.
도 1은 일반적인 볼로미터형 적외선 센서의 구성 단면도이고, 도 2은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 회로적 구성도이다.1 is a configuration sectional view of a general bolometer-type infrared sensor, Figure 2 is a circuit diagram of a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor.
일반적인 볼로미터형 적외선 센서의 구성은, 도 1과 같이, 기판(1)위에 보상 센서(2)와 감지 센서(3)가 각각 형성되고, 상기 보상 센서(2)와 감지 센서(3) 사이의 기판(1)에 열 차폐층(4)이 형성되어 있으며, 상기 감지 센서(3)위에 흑체(5)가 형성되고, 상기 보상 센서(2)에는 적외선에 입사되지 않고 감지 센서(3)에만 적외선이 입사되도록 하기 위하여 감지 센서(3) 상측에 적외선 입사 원도우(6)를 갖고 상기 센서(2, 3) 및 흑체(5)를 감싸도록 기판(1)위에 패캐지(7)가 형성된다. 그리고 기판(1) 하측에 상기 보상 센서(2) 및 감지 센서(3)의 리드(8)가 형성된다.In the configuration of a general bolometer-type infrared sensor, as shown in FIG. 1, a compensation sensor 2 and a detection sensor 3 are formed on a substrate 1, respectively, and a substrate between the compensation sensor 2 and the detection sensor 3 is provided. The heat shield layer 4 is formed at (1), and a black body 5 is formed on the detection sensor 3, and the compensation sensor 2 is not incident on infrared rays and only infrared rays are detected on the detection sensor 3 only. A package 7 is formed on the substrate 1 so as to surround the sensors 2, 3 and the black body 5 with an infrared incident window 6 above the sensor 3 in order to be incident. The lead 8 of the compensation sensor 2 and the detection sensor 3 is formed below the substrate 1.
이와 같은 구조를 갖는 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 종래의 온도 측정 장치의 회로적 구성을 설명하면 다음과 같다.The circuit configuration of a conventional temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor having such a structure is as follows.
즉, 도 2와 같이, 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치는 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 직렬 연결되어 적외선 량을 감지하여 제 1 분압 전압(V1)을 출력하는 보상센서(2) 및 감지 센서(3)와, 상기 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 상기 보상 센서(2) 및 감지 센서(3)에 병렬 연결되어 제 2 분압 전압(V2)을 출력하는 제 1, 제 2 저항(R1, R2)과, 상기 제 1, 제 2 분압 전압(V1, V2)을 차동 증폭하여 출력하는 차동 증폭기(6)를 구비하여 구성된다.That is, as shown in FIG. 2, a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor is connected in series between a constant voltage terminal Vcc and a ground terminal GND to detect an infrared ray amount and output a first divided voltage V1. The second divided voltage V2 is connected in parallel to the compensation sensor 2 and the detection sensor 3 between the compensation sensor 2 and the detection sensor 3, and between the constant voltage terminal Vcc and the ground terminal GND. And a differential amplifier (6) for differentially amplifying and outputting the first and second resistors (R1, R2) for outputting the first and second divided voltages (V1, V2).
여기서, 감지 센서(3)는 적외선 량을 감지하여 적외선의 양에 따라 저항 값이 가변되고, 상기 보상 센서(2)는 상기 감지 센서(3)와 동일한 구성은 갖고 적외선이 조사되지 않은 상태에서 주위 온도를 보상하기 위한 것이다.Here, the sensing sensor 3 senses the amount of infrared rays and the resistance value is variable according to the amount of infrared rays, and the compensation sensor 2 has the same configuration as the sensing sensor 3 and the surroundings are not irradiated with infrared rays. To compensate for the temperature.
따라서, 적외선이 상기 감지 센서(3)에만 조사되고 상기 보상 센서(2)에는 조사되지 않도록 되어 있다.Therefore, infrared rays are irradiated only to the detection sensor 3 and not to the compensation sensor 2.
이와 같이 구성된 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the temperature measuring device using the conventional bolometer-type infrared sensor configured as described above is as follows.
먼저, 도 2에서 각 분압 전압(V1,V2) 및 차동 증폭기(6)의 출력 전압(V0)은 다음과 같다.First, in FIG. 2, the divided voltages V1 and V2 and the output voltage V0 of the differential amplifier 6 are as follows.
, ,
그리고 And
V0 = A(V1 - V2)이다.V0 = A (V1-V2).
여기서, A는 차동 증폭기의 증폭 이득이고, Rc는 보상 센서(2)의 저항값이며, Rb는 감지 센서(3)의 저항값이다.Here, A is the amplification gain of the differential amplifier, Rc is the resistance value of the compensation sensor 2, Rb is the resistance value of the sensing sensor (3).
따라서, 적외선이 상기 감지 센서에 조사되면, 적외선 조사 양에 따라 감지 센서(Rb)의 저항값이 증가되므로 V1의 전압도 증가하게 된다. 하지만, 증가되는 양이 아주 미세하므로 상기 차동 증폭기(6)가 상기 두 전압 차를 증폭하여 출력한다.Therefore, when infrared rays are irradiated to the detection sensor, the resistance value of the detection sensor Rb increases according to the amount of infrared irradiation, so that the voltage of V1 also increases. However, the amount of increase is so minute that the differential amplifier 6 amplifies and outputs the two voltage differences.
따라서, 상기 차동 증폭기에서 출력되는 전압에 의해 적외선을 감지하게 된다.Therefore, infrared rays are detected by the voltage output from the differential amplifier.
그러나, 도 2와 같은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치에서는 주변 온도에 따라 출력 값이 가변 될 수 있으므로 보다 정확하게 적외선을 센싱하기 어려웠다.However, in the temperature measuring apparatus using the conventional bolometer-type infrared sensor as shown in FIG. 2, since the output value may vary according to the ambient temperature, it is difficult to accurately sense infrared rays.
다시 말하면, 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치는 2개의 저항과 보상 센서 및 감지 센서를 이용하여 분압 전압을 구하고 이를 차동 증폭하여 출력하였으나, 상기 보상 센서 및 감지 센서가 주위의 온도에 따라 저항 값이 변하게 되므로 오차가 발생되어 정확한 적외선 센싱이 어려웠다.In other words, in the conventional temperature measuring apparatus using a bolometer-type infrared sensor, the divided voltage is obtained by using two resistors, a compensation sensor, and a detection sensor, and differentially amplified and outputted. However, the compensation sensor and the detection sensor are based on the ambient temperature. As the resistance value changes, an error occurs, making accurate infrared sensing difficult.
즉, 보상 센서와 감지 센서가 100PPM/℃인 동일 특성을 갖고, 적외선이 일정하게 입사된다는 가정하에, 센서의 온도가 0℃일 때, 각각 1㏀의 저항 값을 갖는 저항을 사용하였다고 가정하면, 센서의 온도가 100℃일 때 보상 센서는 1.01㏀의 저항 값을 갖고, 감지 센서는 0.99㏀의 저항 값을 갖게 된다. 따라서, 조사되는 적외선에 관계없이 주위 온도에 따라 보상 센서와 감지 센서의 저항 값이 서로 다른 값으로 가변되므로 정확한 적외선 센싱이 어렵게 된다.That is, assuming that the compensation sensor and the sensing sensor have the same characteristics of 100 PPM / ° C. and the infrared ray is constantly incident, when the temperature of the sensor is 0 ° C., a resistor having a resistance value of 1 각각 is used, respectively. When the temperature of the sensor is 100 ° C, the compensation sensor has a resistance value of 1.01 kV and the sensing sensor has a resistance value of 0.99 kV. Therefore, since the resistance values of the compensation sensor and the detection sensor are changed to different values regardless of the irradiated infrared rays, accurate infrared sensing becomes difficult.
결국, 저항이 온도 변화에 미세하게 변한다고 하더라도 그 변화량은 차동 증폭기에서 증폭되므로 실제 차동 증폭기의 출력은 크게 변하게 되어 정확한 적외선을 센싱할 수 없다.As a result, even if the resistance changes minutely with temperature changes, the amount of change is amplified by the differential amplifier, so the output of the actual differential amplifier is changed so much that accurate infrared cannot be sensed.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 주변 온도를 보상할 수 있는 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치가 사용되었다.Therefore, in order to solve this problem, an ambient temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor capable of compensating the ambient temperature is used.
도 3은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치의 구성도이고, 도 4는 도 3에 따른 주변 온도와 전압의 비교도이다.3 is a configuration diagram of an ambient temperature compensation device of a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor, and FIG. 4 is a comparison diagram of an ambient temperature and a voltage according to FIG. 3.
즉, 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치는, 도 3과 같이, 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 직렬 연결되어 제 1 분압 전압(Vc) 및 제 2 분압 전압(V1)을 출력하는 제 1 저항(R1), 보상 센서(2) 및 감지 센서(3)와, 상기 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 상기 제 1 저항(R1) 및 보상 센서(2)와 감지 센서(3)에 병렬 연결되어 제 3 분압 전압(V2)을 출력하는 제 2, 제 3 저항(R2, R3)과, 상기 제 2, 제 3 분압 전압을 차동 증폭하여 출력하는 증폭기(6)와, 상기 제 1` 분압 전압(Vc)과 상기 증폭기의 출력을 연산하여 주변 온도를 보상하는 마이콤(7)과, 상기 마이콤(7)의 제어 신호에 따라 상기 제 2, 제 3 저항(R2, R3)에 인가되는 정전압을 스위칭하는 스위치(S/W1)로 구성된다.That is, the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the conventional bolometer-type infrared sensor is connected in series between the constant voltage terminal Vcc and the ground terminal GND, as shown in FIG. The first resistor R1 outputs the divided voltage V1, the compensation sensor 2 and the sensing sensor 3, and the first resistor R1 between the constant voltage terminal Vcc and the ground terminal GND. And second and third resistors R2 and R3 connected in parallel to the compensation sensor 2 and the sensing sensor 3 and outputting a third divided voltage V2, and differentially amplifying the second and third divided voltages. An amplifier 6 for outputting the signal, a first micro voltage divider Vc and a microcomputer 7 that calculates an output of the amplifier and compensates an ambient temperature, and the second signal according to a control signal of the microcomputer 7. And a switch S / W1 for switching the constant voltage applied to the third resistors R2 and R3.
여기서, 제 1 분압 전압(Vc)은 제 1 저항(R1)과 보상 센서(2) 사이의 출력전압이고, 제 2 분압 전압(V1)은 상기 보상 센서(2)와 감지 센서(3) 사이의 분압 전압이며, 제 3 분압 전압(V2)은 제 2 저항(R2)와 제 3 저항(R3) 사이의 분압 전압이다.Here, the first divided voltage Vc is an output voltage between the first resistor R1 and the compensation sensor 2, and the second divided voltage V1 is formed between the compensation sensor 2 and the sensing sensor 3. The divided voltage and the third divided voltage V2 are divided voltages between the second resistor R2 and the third resistor R3.
이와 같이 구성된 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the conventional bolometer-type infrared sensor configured as described above is as follows.
상기 마이콤(7)은 주변 온도를 보상하기 위하여 상기 스위치(S/W1)를 오프 시키고, 증폭기(6)의 출력과 제 1 분압 전압을 합 연산하여(V0 = A(V1-V2)+Vc) 주변 온도를 보상하고, 주변 온도를 보상한 후, 상기 스위치(S/W1)를 온 시켜 적외선 량을 감지한다.The microcomputer 7 turns off the switch S / W1 to compensate for the ambient temperature, calculates the sum of the output of the amplifier 6 and the first divided voltage (V0 = A (V1-V2) + Vc). After compensating the ambient temperature and compensating the ambient temperature, turn on the switch (S / W1) to detect the amount of infrared rays.
상기 마이콤(7)이 주변 온도를 보상하기 위하여 증폭기(6)의 출력과 제 1 분압 전압을 합 연산하는 이유는 다음과 같다.The reason why the microcomputer 7 sums the output of the amplifier 6 and the first divided voltage to compensate for the ambient temperature is as follows.
도 4에 도시한 바와 같이, 주변 온도가 상승하게 되면 보상 센서(2)와 감지 센서(3)의 저항 값이 증가하게 되므로 상대적으로 제 1 분압 전압을 증가하게 된다. 그리고, 주변 온도가 증가하게 되면 보상 센서(2)와 감지 센서(3)의 저항이 증가하게 되지만 보상 센서(2)는 앞에서 서술한 바와 같이 외부와 차단되어 있지만, 감지 센서(3)는 적외선을 검출하기 위해 노출되어 있으므로 감지 센서(3) 자신도 적외선을 방출하기 때문에 주변 온도가 증가하더라도 보상 센서(2)보다 저항 값이 더 적게 증가한다. 따라서 주변 온도가 증가하게 되면 감지 센서(3)가 보상 센서(3)에 비해 저 작은 저항 값을 갖기 때문에 제 2 분압 전압(V1)은 상대적으로 감소하고 A(V1-V2) 값이 감소하게 된다.As shown in FIG. 4, when the ambient temperature increases, the resistance values of the compensation sensor 2 and the sensing sensor 3 increase, so that the first divided voltage is relatively increased. When the ambient temperature increases, the resistances of the compensation sensor 2 and the detection sensor 3 increase, but the compensation sensor 2 is blocked from the outside as described above, but the detection sensor 3 emits infrared light. Since the sensor 3 itself emits infrared rays because it is exposed for detection, the resistance value increases less than the compensation sensor 2 even when the ambient temperature increases. Therefore, when the ambient temperature increases, since the sensing sensor 3 has a lower resistance value than the compensation sensor 3, the second divided voltage V1 is relatively decreased and the value of A (V1-V2) is decreased. .
따라서 상기 마이콤(7)은 제 1 분압 전압(Vc)과 증폭기(6)의 출력 값(A(V1-V2))을 합 연산하여 주변 온도를 보상한다.Therefore, the microcomputer 7 compensates the ambient temperature by calculating the sum of the first divided voltage Vc and the output values A (V1-V2) of the amplifier 6.
그러나 이와 같은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다However, there is the following problem in the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the conventional bolometer-type infrared sensor.
첫째, 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도를 보상하기 위하여 별도의 저항(R1) 및 스위치를 부가해야 하므로 생산 단가가 증가하고 기판 사이즈가 증가하게 된다.First, in order to compensate for the ambient temperature of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor, a separate resistor (R1) and a switch must be added, thereby increasing production cost and increasing substrate size.
둘째, 상기 제 1 분압 전압과 증폭기의 출력을 연산하는 마이콤을 이용하므로 생산 단가가 증가하고, 상기 마이콤을 사용하지 않으면 주변 온도 보상이 불가능하다.Second, since a microcomputer that calculates the first divided voltage and the output of the amplifier is used, the production cost increases, and the ambient temperature compensation is impossible without the microcom.
셋째, 스위치를 온/오프하여 주변 온도와 센싱 온도를 번갈아 읽어야하므로 동시에 주변 온도와 센싱 온도를 읽을 수 없다.Third, it is impossible to read the ambient temperature and the sensing temperature at the same time because the switch must be turned on / off to read the ambient temperature and the sensing temperature alternately.
넷째, 마이콤이 별도록 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력해야 한다.Fourth, the control signal for controlling the switch so that the microcomputer separates.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 보상 센서 또는 감지 센서에 별도의 저항을 추가하여 마이콤을 이용하지 않고 주변 온도를 보상할 수 있는 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the ambient temperature of the temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor that can compensate for the ambient temperature without using a microcomputer by adding a separate resistance to the compensation sensor or the detection sensor The purpose is to provide a compensation device.
도 1은 일반적인 볼로미터형 적외선 센서의 구성 단면도1 is a cross-sectional view of a typical bolometer-type infrared sensor
도 2은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 구성도2 is a configuration diagram of a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor
도 3은 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치의 구성도3 is a configuration diagram of an ambient temperature compensation device of a temperature measuring device using a conventional bolometer-type infrared sensor
도 4는 종래의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 방법을 설명하기 위한 주변 온도와 전압 간의 관계 설명도4 is an explanatory diagram illustrating a relationship between an ambient temperature and a voltage for explaining an ambient temperature compensation method of a temperature measuring apparatus using a conventional bolometer-type infrared sensor;
도 5는 본 발명 제 1 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 온도 보상 장치 구성도5 is a configuration diagram of a temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명 제 2 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 온도 보상 장치 구성도6 is a configuration diagram of a temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명 제 3 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 온도 보상 장치 구성도7 is a configuration diagram of a temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor of a third embodiment of the present invention
도 8은 본 발명 제 4 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 온도 보상 장치 구성도8 is a configuration diagram of a temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor of a fourth embodiment of the present invention
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2 : 보상 센서 3 : 감지 센서2: compensation sensor 3: detection sensor
6 : 증폭기 20 : 보상 센서부6 amplifier 20 compensation sensor
30 : 감지 센서부30: detection sensor unit
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치는 정전압단(Vcc)에 연결되어 주변 온도를 보상하기 위한 보상 저항과 적외선 량 검출 시 주위 온도를 보상하기 위한 보상 센서를 구비한 보상 센서부와, 상기 보상 센서부와 접지단 사이에 연결되고 적외선 량을 감지하여 보상 센서부와 함께 제 1 분압 전압을 출력하는 감지 센서를 구비한 감지 센서부와, 상기 정전압단과 접지단 사이에 상기 보상 센서부 및 감지 센서부에 병렬 연결되어 제 2 분압 전압(V2)을 출력하는 제 1, 제 2 저항과, 상기 제 1, 제 2 분압 전압을 차동 증폭하여 출력하는 차동 증폭기를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.Ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the present invention for achieving the above object is connected to a constant voltage terminal (Vcc) to compensate the ambient temperature when detecting the compensation amount and infrared ray amount to compensate for the ambient temperature A detection sensor unit including a compensation sensor unit having a compensation sensor, a detection sensor connected between the compensation sensor unit and a ground terminal to detect an infrared ray amount and output a first divided voltage together with the compensation sensor unit; First and second resistors connected in parallel between the constant voltage terminal and the ground terminal to output a second divided voltage V2 and differentially amplify the first and second divided voltages to be output. It is characterized by including a differential amplifier.
상기와 같은 본 발명의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.When the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the present invention as described above in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 5는 본 발명 제 1 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치 구성도이고, 도 6는 본 발명 제 2 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치 구성도이며, 도 7는 본 발명 제 3 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치 구성도이고, 도 8는 본 발명 제 4 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치 구성도이다.5 is a configuration diagram of the ambient temperature compensation device of the temperature measuring apparatus using the bolometer-type infrared sensor of the first embodiment of the present invention, Figure 6 is a peripheral temperature compensation device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the second embodiment of the present invention 7 is a configuration diagram of an ambient temperature compensation device of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram of a temperature measuring device using a bolometer-type infrared sensor according to a fourth embodiment of the present invention. A schematic diagram of the ambient temperature compensation device.
먼저, 본 발명 제 1 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치는 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 직렬 연결되어 적외선 량을 감지하여 제 1 분압 전압(V1)을 출력하는 보상 센서부(20) 및 감지 센서부(30)와, 상기 정전압단(Vcc)과 접지단(GND) 사이에 상기 보상 센서부(20) 및 감지 센서부(30)에 병렬 연결되어 제 2 분압 전압(V2)을 출력하는 제 1, 제 2 저항(R1, R2)과, 상기 제 1, 제 2 분압 전압(V1, V2)을 차동 증폭하여 출력하는 차동 증폭기(6)를 구비하여 구성된다.First, the ambient temperature compensation device of the temperature measuring apparatus using the bolometer-type infrared sensor of the first embodiment of the present invention is connected in series between the constant voltage terminal Vcc and the ground terminal GND to detect the amount of infrared rays to detect the first divided voltage V1. ) Is connected in parallel to the compensation sensor unit 20 and the detection sensor unit 30 and the compensation sensor unit 20 and the detection sensor unit 30, and between the constant voltage terminal Vcc and the ground terminal GND. And second and second resistors R1 and R2 for outputting the second divided voltage V2 and a differential amplifier 6 for differentially amplifying and outputting the first and second divided voltages V1 and V2. It is configured by.
여기서, 보상 센서부(20)는 보상 센서(2)와 상기 보상 센서(2)에 직렬 연결되는 저항(R3)으로 구성되며, 상기 저항(R3)은 하기에서 설명되는 값을 가져야 한다.Here, the compensation sensor unit 20 is composed of a compensation sensor 2 and a resistor R3 connected in series with the compensation sensor 2, and the resistor R3 should have a value described below.
이와 같이 구성된 본 발명 제 1 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 보상 센서부(20)와 감지 센서부(30)에 의해 출력되는 분압 전압(V1)은 다음과 같다.First, the divided voltage V1 output by the compensation sensor unit 20 and the detection sensor unit 30 is as follows.
… (1) … (One)
그리고, 주변 온도가 보상되려면 온도를 측정하조자 하는 대상체의 온도가 일정할 때 제 1 주변 온도(T1)에서의 전압(V1)과 제 2 주변 온도(T2)에서의 전압(V1)이 일정하여야 한다. 즉, 전압(V1)의 변동 분(ΔV1)이 0이어야 한다. 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.In order to compensate for the ambient temperature, when the temperature of the object to be measured is constant, the voltage V1 at the first ambient temperature T1 and the voltage V1 at the second ambient temperature T2 must be constant. do. That is, the variation ΔV1 of the voltage V1 should be zero. This is expressed as follows.
ΔV1 = V1T1 - V1T2 ≒ 0 … (2)? V1 = V1T1-V1T2? 0. (2)
보상 센서(2)의 저항(Rc)과 감지 센서(3)의 저항(Rb)은 온도에 따라 다음과 같이 변한다.The resistance Rc of the compensation sensor 2 and the resistance Rb of the detection sensor 3 change as follows depending on the temperature.
Rc = Rc0 ( 1 + αcT) … (3)Rc = Rc0 (1 + alpha cT)... (3)
Rb = Rb0 ( 1 + αbT) … (4)Rb = Rb0 (1 + alpha bT)... (4)
여기서, αb, αc는 재료에 따라 고유의 값(TCR)을 갖는다.Here, αb and αc have inherent values (TCR) depending on the material.
상기 식(3)(4)을 간단히 하면 다음과 같다.Simplifying the above formula (3) (4) is as follows.
Rc = Rc0 + ΔRc … (5)Rc = Rc0 + ΔRc... (5)
Rb = Rb0 + ΔRb … (6)Rb = Rb0 + ΔRb... (6)
여기서, ΔRc, ΔRb는 저항 변화 성분이다.Here, ΔRc and ΔRb are resistance change components.
상기 식(5)(6)을 식(1)(2)에 대입하면 다음과 같다.Substituting Equation (5) and (6) into Equation (1) and (2) is as follows.
...(7) ... (7)
… (8) … (8)
여기서, ΔRc2, ΔRb2는 주변 온도가 T2일 때의 저항 변화분이다.Here, ΔRc2 and ΔRb2 are resistance changes when the ambient temperature is T2.
따라서, 보상 센서부(20)의 저항(R3)은 상기 식(8)과 같은 값을 갖으면 주변 온도를 보상하게 된다.Therefore, when the resistance R3 of the compensation sensor unit 20 has the same value as that of Equation (8), the ambient temperature is compensated.
한편, 본 발명 제 2 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치는 본 발명 제 1 실시예에서 보상 센서부(20)의 저항(R3)을 보상 센서(2)에 병렬 연결한 것이다. 이와 같이 보상 센서(2)에 저항(R3)를 병렬 연결하여도 상기와 같은 방법으로 저항 값을 유도할 수 있으며, 유도된 값으로 저항(R3)를 설치하면 된다.On the other hand, the ambient temperature compensation device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the second embodiment of the present invention in the first embodiment of the present invention connected the resistance (R3) of the compensation sensor unit 20 in parallel with the compensation sensor (2) It is. As described above, even when the resistor R3 is connected to the compensation sensor 2 in parallel, the resistance value can be induced in the same manner as described above, and the resistor R3 can be provided using the induced value.
마찬가지로, 본 발명 제 3, 제 4 실시예의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 주변 온도 보상 장치는 본 발명 제 1, 제 2 실시예에서 보상 센서부(20) 대신에 감지 센서부(30)의 감지 센서(3)에 저항(R3)을 직렬 또는 병렬로 연결한 것이다. 이와 같이 감지 센서(3)에 저항(R3)를 연결하여도 상기와 같은 방법으로 저항 값을 유도할 수 있으며, 유도된 값으로 저항(R3)을 설치하면 된다.Similarly, the ambient temperature compensating device of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the third and fourth embodiments of the present invention is the sensor sensor unit 30 instead of the compensation sensor unit 20 in the first and second embodiments of the present invention. The resistor R3 is connected in series or in parallel to the sensing sensor 3 of the sensor. As described above, even when the resistor R3 is connected to the sensing sensor 3, the resistance value can be induced in the same manner as described above, and the resistor R3 can be installed using the induced value.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 볼로미터형 적외선 센서를 이용한 온도 측정 장치의 온도 보상 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The temperature compensation method of the temperature measuring device using the bolometer-type infrared sensor of the present invention as described above has the following effects.
즉, 종래에는 스위칭 소자와 마이콤을 사용하여야 하므로 생산 단가 및 사이즈가 증가되었으나, 본 발명은 스위칭 소자 및 마이콤을 사용하지 않고 주변 온도를 보상할 수 있으므로 생산 단가를 줄일 수 있고 사이즈를 줄일 수 있다.That is, in the related art, since the switching device and the microcomputer must be used, the production cost and the size are increased. However, the present invention can compensate for the ambient temperature without using the switching device and the microcomputer, thereby reducing the production cost and reducing the size.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990043245A KR20010036291A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990043245A KR20010036291A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010036291A true KR20010036291A (en) | 2001-05-07 |
Family
ID=19614342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990043245A KR20010036291A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010036291A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100765158B1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-10-15 | 주식회사 오카스 | Infrared Signal Detection Circuit and Detecting Method |
-
1999
- 1999-10-07 KR KR1019990043245A patent/KR20010036291A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100765158B1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-10-15 | 주식회사 오카스 | Infrared Signal Detection Circuit and Detecting Method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4005605A (en) | Remote reading infrared thermometer | |
| US3614450A (en) | Apparatus for measuring the amount of a substance that is associated with a base material | |
| US5282685A (en) | Electronic thermometer with redundant measuring circuits and error detection circuits | |
| EP0697104B1 (en) | Strain gage sensor with integral temperature signal | |
| KR101229605B1 (en) | Method and system for measuring and compensating for the case temperature variations in a bolometer based system | |
| GB2343245A (en) | Temperature sensing circuit using thermopile sensor | |
| DE69114502T3 (en) | RADIATION DETECTOR WITH REMOTE TEMPERATURE REFERENCE LOCATION | |
| US20040079888A1 (en) | Infrared detection device | |
| KR20010036291A (en) | Apparatus for compensating a temperature in apparatus for determining the temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor | |
| US3383920A (en) | Circuit for making temperature measurements | |
| KR20010036295A (en) | Apparatus for determining a temperature using a Bolometer type Infrared Rays sensor | |
| JPS63286729A (en) | Thermopile detector | |
| JP3620370B2 (en) | Radiation temperature detector | |
| KR20010036288A (en) | Apparatus and method for determining a temperature using Bolometer type Infrared Rays sensor | |
| JPS5866028A (en) | Light/resistance-value converting element and compensation circuit using the same | |
| KR20010036287A (en) | method for compensating a temperature in apparatus for determining a temperature using a Bolometer type Infrared Rays sensor | |
| KR20010036293A (en) | Apparatus for determining a temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor and method for compensating a sensetivity of the same | |
| US5142150A (en) | Horizon sensor for satellites using superconductor(s) having a high critical temperature | |
| JP3166565B2 (en) | Infrared detection circuit | |
| GB2105460A (en) | Radiation detectors | |
| US4494835A (en) | Polyconductor device for laser beam detection and protection | |
| KR20010036292A (en) | Apparatus and method for determining a temperature using a Bolometer type Ifrared Rays sensor | |
| JP2607800Y2 (en) | Infrared radiation thermometer | |
| KR100838255B1 (en) | Ndir gas sensor with self temperature compensation | |
| JP3040048B2 (en) | Radiant heat sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |