KR20050035028A

KR20050035028A - Terrestrial magnetism sensor

Info

Publication number: KR20050035028A
Application number: KR1020030070856A
Authority: KR
Inventors: 김훈
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2003-10-11
Filing date: 2003-10-11
Publication date: 2005-04-15

Abstract

본 발명은 정확한 피씨비(PCB : Printed Circuit Board) 패턴(Pattern) 방식으로 지자기 센서를 구현하여, 센서의 회전에 따른 반응속도 및 정확도를 높이고, 미소 전압의 변동을 증폭시켜 감지함으로써 감지능력을 상승시키며, 패턴방식에 의한 전자적인 검지방식으로 인해 기계적인 마모가 없어 불량률을 감소시키고, 패턴 방식으로 인한 생산이 자동화가 가능하여 생산성을 향상시키도록 한 것으로, 상부패턴모듈과 하부패턴모듈사이에 강자성체코어를 설치하되, 상기 상부패턴모듈은 상부엑스패턴기판과 상부와이패턴기판 및 상부드라이브패턴기판을 순차적으로 적층시켜 형성하고, 상기 하부패턴모듈은 하부드라이브패턴기판과 하부엑스패턴기판 및 하부와이패턴기판을 순차적으로 적층시켜 형성하며, 상기 상부엑스패턴기판과 상부와이패턴기판 및 하부엑스패턴기판과 하부와이패턴기판이 각각 서로 직교되도록 설치하고, 미세코일이 상기 상부드라이브패턴과 하부드라이브패턴의 홀을 번갈아 관통하면서 상기 강자성체코어를 감싸도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 지자기 센서에 관한 것이다.The present invention implements a geomagnetic sensor in an accurate printed circuit board (PCB) pattern, improves the reaction speed and accuracy according to the rotation of the sensor, and amplifies the fluctuation of the minute voltage to increase the sensing ability. The electronic detection method by the pattern method reduces the wear rate without mechanical wear, and the production by the pattern method is possible to increase the productivity by automating the ferromagnetic core between the upper pattern module and the lower pattern module. The upper pattern module is formed by sequentially stacking an upper X pattern substrate, an upper Y pattern substrate, and an upper drive pattern substrate, and the lower pattern module is a lower drive pattern substrate, an lower X pattern substrate, and a lower Y pattern substrate. Formed by sequentially stacking the upper X pattern substrate, the upper Y pattern substrate, and the lower portion The X-pattern substrate and the lower Y-pattern substrate are installed so as to be perpendicular to each other, and the fine coil is installed to surround the ferromagnetic core while passing through the holes of the upper drive pattern and the lower drive pattern alternately will be.

Description

Geomagnetic Sensors {Terrestrial Magnetism Sensor}

본 발명은 지자기 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안정화되고 정확한 피씨비(PCB : Printed Circuit Board) 패턴(Pattern) 방식으로 지자기 센서를 구현한 것으로서, 센서의 회전에 따른 반응속도 및 정확도를 높이고, 미소 전압의 변동을 증폭시켜 감지함으로써 감지능력을 상승시키며, 패턴방식에 의한 전자적인 검지방식으로 인해 기계적인 마모가 없어 불량률을 감소시키고, 패턴 방식으로 인한 생산이 자동화가 가능하여 생산성을 향상시키도록 한 것이다.The present invention relates to a geomagnetic sensor, and more particularly, to implementing a geomagnetic sensor in a stabilized and accurate PCB pattern (PCB) pattern method, to increase the reaction speed and accuracy according to the rotation of the sensor, Amplification of voltage fluctuation increases the detection capability, and the electronic detection method by the pattern method reduces mechanical failure due to the absence of mechanical wear, and the production by the pattern method can be automated to improve productivity. will be.

일반적으로, 항공기나 선박 등에 적용되는 항법시스템에서, 가장 중요한 것 중에 하나가 해당 항공기 또는 선박의 위치를 결정하는 것이며, 이러한 위치 결정을 위해 3군데 이상의 전파원으로부터 신호를 수신받아 전파의 도달 시간 등을 측정하여 위치를 결정하게 된다.In general, in the navigation system applied to an aircraft or a vessel, one of the most important is to determine the position of the aircraft or vessel, and to receive the signal from three or more radio sources to determine the position, the arrival time of the radio wave, etc. The position is determined by measuring.

여기서, 상기한 전파원으로는 가장 널리 알려진 지피에스(GPS : Global Positioning System)용 인공위성이 있으며, 상기 지피에스위성으로부터 전송되는 전파를 수신하는 수신기를 이용하여 위치를 결정하게 된다.Here, the radio wave source is the most widely known satellite for GPS (GPS), the position is determined by using a receiver for receiving the radio wave transmitted from the GPS satellite.

최근 들어, 상기와 같은 위치결정방법을 적용한 차량항법시스템(CNS : Car Navigation System)이 개발되어 보급되고 있으며, 위치결정을 위한 전파원으로부터 전송되는 전파를 수신하는 수신기가 차량에 탑재되어 있으며, 차량의 진행방향을 감지하는 지자기 센서 등의 부가적인 센서들을 추가로 탑재하여 차량항법시스템을 운용하고 있다.Recently, a car navigation system (CNS: Car Navigation System) applying the above positioning method has been developed and spread, and a receiver that receives radio waves transmitted from a radio source for positioning is mounted on a vehicle. The vehicle navigation system is operated by additionally installing additional sensors such as a geomagnetic sensor that detects the direction of travel.

여기서, 상기 지자기 센서는 도 3에 나타난 바와 같이, 강자성체인 링코어(Ring Core)(54)를 따라 드라이브코일(Drive Coil)(53)이 감겨져 있으며, 상기 링코어(54)의 중심에서 직교하는 엑스코일(X-coil)(51) 및 와이코일(Y-coil)(52)이 감겨져 구성된다.As shown in FIG. 3, the geomagnetic sensor has a drive coil 53 wound around a ring core 54, which is a ferromagnetic material, and is orthogonal to the center of the ring core 54. The X-coil 51 and the Y-coil 52 are wound.

상기한 구성에 의한 지자기 센서의 동작원리를 설명하면, 드라이브코일(53)에 전압을 인가하여 링코어(54)에 자력선을 발생시키면, 상기 링코어(54)에 발생되는 자력과 지자기가 합성된 유도전압이 엑스코일(51) 및 와이코일(52)을 통해 측정되며, 상기 측정되는 유도전압의 전위차에 의해 방향을 감지한다.Referring to the operation principle of the geomagnetic sensor according to the above configuration, if a magnetic force line is generated in the ring core 54 by applying a voltage to the drive coil 53, the magnetic force and geomagnetic generated in the ring core 54 is synthesized. Induced voltage is measured through the X coil 51 and the Wei coil 52, and senses the direction by the potential difference of the measured induced voltage.

그러나 상기와 같은 코일형 지자기 센서는 차량이 회전할 경우 그 방향을 감지하는 반응시간이 느리고, 엑스코일(51) 및 와이코일(52)의 직교율 오차로 인하여 감지 능력이 떨어지며, 사용되는 코일의 선경(두께)을 일정하게 유지시키지 못할 경우 지자기의 측정량이 달라짐으로써, 정확도가 떨어지게 되어 불량률이 높아지며, 코일의 사용으로 인하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, the coil-type geomagnetic sensor as described above has a slow response time for detecting the direction when the vehicle rotates, and has a poor sensing capability due to the orthogonal error of the X-coil 51 and the Y-coil 52. If the wire diameter (thickness) is not kept constant, the measurement amount of the geomagnetism is changed, the accuracy is lowered, the defect rate is increased, there is a problem that the productivity is reduced due to the use of the coil.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 안정화되고 정확한 피씨비(PCB : Printed Circuit Board) 패턴(Pattern) 방식으로 지자기 센서를 구현함으로써, 센서의 회전에 따른 반응속도 및 정확도를 높이고, 미소 전압의 변동을 증폭시켜 감지함으로써 감지능력을 상승시킬 수 있는 지자기 센서를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, by implementing a geomagnetic sensor in a stabilized and accurate PCB pattern (PCB) pattern (Pattern) method, the reaction speed and accuracy according to the rotation of the sensor It is to provide a geomagnetic sensor that can increase the detection ability by increasing the detection, amplifying the fluctuation of the minute voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지자기 센서는, 상부패턴모듈과 하부패턴모듈사이에 강자성체코어를 설치하되, 상기 상부패턴모듈은 상부엑스패턴기판과 상부와이패턴기판 및 상부드라이브패턴기판을 순차적으로 적층시켜 형성하고, 상기 하부패턴모듈은 하부드라이브패턴기판과 하부엑스패턴기판 및 하부와이패턴기판을 순차적으로 적층시켜 형성하며, 상기 상부엑스패턴기판과 상부와이패턴기판 및 하부엑스패턴기판과 하부와이패턴기판이 각각 서로 직교되도록 설치하고, 미세코일이 상기 상부드라이브패턴과 하부드라이브패턴의 홀을 번갈아 관통하면서 상기 강자성체코어를 감싸도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.The geomagnetic sensor according to the present invention for achieving the above object, a ferromagnetic core is installed between the upper pattern module and the lower pattern module, the upper pattern module sequentially the upper X pattern substrate, the upper Y pattern substrate and the upper drive pattern substrate The lower pattern module is formed by sequentially stacking a lower drive pattern substrate, a lower X pattern substrate, and a lower Y pattern substrate, and the upper X pattern substrate, an upper Y pattern substrate, a lower X pattern substrate, and a lower pattern pattern substrate. The Y-pattern substrates are installed so as to be perpendicular to each other, and the fine coil is installed to surround the ferromagnetic core while alternately penetrating the holes of the upper drive pattern and the lower drive pattern.

이하에서 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.In the following description of the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, when it is determined that the detailed description of the related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Do it.

도 1은 본 발명에 의한 지자기 센서의 부분절개 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 지자기 센서의 결합사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view of a geomagnetic sensor according to the present invention, Figure 2 is a combined perspective view of the geomagnetic sensor according to the present invention.

원형으로 형성된 강자성체코어(3)의 상하부에는 상부드라이브패턴기판(13)과 하부드라이브패턴기판(23)을 설치하되, 상기 상부드라이브패턴기판(13) 및 하부드라이브패턴기판(23)에는 양 종단에 기판을 관통하는 홀이 형성된 패턴을 상기 강자성체코어(3)에 대하여 45°의 각도를 갖으면서 강자성체코어(3)를 따라 형성된다.An upper drive pattern substrate 13 and a lower drive pattern substrate 23 are installed on upper and lower portions of the ferromagnetic core 3 formed in a circular shape, and the upper drive pattern substrate 13 and the lower drive pattern substrate 23 are provided at both ends. A pattern having a hole passing through the substrate is formed along the ferromagnetic core 3 with an angle of 45 ° with respect to the ferromagnetic core 3.

이때, 상기 상부드라이브패턴기판(13)과 하부드라이브패턴기판(23)에 형성된 홀의 위치는 동일하면서 패턴의 방향은 서로 달리하여 번갈이 형성되도록 한다.At this time, the positions of the holes formed in the upper drive pattern substrate 13 and the lower drive pattern substrate 23 are the same, but the directions of the patterns are different from each other so that alternate patterns are formed.

그리고 상기 상부드라이브패턴기판(13)과 하부드라이브패턴기판(23)을 번갈아 관통하면서 강자성체코어(3)를 감싸도록 미세코일(4)을 설치하되, 상기 상부드라이브패턴기판(13)과 하부드라이브패턴기판(23)에 패턴으로 연결되지 못한 홀과 홀 사이를 연결하도록 설치한다.The micro-coil 4 is installed to alternately penetrate the upper drive pattern substrate 13 and the lower drive pattern substrate 23 to surround the ferromagnetic core 3, and the upper drive pattern substrate 13 and the lower drive pattern are provided. The substrate 23 is installed so as to connect between the holes and the holes that are not connected in a pattern.

그리고 상기 상부드라이브패턴기판(13)의 상부에는 가상의 원주를 따라 형성된 홀을 일정방향으로 평행하게 형성한 패턴에 의하여 연결되도록 한 상부와이패턴기판(12)을 적층시키고, 상기 상부와이패턴기판(12)의 상부에는 상부와이패턴기판(12)에 형성한 패턴과 직교되도록 패턴을 형성한 상부엑스패턴기판(11)을 적층시킨다.The upper Y pattern substrate 12 is stacked on the upper part of the upper drive pattern substrate 13 so as to be connected by a pattern in which holes formed along a virtual circumference are formed in parallel in a predetermined direction, and the upper Y pattern substrate ( The upper X pattern substrate 11 having the pattern formed thereon is stacked on the upper portion of the upper portion 12 so as to be orthogonal to the pattern formed on the upper Y pattern substrate 12.

또한 상기 하부드라이브패턴기판(23)의 하부에는 하부엑스패턴기판(21)과 하부와이패턴기판(22)을 순차적으로 적층시키되, 상기 상부엑스패턴기판(11)과 상부와이패턴기판(12) 또는 하부엑스패턴기판(21)과 하부와이패턴기판(22)은 각각 직교되도록 설치되도록 하며, 그 적층 순서는 당업자의 요구에 따라 달리할 수 있음은 물론이다.In addition, the lower X pattern substrate 21 and the lower Y pattern substrate 22 may be sequentially stacked on the lower drive pattern substrate 23, and the upper X pattern substrate 11 and the upper Y pattern substrate 12 may be stacked. The lower X pattern substrate 21 and the lower Y pattern substrate 22 are installed to be orthogonal to each other, and the stacking order thereof may be varied according to the needs of those skilled in the art.

그리고 상기 상부엑스패턴기판(11)과 상부와이패턴기판(12) 및 상부드라이브패턴기판(13)으로 형성된 상부패턴모듈(1)과, 상기 하부드라이브패턴기판(23)과 하부엑스패턴기판(21) 및 하부와이패턴기판(22)으로 형성된 하부패턴모듈(2)은, 측정되는 유도전압 신호의 전위차를 분석하여 방향을 산출하는 씨피유(CPU : Central Processing Unit)(도시하지 않음)와 전기적으로 연결되며, 상기 각각의 기판에 형성된 패턴은 기판의 상하부면에 동일하게 형성하거나 한쪽면에만 형성할 수 있으며, 각 기판들의 전기적인 연결 등은 당업자의 요구에 따라 기본 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.The upper pattern module 1 formed of the upper X pattern substrate 11, the upper Y pattern substrate 12, and the upper drive pattern substrate 13, the lower drive pattern substrate 23, and the lower X pattern substrate 21. And the lower pattern module 2 formed of the lower Y pattern substrate 22 are electrically connected to a CPU (Central Processing Unit) (not shown) that analyzes the potential difference of the induced voltage signal to calculate a direction. The patterns formed on the substrates may be the same on the upper and lower surfaces of the substrate, or may be formed only on one side thereof, and the electrical connection of the substrates may be variously modified without departing from the basic concept according to the requirements of those skilled in the art. This is possible.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 정확한 피씨비 패턴 방식으로 반응속도 및 정확도를 높이고, 잡음성분의 제거가 용이하여 미소 전압의 변동을 증폭시켜 감지함으로써 감지능력을 상승시키며, 패턴방식에 의한 전자적인 검지방식으로 인해 기계적인 마모가 없어 불량률을 감소시키고, 패턴 방식으로 인한 생산이 자동화가 가능하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to increase the reaction speed and accuracy by the accurate PC ratio pattern method, and to easily remove the noise component to amplify and detect the fluctuation of the small voltage, thereby increasing the detection capability, and the electronic detection by the pattern method. There is no mechanical wear due to the method to reduce the defective rate, and the production by the pattern method can be automated to increase the productivity.

도 1은 본 발명에 의한 지자기 센서의 부분절개 사시도.1 is a partial cutaway perspective view of a geomagnetic sensor according to the present invention;

도 2는 본 발명에 의한 지자기 센서의 결합사시도.Figure 2 is a perspective view of the geomagnetic sensor combined according to the present invention.

도 3은 종래의 지자기 센서의 평면도.3 is a plan view of a conventional geomagnetic sensor.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing

A : 지자기 센서A: Geomagnetic Sensor

1 : 상부패턴모듈 2 : 하부패턴모듈1: upper pattern module 2: lower pattern module

3 : 강자성체코어 4 : 미세코일3: ferromagnetic core 4: fine coil

11 : 상부엑스패턴기판 12 : 상부와이패턴기판11: upper X pattern substrate 12: upper Y pattern substrate

13 : 상부드라이브패턴기판13: upper drive pattern board

21 : 하부엑스패턴기판 22 : 하부와이패턴기판21: lower X pattern substrate 22: lower Y pattern substrate

23 : 하부드라이브패턴기판23: lower drive pattern board

Claims

The ferromagnetic core 3 is installed between the upper pattern module 1 and the lower pattern module 2,

The upper pattern module 1 is formed by sequentially stacking the upper X pattern substrate 11, the upper Y pattern substrate 12, and the upper drive pattern substrate 13.

The lower pattern module 2 is formed by sequentially stacking the lower drive pattern substrate 23, the lower X pattern substrate 21, and the lower Y pattern substrate 22.

The upper X pattern substrate 11, the upper Y pattern substrate 12, and the lower X pattern substrate 21 and the lower Y pattern substrate 22 are installed to be orthogonal to each other.

Geomagnetic sensor, characterized in that the fine coil (4) is installed to surround the ferromagnetic core (3) while passing through the holes of the upper drive pattern (13) and the lower drive pattern (23) alternately.