KR20140018653A - Displacement sensor and method for detecting displacement using thereof - Google Patents

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KR20140018653A
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고영훈
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주식회사 실리콘웍스
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Abstract

A displacement sensor and a method for detecting displacement using the same are disclosed. According to an embodiment of the present invention, the displacement sensor comprises: a coupler element which can perform a motion mutually associated with the position of a component; a transmitting coil which is excited by a excitation signal in order to generate electromagnetic radiation; at least one receiving coil which generates a receiving signal through inductive combination with the transmitting coil according to the shielding of the electromagnetic radiation by the coupler element; and two reference coils which generate individual reference signals irrelevant to the position of the coupler element through inductive combination with the transmitting coil. The two reference coils are placed by considering the shape of the coupler element or generate reference signals having a signal change amount different from each other according to changes in a gap from the coupler element. The two reference coils also generate a compensation signal, which includes information on the gap where common mode elements are removed, using a ratio of addition to subtraction for the two reference signals. In addition, a signal processing unit is further included to sense the displacement corresponding to the position of the component by considering the gap in order to compensate for the common mode elements and the gap error and improve accuracy in sensing the displacement. [Reference numerals] (130,BB) Area A; (140,AA) Area B

Description

변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법 {Displacement sensor and method for detecting displacement using thereof}Displacement sensor and method of detecting displacement using the same

본 발명은 변위 센서와 이를 이용한 변위 감지에 대한 것으로, 상세하게는 두 개의 기준 코일로부터 생성되는 커플러 소자의 위치와 무관한 기준 신호를 이용하여 공통 모드 요소와 갭 오차를 함께 보상할 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement sensor and a displacement sensor using the displacement sensor. More particularly, the present invention relates to a displacement sensor which can compensate a common mode element and a gap error by using a reference signal irrespective of a position of a coupler element generated from two reference coils And a displacement detection method using the same.

자동차에서, 스로틀 페달(throttle pedal)등의 부품은 통상 케이블에 의해 엔진 스로틀에 기계적으로 연결되어 있다. 그렇지만, 보다 최신의 자동차에서는, 스로틀 위치 센서가 기계적으로 스로틀 페달에 연결되어 이 스로틀 페달의 눌림 정도를 나타내는 전기 출력 신호를 발생시킨다. 이러한 시스템을 흔히 "플라이 바이 와이어(fly-by-wire)" 시스템이라고 한다.In automobiles, components such as throttle pedals are typically mechanically connected to the engine throttle by a cable. However, in more modern cars, the throttle position sensor is mechanically connected to the throttle pedal to generate an electrical output signal indicating the degree of depression of the throttle pedal. Such a system is often referred to as a "fly-by-wire" system.

한 유형의 스로틀 위치 센서에서는, 송신 코일 또는 여기 코일(exciter coil)이 고주파원에 의해 여기되어 송신 코일이 전자기 방사를 발생시키게 된다. 이 송신 코일은 원형 패턴으로 배치되어 있으나, 다른 패턴 구성이 대신 사용될 수도 있다.In one type of throttle position sensor, the transmitting coil or the exciter coil is excited by a high frequency source, causing the transmitting coil to generate electromagnetic radiation. The transmission coil is arranged in a circular pattern, but another pattern configuration may be used instead.

수신 코일 또한 송신 코일 근방에 있는 위치 센서에 배치된다. 따라서, 송신 코일이 여기되면, 수신 코일은 송신 코일과의 유도 결합(inductive coupling)으로 인해 출력 신호를 발생시키게 된다.The receiving coil is also disposed in the position sensor in the vicinity of the transmitting coil. Thus, when the transmit coil is excited, the receive coil generates an output signal due to inductive coupling with the transmit coil.

스로틀의 위치를 나타내는 출력 신호를 발생시키기 위해, 위치 센서에 커플러 소자가 회전 가능하게 장착되어 스로틀 페달의 눌림 및 해제와 동기화되어 회전한다. 커플러 소자는 송신 코일 및 수신 코일 모두의 위치에 중첩되어 있다. 결과적으로, 커플러 소자의 이동 또는 회전 시 송신 코일과 수신 코일 간의 유도 커플링이 가변하게 된다.In order to generate an output signal indicative of the position of the throttle, a coupler element is rotatably mounted on the position sensor and rotated in synchronization with the depression and release of the throttle pedal. The coupler elements are superimposed on the positions of both the transmitting coil and the receiving coil. As a result, the inductive coupling between the transmitting coil and the receiving coil during the movement or rotation of the coupler element becomes variable.

이런 유도 커플링의 변화에 의하여 생성되는 수신 코일의 출력 신호는 커플러 소자의 각 위치(angular position) 또는 선형 위치(linear position) 및 커플러 소자에 기계적으로 결합되어 있는 부품 위치의 함수로서 가변한다.The output signal of the receiving coil produced by this change of inductive coupling varies as a function of the angular position or linear position of the coupler element and the position of the part mechanically coupled to the coupler element.

하지만, 수신 코일의 출력 신호는 공통 모드 요소(common mode factors)와 제조 편차 등에 의해 발생될 수 있는 커플러 소자와 송신(또는 수신) 코일 사이의 갭(gap)에 의하여 변화되기 쉽다.However, the output signal of the receive coil is susceptible to change by a gap between the coupler element and the transmit (or receive) coil, which may be caused by common mode factors and manufacturing variations.

여기서, 공통 모드 요소는 송신 코일에 인가되는 여기 전압의 변화, 수신 노이즈를 포함하는 주변 전자기장, 온도 변화 등을 포함할 수 있다.Here, the common mode element may include a change in the excitation voltage applied to the transmission coil, a surrounding electromagnetic field including reception noise, a temperature change, and the like.

수신 코일의 출력 신호는 공통 모드 요소와 갭 오차에 의하여 변화될 수 있으며, 정확한 변위를 감지하는데 있어서 이에 대한 변화들을 보정하는 것이 매우 중요하다.
The output signal of the receiving coil can be changed by the common mode element and the gap error, and it is very important to correct the changes in detecting the accurate displacement.

따라서, 공통 모드 요소와 갭 오차를 함께 보정하여 변위를 감지할 수 있는 변위 센서의 필요성이 대두된다. Therefore, there is a need for a displacement sensor capable of detecting a displacement by correcting the common mode element and the gap error together.

한국공개특허 제2007-0009684호 (공개일 2007.01.18)Korean Published Patent Application No. 2007-0009684 (Published January 18, 2007) 한국공개특허 제2008-0021819호 (공개일 2008.03.07)Korean Published Patent Application No. 2008-0021819 (Published on Mar. 07, 2008) 한국공개특허 제2010-0083152호 (공개일 2010.07.21)Korea Patent Publication No. 2010-0083152 (published on July 21, 2010)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 커플러 소자의 위치와 무관한 기준 신호를 생성하는 두 개의 기준 코일을 이용하여 공통 모드 요소와 갭 오차를 함께 보상할 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a displacement sensor capable of compensating a common mode element and a gap error by using two reference coils for generating a reference signal irrespective of a position of a coupler element. And a displacement detection method using the same.

또한, 본 발명은 공통 모드 요소와 갭 오차를 함께 보상함으로써, 변위 감지의 정확성을 향상시킬 수 있는 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a displacement sensor capable of improving the accuracy of displacement detection by compensating common mode elements and gap errors, and a displacement sensing method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 센서는 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일; 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 수신 신호를 생성하는 적어도 하나 이상의 수신 코일; 및 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 상기 커플러 소자의 위치와 무관한 각각의 기준 신호를 생성하는 두 개의 기준 코일을 포함한다.In order to accomplish the above object, a displacement sensor according to an embodiment of the present invention includes a movable coupler element correlating with a part position; A transmit coil excited by an excitation signal to produce electromagnetic radiation; At least one receiving coil for generating a receiving signal by inductive coupling with the transmitting coil due to shielding of the electromagnetic radiation by the coupler element; And two reference coils for generating respective reference signals irrespective of the positions of the coupler elements by inductive coupling with the transmission coil.

상기 두 개의 기준 코일은 상기 커플러 소자의 형태를 고려하여 배치될 수도 있고, 상기 커플러 소자와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다른 기준 신호를 생성할 수도 있다.The two reference coils may be disposed in consideration of the shape of the coupler element, or may generate a reference signal having a different amount of signal variation depending on the gap change with the coupler element.

나아가, 본 발명은 두 개의 상기 기준 신호에 대한 차와 합의 비율을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하고, 상기 생성된 상기 보상 신호와 상기 수신 신호를 이용하여 상기 갭을 고려한 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, a compensation signal including information on a gap in which a common mode element has been removed is generated by using a difference and a sum ratio of two reference signals, and using the generated compensation signal and the reception signal And a signal processing unit for sensing a displacement corresponding to the position of the part in consideration of the gap.

상기 수신 코일은 접지(GND)를 공유하며, 각각의 수신 신호를 생성하는 두 개의 수신 코일을 포함하고, 상기 신호 처리부는 두 개의 상기 수신 신호의 차와 합의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지할 수 있다.Wherein the reception coil includes two reception coils sharing a ground (GND) and generating respective reception signals, and the signal processing unit is configured to calculate a sum of the sum of the two reception signals, The displacement corresponding to the part position can be detected.

상기 수신 코일은 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 가지며, 플로팅(floating) 상태의 두 단자를 포함하는 한 개의 수신 코일을 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 수신 신호와 두 개의 상기 기준 신호 중 어느 하나의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지할 수 있다.Wherein the receiving coil includes two receiving coils having two loops having different winding directions and including two terminals in a floating state and the signal processing unit is operable to receive either one of the receiving signal and the two reference signals And a displacement corresponding to the part position using the compensation signal.

상기 수신 코일은 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 가지며, 플로팅 상태의 두 단자를 포함하는 두 개의 수신 코일을 포함하고, 상기 신호 처리부는 두 개의 상기 수신 코일로부터 생성된 수신 신호들의 차와 두 개의 상기 기준 신호 중 어느 하나의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지할 수 있다.
Wherein the receiving coil includes two receiving coils having two loops having different winding directions and including two terminals in a floating state, and the signal processing unit includes a difference between the difference between the receiving signals generated from the two receiving coils, A ratio of any one of the reference signals, and a displacement corresponding to the component position using the compensation signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 감지 방법은 부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 및 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일을 포함하는 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 있어서, 상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과 적어도 하나 이상의 수신 코일 간의 유도 결합에 의하여 상기 수신 코일로부터 수신 신호를 생성하는 단계; 상기 송신 코일과 두 개의 기준 코일의 유도 결합에 의하여 상기 두 개의 기준 코일로부터 상기 커플러 소자의 위치와 무관한 두 개의 기준 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 상기 두 개의 기준 신호에 대한 차와 합의 비율을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 상기 보상 신호와 상기 수신 신호를 이용하여 상기 갭을 고려한 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 단계를 포함한다.A displacement sensing method in accordance with an embodiment of the present invention includes a movable coupler element correlated with a component location; And a displacement coil including a transmission coil excited by an excitation signal to generate electromagnetic radiation, the displacement detection method comprising the steps of: inducing between the transmission coil and at least one reception coil due to shielding of the electromagnetic radiation by the coupler element; Generating a received signal from the receive coil by coupling; Generating two reference signals independent of a position of the coupler element from the two reference coils by inductively coupling the transmission coil and the two reference coils; Generating a compensation signal including information on a gap from which the common mode element is removed by using the difference and the sum ratio of the two reference signals; And sensing a displacement corresponding to the position of the part considering the gap using the generated compensation signal and the received signal.

상기 두 개의 기준 신호를 생성하는 단계는 상기 커플러 소자와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다른 기준 신호를 생성할 수 있다.The generating of the two reference signals may generate a reference signal having a different amount of signal variation according to a gap change with the coupler element.

본 발명에 따르면, 커플러 소자의 위치에 독립적인 두 개의 기준 신호를 이용하여 공통 모드 요소와 갭 오차를 함께 보상할 수 있기 때문에 변위 센서에 의해 감지되는 부품의 변위 감지 정확성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the common mode element and the gap error can be compensated by using two reference signals independent of the position of the coupler element, it is possible to improve the displacement detection accuracy of the component sensed by the displacement sensor.

보다 상세하게, 본 발명은 두 개의 기준 신호의 차와 합의 비율을 이용하는 ratio-metric 기반의 방식을 사용하여 기준 신호에 대한 공통 모드 요소를 제거하고, 커플러 소자와 수신 코일 또는 송신 코일 간의 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성함으로써, 갭 오차에 따라 발생될 수 있는 부품의 변위 오차를 줄일 수 있다. More particularly, the present invention eliminates the common mode component for the reference signal using a ratio-metric-based scheme that utilizes the difference between the two reference signals and the sum ratio, and determines the gap between the coupler element and the receive coil or transmit coil By generating a compensation signal containing information, it is possible to reduce a displacement error of a component that can be generated according to a gap error.

또한, 본 발명은 두 개의 기준 신호를 이용하여 기준 신호의 공통 모드 오차를 제거하고, 이를 통해 갭 오차를 보상할 수 있는 보상 신호를 생성함으로써, 제품 제조 시 발생될 수 있는 갭 오차, 마모에 의해 발생될 수 있는 갭 오차를 보상할 수 있고, 따라서 변위 감지가 정확해 지며, 변위 감지에 따른 동작의 신뢰성이 높아질 수 있다.Also, according to the present invention, a common mode error of a reference signal is eliminated by using two reference signals, and a compensation signal capable of compensating for a gap error is generated by the common signal, thereby reducing gap errors and wear It is possible to compensate for the gap error that can be generated, so that the displacement detection becomes accurate, and the reliability of the operation according to the displacement detection can be enhanced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 코일과 수신 코일에 대한 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 기준 코일들과 커플러를 함께 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 수신 코일 구조에 대한 다른 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 수신 코일 구조에 대한 또 다른 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a structure of a displacement sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a structure of a reference coil and a reception coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the reference coils and the coupler shown in FIG. 2 together.
Fig. 4 shows another embodiment of the receiving coil structure of the present invention.
Fig. 5 shows another embodiment of the receive coil structure of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of detecting a displacement using a displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the term "comprising" or " comprising " is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 센서 및 이를 이용한 변위 감지 방법을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a displacement sensor according to an embodiment of the present invention and a displacement sensing method using the same will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 코일과 수신 코일에 대한 구조를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2에 도시된 기준 코일들과 커플러를 함께 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a structure of a displacement sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a structure of a reference coil and a reception coil according to an embodiment of the present invention. The reference coils and the coupler are shown together.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 변위 센서는 송신 코일, 두 개의 수신 코일, 두 개의 기준 코일 및 신호 처리부를 포함한다.Referring to Figs. 1 to 3, the displacement sensor includes a transmission coil, two reception coils, two reference coils, and a signal processing unit.

송신 코일(110)은 여기 전원(excitation source)에 의하여 여기되어 송신 신호 즉, 전자기 방사를 생성한다.The transmit coil 110 is excited by an excitation source to produce a transmit signal, i.e., electromagnetic radiation.

이 때, 송신 코일(110)은 원형으로 형성될 수 있고, 수신 코일과의 유도 결합, 기준 코일과의 유도 결합에 의해 수신 코일과 기준 코일 각각으로부터 신호가 생성될 수 있도록 특정 영역에 형성될 수 있다.At this time, the transmitting coil 110 may be formed in a circular shape, and may be formed in a specific region so that signals can be generated from the receiving coil and the reference coil by inductive coupling with the receiving coil and inductive coupling with the reference coil. have.

두 개의 수신 코일(130, 140) 각각은 센터 탭(center-tap)(GND)을 공유하고, 일정 영역 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 수신 코일(130)은 A 영역에 형성되고, 제2 수신 코일(140)은 B 영역에 형성되어 있으며, 송신 코일(110)과의 유도 결합(inductive coupling)에 의하여 수신 신호를 생성한다.Each of the two receiving coils 130 and 140 shares a center-tap (GND), and the first receiving coil 130 is divided into a certain area, for example, as shown in FIG. 2, And a second reception coil 140 is formed in the B region and generates a reception signal by inductive coupling with the transmission coil 110. [

여기서, 유도 결합은 송신 코일 및 수신 코일 모두의 위치에 중첩되어 있는 커플러 소자(120)의 이동 또는 회전에 의하여 가변된다.Here, the inductive coupling is varied by the movement or rotation of the coupler element 120 superimposed on the positions of both the transmission coil and the reception coil.

두 개의 기준 코일(150, 160)은 커플러 소자(120)의 변위에 독립적인 기준 신호를 생성하는 코일로서, 두 개의 기준 코일(150, 160)로부터 생성된 기준 신호(Vref1, Vref2)는 커플러 소자(120)와 송신 코일(110) 또는 수신 코일(130, 140) 간의 갭(또는 간극)에 대한 정보를 생성하는데 사용될 수 있다.The two reference coils 150 and 160 generate a reference signal that is independent of the displacement of the coupler element 120. The reference signals Vref1 and Vref2 generated from the two reference coils 150 and 160 are coupled to the coupler element 120, (Or gaps) between the receiver coil 120 and the transmit coil 110 or the receive coils 130, 140.

즉, 두 개의 기준 코일(150, 160) 각각은 커플러 소자(120)의 의도된 변위에 독립적이고 커플러 소자(120)의 의도하지 않은 변위 예를 들어, 갭에 종속되도록 형성될 수 있으며, 이렇게 형성된 기준 코일의 기준 신호를 이용하여 갭을 보상하기 위한 보상 신호를 생성할 수 있다.That is, each of the two reference coils 150, 160 may be formed independent of the intended displacement of the coupler element 120 and dependent on the unintentional displacement of the coupler element 120, e.g., the gap, A reference signal of the reference coil may be used to generate a compensation signal for compensating the gap.

본 발명에서의 두 개의 기준 코일(150, 160)은 수신 코일이 형성된 영역과 겹치지 않은 내부 영역에 형성되는 제1 기준 코일(150)과 수신 코일의 영역을 모두 포함하도록 형성되는 제2 기준 코일(160)을 포함한다.The two reference coils 150 and 160 of the present invention include a first reference coil 150 formed on an inner region where the receiving coil is formed and a non-overlapping inner region, and a second reference coil 150 formed to include both the receiving coil region 160).

여기서, 제2 기준 코일(160)은 센터 탭을 공유하고 있는 두 개의 수신 코일(130, 140)로부터 생성되는 수신 신호의 합(VA+VB)에 대응하도록 형성될 수 있으며, 커플러 소자(120)가 움직이는 궤도 상의 외측에 형성될 수 있다.Here, the second reference coil 160 may be formed to correspond to the sum (V A + V B ) of the reception signals generated from the two reception coils 130 and 140 sharing the center tap, 120 may be formed on the outer side of the moving orbit.

이 때, 두 개의 기준 코일(150, 160)은 커플러 소자(120)의 형태에 따라 배치될 수 있으며, 커플러 소자(120)와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다른 기준 신호를 생성할 수 있다.In this case, the two reference coils 150 and 160 can be arranged according to the shape of the coupler element 120, and a reference signal having a different amount of signal variation according to the gap change with the coupler element 120 can be generated.

예컨대, 제1 기준 코일(150)은 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 코일(110)에 의하여 생성되는 전자기 방사의 자속 밀도(magnetic flux density)가 높으며 커플러 소자(120)에 의해 모두 가려지는 중심부에 형성될 수 있고, 제2 기준 코일(160)은 전자기 방사의 자속 밀도가 상대적으로 낮으며 커플러 소자(120)의 폴(pole)에 의해 일부 가려지는 가장자리에 형성될 수 있다. 즉, 제1 기준 코일(150)과 제2 기준 코일(160)은 송신 코일(110)로부터 생성되는 전자기 방사의 자속 밀도와 커플러 소자(120)에 의해 가려지는 영역의 차이로 인하여, 갭 변화에 따른 기준 신호의 신호 변화량이 서로 다르게 생성된다.For example, as shown in FIG. 3, the first reference coil 150 has a magnetic flux density of electromagnetic radiation generated by the transmission coil 110, And the second reference coil 160 can be formed at the edge where the magnetic flux density of the electromagnetic radiation is relatively low and is partially obscured by the pole of the coupler element 120. [ That is, the first reference coil 150 and the second reference coil 160 may have a gap change due to the difference between the magnetic flux density of the electromagnetic radiation generated from the transmission coil 110 and the area covered by the coupler element 120 The signal variation of the reference signal is generated differently.

물론, 제1 기준 코일(150)이 커플러 소자(120)에 의해 모두 가려지도록 형성되지 않고, 커플러 소자(120)에 의해 일부만이 가려지도록 형성될 수도 있는데, 이 경우에도 갭 변화에 따른 제1 기준 코일(150)에 대한 기준 신호의 신호 변화량이 제2 기준 코일(160)에 대한 기준 신호의 신호 변화량과 서로 다르게 생성되어야 한다.Of course, the first reference coil 150 may not be formed so as to be completely covered with the coupler element 120, but may be formed so as to be partially covered by the coupler element 120. In this case, The signal change amount of the reference signal with respect to the coil 150 must be different from the signal change amount of the reference signal with respect to the second reference coil 160. [

신호 처리부(170)는 두 개의 수신 코일(130, 140)로부터 생성되는 수신 신호, 두 개의 기준 코일(150, 160)로부터 생성되는 기준 신호를 수신하고, 수신된 두 개의 기준 신호의 차와 합의 비율 즉, (Vref1-Vref2)/(Vref1+Vref2)을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하며, 두 개의 수신 신호의 차와 합의 비율, 및 생성된 보상 신호를 이용하여 부품 위치에 해당하는 커플러 소자의 변위를 감지한다.The signal processing unit 170 receives a reception signal generated from the two reception coils 130 and 140 and a reference signal generated from the two reference coils 150 and 160. The difference between the difference between the two reference signals and the sum ratio That is, by using (Vref1-Vref2) / (Vref1 + Vref2), a compensation signal including information on a gap from which the common mode element has been eliminated is generated, and the difference between the two received signals and the sum ratio, The displacement of the coupler element corresponding to the part position is detected.

이 때, 신호 처리부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 센터 탭을 공유하는 두 개의 수신 코일(130, 140)로부터 두 개의 수신 신호(VA, VB)가 수신되는 경우, 수신 신호의 차(VA-VB)와 합(VA+VB)의 비율 즉, (VA-VB)/(VA+VB)을 이용하여 수신 신호에서 공통 모드 요소를 제거하고, 보상 신호를 이용하여 커플러 소자(120)와 송신 코일(110) 또는 수신 코일(130, 140) 간의 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 커플러 소자(120)의 변위를 감지할 수 있다.2, when two reception signals V A and V B are received from two reception coils 130 and 140 sharing a center tap, the signal processor 170 generates a reception signal the difference (V a -V B) and the sum (V a + V B) ratio that is, (V a -V B) / using (V a + V B) to remove the common-mode component from the received signals, and The displacement of the coupler element 120 corresponding to the position of the component in consideration of the gap between the coupler element 120 and the transmission coil 110 or the reception coils 130 and 140 can be sensed using the compensation signal.

즉, 신호 처리부(170)는 ratio-metric 방식을 이용하여 기준 신호에서 공통 모드 요소를 제거하여 갭에 대한 정보를 포함하는 신호만이 남겨지는데, 이는 기준 신호가 갭에 대해서만 종속적인 신호이기 때문이다. That is, the signal processing unit 170 removes the common mode element from the reference signal using the ratio-metric method, leaving only the signal including the information on the gap, since the reference signal is a signal that is dependent only on the gap .

신호 처리부(170)는 다시 ratio-metric 방식을 이용하여 수신 신호에서 공통 모드 요소를 제거하고, 보상 신호를 이용하여 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 커플러 소자(120)의 변위를 감지할 수 있다.The signal processing unit 170 may remove the common mode element from the received signal using the ratio-metric method, and sense the displacement of the coupler element 120 corresponding to the part position considering the gap using the compensation signal.

이 때, 수신 신호는 갭과 변위에 종속적인 신호이기 때문에 신호 처리부(170)는 갭에 대한 정보와 변위 정보를 이용하여 갭을 고려한 커플러 소자(120)의 정확한 변위를 감지할 수 있다.
Since the received signal is a signal dependent on the gap and the displacement, the signal processing unit 170 can detect the accurate displacement of the coupler element 120 considering the gap by using the gap information and the displacement information.

본 발명에서 수신 코일은 센터 탭을 공유하는 두 개의 수신 코일을 사용할 수도 있지만, 센터 탭을 공유하지 않은 적어도 하나 이상의 수신 코일을 사용할 수도 있으며, 이에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
In the present invention, the receiving coil may use two receiving coils sharing a center tap, but at least one receiving coil not sharing a center tap may be used, and this will be described with reference to FIG. 4 and FIG.

도 4는 본 발명의 수신 코일 구조에 대한 다른 일 실시예를 나타낸 것이다.Fig. 4 shows another embodiment of the receiving coil structure of the present invention.

도 4를 참조하면, 수신 코일은 접지를 사용하지 않은 플로팅(floating) 상태의 두 단자를 포함한다.Referring to FIG. 4, the receiving coil includes two terminals in a floating state without using a ground.

여기서, 수신 코일은 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the receiving coil is formed so as to have two loops whose winding directions are different from each other.

즉, 수신 코일은 제1 방향으로 권선된 제1 루프(410)와 제2 방향으로 권선된 제2 루프(420)를 포함하며, 수신 코일로부터 생성되는 수신 신호(VA -B)는 권선 방향이 서로 다르기 때문에 커플러 소자의 위치에 따라 가변된다.
That is, the receiving coil includes a first loop 410 wound in a first direction and a second loop 420 wound in a second direction, and the received signal V A -B generated from the receiving coil is wound in the winding direction Are different from each other, they are variable depending on the position of the coupler element.

도 5는 본 발명의 수신 코일 구조에 대한 또 다른 일 실시예를 나타낸 것이다.Fig. 5 shows another embodiment of the receive coil structure of the present invention.

도 5를 참조하면, 수신 코일은 접지를 사용하지 않은 플로팅(floating) 상태의 두 단자를 포함하는 두 개의 수신 코일로 이루어진다.Referring to FIG. 5, the receiving coil is composed of two receiving coils including two terminals in a floating state without using a ground.

도 5에 도시된 바와 같이, 수신 코일은 좌측 반원 영역에 형성된 제1 수신 코일(510)과 우측 반원 영역에 형성된 제2 수신 코일(520)의 두 개의 수신 코일을 포함한다.5, the receiving coil includes two receiving coils 510, a first receiving coil 510 formed on the left semicircular region and a second receiving coil 520 formed on the right semicircular region.

제1 수신 코일(510)과 제2 수신 코일(520) 또한 도 4와 마찬가지로, 제1 방향으로 권선된 제1 루프(511, 522)와 제2 방향으로 권선된 제2 루프(512, 521)를 포함함으로써, 커플러 소자의 위치에 따라 가변되는 제1 수신 신호(VA1 -B1)와 제2 수신 신호(VA2 -B2)를 생성한다.
The first receiving coil 510 and the second receiving coil 520 are also connected to the first loop 511 and 522 wound in the first direction and the second loop 512 and 521 wound in the second direction, Thereby generating a first received signal V A1 -B 1 and a second received signal V A2 -B 2 which vary according to the position of the coupler element.

다시 도 1을 참조하여, 수신 코일의 구조가 도 4, 도 5와 같이, 센터 탭을 공유하지 않은 플로팅 상태의 코일 구조를 사용하는 경우, 신호 처리부(170)는 다음과 같은 방법으로 부품 위치에 해당하는 커플러 소자(120)의 변위를 감지할 수 있다.Referring again to Fig. 1, when the structure of the receiving coil is a floating coil structure in which the center tap is not shared, as shown in Figs. 4 and 5, the signal processing unit 170 performs the following process The displacement of the corresponding coupler element 120 can be sensed.

여기서, 신호 처리부(170)는 두 개의 기준 코일로부터 두 개의 기준 신호를 수신하는 것과 기준 신호를 이용하여 보상 신호를 생성하는 것은 동일하기 때문에 보상 신호를 이용하여 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 과정에 대해서만 설명한다.
Here, since the signal processor 170 receives the two reference signals from the two reference coils and generates the compensation signal using the reference signal, the signal processor 170 detects the displacement corresponding to the component position using the compensation signal .

1) 한 개의 플로팅 상태의 수신 코일 구조1) Receiving coil structure with one floating state

신호 처리부(170)는 수신 코일로부터 한 개의 수신 신호(VA -B)만을 수신하기 때문에 수신 신호와 두 개의 기준 신호(Vref1, Vref2) 중 어느 하나의 비율 즉, (VA -B)/ Vref를 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 변위 정보를 획득할 수 있으며, 이렇게 획득된 변위 정보는 보상 신호 즉, (Vref1-Vref2)/(Vref1+Vref2)에 포함된 갭에 대한 정보를 이용하여 보상됨으로써, 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 커플러 소자의 변위를 감지할 수 있다.Since the signal processor 170 receives only one reception signal V A -B from the reception coil, the signal processor 170 calculates the ratio of the reception signal to one of the two reference signals Vref 1 and Vref 2, that is, (V A -B ) / Vref The displacement information obtained by removing the common mode element can be obtained by using the compensation information, and the obtained displacement information is compensated by using the information about the gap included in the compensation signal (Vref1-Vref2) / (Vref1 + Vref2) , It is possible to sense the displacement of the coupler element corresponding to the part position considering the gap.

여기서, Vref는 Vref1 또는 Vref2를 의미한다.
Here, Vref means Vref1 or Vref2.

2) 두 개의 플로팅 상태의 수신 코일 구조2) Receiving coil structure with two floating states

신호 처리부(170)는 수신 코일로부터 두 개의 수신 신호 즉, 제1 수신 신호(VA1 -B1)와 제2 수신 신호(VA2 -B2)를 수신하기 때문에 두 개의 수신 신호 차((VA1 -B1)-(VA2 -B2))와 두 개의 기준 신호(Vref1, Vref2) 중 어느 하나의 비율을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 변위 정보를 획득할 수 있으며, 이렇게 획득된 변위 정보는 보상 신호 즉, (Vref1-Vref2)/(Vref1+Vref2)에 포함된 갭에 대한 정보를 이용하여 보상됨으로써, 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 커플러 소자의 변위를 감지할 수 있다.
A signal processing unit 170 receives two signals since it receives the two received signals, that is, the first received signal (V A1 -B1) and the second received signal (V A2 -B2) from the receiving coil car ((V A1 - B1 ) - (V A2 -B2 ) and the ratio of any one of the two reference signals Vref1 and Vref2 to obtain the displacement information from which the common mode element has been removed. That is, the displacement of the coupler element corresponding to the part position considering the gap can be sensed by using the information about the gap included in (Vref1-Vref2) / (Vref1 + Vref2).

이와 같이, 본 발명에 따른 변위 센서는 두 개의 기준 코일로부터 생성된 두 개의 기준 신호에 대한 ratio-metric 방식을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하고, 적어도 하나의 수신 코일로부터 생성된 적어도 하나의 수신 신호만을 이용한 ratio-metric 방식 또는 수신 신호와 기준 신호를 이용한 ratio-metric 방식을 사용하여 공통 모드 요소가 제거된 변위 정보를 획득한다. 그리고, 획득된 변위 정보를 보상 신호에 포함된 갭에 대한 정보를 이용하여 부품 위치에 해당하는 커플러 소자의 변위를 보상함으로써, 공통 모드 요소와 갭 오차가 보상된 커플러 소자의 변위가 획득될 수 있다.
As described above, the displacement sensor according to the present invention generates a compensation signal including information on a gap in which a common mode element is removed by using a ratio-metric method for two reference signals generated from two reference coils, A ratio-metric method using only one received signal generated from one receiving coil or a ratio-metric method using a received signal and a reference signal to obtain displacement information from which common mode elements have been removed. Then, the displacement of the coupler element compensated for the common mode element and the gap error can be obtained by compensating the displacement of the coupler element corresponding to the component position by using the obtained displacement information on the gap included in the compensation signal .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.6 is a flowchart illustrating a method of detecting a displacement using a displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 변위 감지 방법은 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일과 수신 코일 간의 유도 결합에 의해 각각의 수신 신호를 생성한다(S510).Referring to FIG. 6, the displacement sensing method generates each received signal by inductive coupling between a receiving coil and a transmitting coil that is excited by an excitation signal to generate electromagnetic radiation (S510).

여기서, 수신 코일은 커플러 소자에 의한 전자기 방사의 차폐에 따른 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 수신 신호를 생성한다.Here, the reception coil generates a reception signal by inductive coupling with the transmission coil due to shielding of electromagnetic radiation by the coupler element.

수신 신호를 생성하는 수신 코일은 도 2에 도시된 센터 탭을 공유하는 두 개의 수신 코일, 도 4에 도시된 플로팅 상태의 한 개의 수신 코일, 도 5에 도시된 플로팅 상태의 두 개의 수신 코일 중 어느 하나일 수 있다.The reception coil for generating the reception signal includes two reception coils sharing the center tap shown in Fig. 2, one reception coil in the floating state shown in Fig. 4, and two reception coils in the floating state shown in Fig. 5 It can be one.

마찬가지로, 송신 코일과 두 개의 기준 코일 간의 유도 결합에 의해 커플러 소자의 위치와 무관한 두 개의 기준 신호를 생성한다(S520).Similarly, two reference signals irrelevant to the position of the coupler element are generated by inductive coupling between the transmission coil and the two reference coils (S520).

여기서, 기준 신호는 커플러 소자의 변위에 독립적이고, 커플러 소자와 무관한 변위인 갭에 종속되는 신호로서, 커플러 소자와 송신 코일 또는 수신 코일 간의 갭 변화에 종속적으로 가변될 수 있다.Here, the reference signal is a signal which is independent of the displacement of the coupler element and is dependent on the gap which is displacement independent of the coupler element, and can be varied depending on the gap change between the coupler element and the transmission coil or reception coil.

이 때, 생성되는 두 개의 기준 신호는 커플러 소자와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다를 수 있다.At this time, the two reference signals to be generated may have different amounts of signal variation depending on the gap change with the coupler element.

단계 S510과 S520이 순차적으로 이루어지도록 도시되었지만, 이에 한정되지 않고 병렬적으로 이루어질 수도 있다.Although steps S510 and S520 are shown to be performed sequentially, the present invention is not limited thereto and may be performed in parallel.

단계 S520에서 생성된 두 개의 기준 신호를 이용하여 공통 모드 요소가 제거된, 커플러 소자와 송신 코일 또는 수신 코일 간의 갭 정보를 포함하는 보상 신호를 생성한다(S530).In operation S530, a compensation signal including gap information between the coupler element and the transmission coil or the reception coil, from which the common mode element has been removed, is generated using the two reference signals generated in operation S520.

이 때, 보상 신호는 두 기준 신호의 차와 합의 비율에 의한 ratio-metric 방식에 의하여 생성될 수 있으며, ratio-metric 방식을 사용하면 공통 모드 요소가 제거된다는 것은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 자명하기에 그 상세한 설명은 생략한다.In this case, the compensation signal can be generated by a ratio-metric method based on the difference between the two reference signals, and the ratio-metric method eliminates the common mode element. It is obvious to those skilled in the art A detailed description thereof will be omitted.

따라서, 보상 신호는 기준 신호에서 공통 모드 요소가 제거되며, 갭에 독립적인 기준 신호를 이용하여 생성되기 때문에 갭에 대한 정보를 포함하게 된다.Thus, the compensation signal includes information about the gap since the common mode element is removed from the reference signal and is generated using a reference signal that is independent of the gap.

단계 S530에 의하여, 갭을 보상하기 위한 보상 신호가 생성되면, 보상 신호와 수신 코일로부터 수신된 수신 신호를 이용하여 부품 위치에 해당하는 변위를 감지한다(S540). 즉, 단계 S540은 커플러 소자의 변위에 해당하는 부품 위치를 연산하는 과정이다.When a compensation signal for compensating the gap is generated at step S530, the displacement corresponding to the position of the part is detected using the compensation signal and the reception signal received from the reception coil at step S540. That is, step S540 is a process of calculating the position of the part corresponding to the displacement of the coupler element.

이 때, 단계 S540은 수신 코일의 형태에 따라 변위를 감지하는 방식이 상이할 수 있다. At this time, the method of sensing the displacement according to the shape of the receiving coil may differ in step S540.

일 예로, 수신 코일이 센터 탭을 공유하는 두 개의 수신 코일인 경우, 단계 S540은 두 개의 수신 신호의 차와 합의 비율을 이용하여 수신 신호에서 공통 모드 요소를 제거하고, 공통 모드 요소가 제거된 변위 정보를 획득하며, 획득된 변위 정보에 보상 신호를 이용하여 갭 정보를 적용함으로써, 커플러 소자와 송신 코일 또는 수신 코일 간의 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 변위를 감지한다.For example, if the receive coil is two receive coils sharing a center tap, step S540 removes the common mode element from the received signal using the difference and the sum ratio of the two received signals, And detects the displacement corresponding to the position of the part considering the gap between the coupler element and the transmission coil or the reception coil by applying the gap information to the obtained displacement information using the compensation signal.

다른 일 예로, 수신 코일이 권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 플로팅 상태의 한 개의 수신 코일인 경우, 단계 S540은 수신 신호와 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 비율을 이용하여 수신 신호에서 공통 모드 요소를 제거하고, 공통 모드 요소가 제거된 변위 정보를 획득하며, 획득된 변위 정보에 보상 신호를 이용하여 갭 정보를 적용함으로써, 커플러 소자와 송신 코일 또는 수신 코일 간의 갭을 고려한 부품 위치에 해당하는 변위를 감지한다.
In another example, when the receiving coil is one receiving coil in a floating state including two loops whose winding directions are different from each other, step S540 is a step of determining whether the receiving mode is a common mode The gap information between the coupler element and the transmitting coil or the receiving coil is taken into consideration by removing the element, obtaining the displacement information from which the common mode element has been removed, and applying the gap information using the compensation signal to the obtained displacement information. Detect displacement.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변위 감지 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The method for detecting a displacement according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (12)

부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자;
여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일;
상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 수신 신호를 생성하는 적어도 하나 이상의 수신 코일; 및
상기 송신 코일과의 유도 결합에 의하여 상기 커플러 소자의 위치와 무관한 각각의 기준 신호를 생성하는 두 개의 기준 코일
을 포함하는 변위 센서.A movable coupler element correlating with the component position;
A transmit coil excited by an excitation signal to produce electromagnetic radiation;
At least one receiving coil for generating a receiving signal by inductive coupling with the transmitting coil due to shielding of the electromagnetic radiation by the coupler element; And
And two reference coils for generating respective reference signals irrespective of the position of the coupler element by inductive coupling with the transmission coil,
Displacement sensor comprising a. 제1항에 있어서,
상기 두 개의 기준 코일은
상기 커플러 소자의 형태를 고려하여 배치되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.The method of claim 1,
The two reference coils
Wherein the displacement sensor is arranged in consideration of the shape of the coupler element. 제1항에 있어서,
상기 두 개의 기준 코일은
상기 커플러 소자와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다른 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.The method of claim 1,
The two reference coils
And a reference signal having a different signal change amount according to a gap change with the coupler element. 제1항에 있어서,
두 개의 상기 기준 신호에 대한 차와 합의 비율을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하고, 상기 생성된 상기 보상 신호와 상기 수신 신호를 이용하여 상기 갭을 고려한 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 신호 처리부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.The method of claim 1,
Generating a compensation signal including information on a gap in which a common mode element has been eliminated by using a difference between the two reference signals and a sum ratio, and using the generated compensation signal and the reception signal to consider the gap A signal processing unit for detecting a displacement corresponding to the part position,
Further comprising a displacement sensor. 제4항에 있어서,
상기 수신 코일은
접지(GND)를 공유하며, 각각의 수신 신호를 생성하는 두 개의 수신 코일을 포함하고,
상기 신호 처리부는
두 개의 상기 수신 신호의 차와 합의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.5. The method of claim 4,
The receiving coil
(GND), and includes two receive coils for generating respective receive signals,
The signal processing unit
Wherein a displacement corresponding to the part position is sensed using the difference between the two received signals and the sum ratio and the compensation signal. 제4항에 있어서,
상기 수신 코일은
권선 방향이 서로 다른 두 루프를 가지며, 플로팅(floating) 상태의 두 단자를 포함하는 한 개의 수신 코일을 포함하고,
상기 신호 처리부는
상기 수신 신호와 두 개의 상기 기준 신호 중 어느 하나의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.5. The method of claim 4,
The receiving coil
And a receiving coil having two loops whose winding directions are different from each other and including two terminals in a floating state,
The signal processing unit
Wherein the displacement sensor detects a displacement corresponding to the component position using the ratio of the received signal to either of the two reference signals and the compensation signal. 제4항에 있어서,
상기 수신 코일은
권선 방향이 서로 다른 두 루프를 가지며, 플로팅 상태의 두 단자를 포함하는 두 개의 수신 코일을 포함하고,
상기 신호 처리부는
두 개의 상기 수신 코일로부터 생성된 수신 신호들의 차와 두 개의 상기 기준 신호 중 어느 하나의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
5. The method of claim 4,
The receiving coil
And two receiving coils having two loops whose winding directions are different from each other and including two terminals in a floating state,
The signal processing unit
Wherein the displacement sensor detects a ratio of a difference between reception signals generated from two reception coils and one of two reference signals, and a displacement corresponding to the component position using the compensation signal.
부품 위치와 상호 연관되는 운동 가능한 커플러 소자; 및 여기 신호에 의해 여기되어 전자기 방사를 생성하는 송신 코일을 포함하는 변위 센서를 이용한 변위 감지 방법에 있어서,
상기 커플러 소자에 의한 상기 전자기 방사의 차폐에 따른 상기 송신 코일과 적어도 하나 이상의 수신 코일 간의 유도 결합에 의하여 상기 수신 코일로부터 수신 신호를 생성하는 단계;
상기 송신 코일과 두 개의 기준 코일의 유도 결합에 의하여 상기 두 개의 기준 코일로부터 상기 커플러 소자의 위치와 무관한 두 개의 기준 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 상기 두 개의 기준 신호에 대한 차와 합의 비율을 이용하여 공통 모드 요소가 제거된 갭에 대한 정보를 포함하는 보상 신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 상기 보상 신호와 상기 수신 신호를 이용하여 상기 갭을 고려한 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 단계
를 포함하는 변위 감지 방법.A movable coupler element correlating with the component position; And a displacement coil excited by the excitation signal to generate electromagnetic radiation, the displacement detection method comprising:
Generating a receive signal from the receive coil by inductive coupling between the transmit coil and at least one receive coil in response to shielding of the electromagnetic radiation by the coupler element;
Generating two reference signals independent of a position of the coupler element from the two reference coils by inductively coupling the transmission coil and the two reference coils;
Generating a compensation signal including information on a gap from which the common mode element is removed by using the difference and the sum ratio of the two reference signals; And
Detecting a displacement corresponding to the position of the part considering the gap using the generated compensation signal and the received signal
/ RTI > 제1항에 있어서,
상기 두 개의 기준 신호를 생성하는 단계는
상기 커플러 소자와의 갭 변화에 따라 신호 변화량이 서로 다른 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 방법.The method of claim 1,
The step of generating the two reference signals
And generates a reference signal having a different amount of signal variation according to a gap change with the coupler element. 제8항에 있어서,
상기 수신 신호를 생성하는 단계는
두 개의 수신 코일로부터 두 개의 수신 신호를 생성하고,
상기 변위를 감지하는 단계는
상기 두 개의 수신 신호의 차와 합의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 방법.9. The method of claim 8,
The step of generating the received signal
Two reception signals are generated from two reception coils,
The step of sensing displacement
And detecting a displacement corresponding to the component position using the difference and sum ratio of the two received signals and the compensation signal. 제8항에 있어서,
상기 수신 신호를 생성하는 단계는
권선 방향이 서로 다른 두 루프를 포함하는 한 개의 수신 코일로부터 상기 수신 신호를 생성하고,
상기 변위를 감지하는 단계는
상기 수신 신호와 상기 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 비율, 및 상기 보상 신호를 이용하여 상기 부품 위치에 해당하는 변위를 감지하는 것을 특징으로 하는 변위 감지 방법.
9. The method of claim 8,
The step of generating the received signal
Generating the received signal from one receiving coil including two loops whose winding directions are different from each other,
The step of sensing displacement
And detecting a displacement corresponding to the component position using the ratio of the received signal and the two reference signals and the compensation signal.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium storing a program for executing the method according to any one of claims 8 to 11.
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