KR20190009654A - A contactless impedance readout system using simulated inductor and switched capacitor - Google Patents

A contactless impedance readout system using simulated inductor and switched capacitor Download PDF

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KR20190009654A
KR20190009654A KR1020170091733A KR20170091733A KR20190009654A KR 20190009654 A KR20190009654 A KR 20190009654A KR 1020170091733 A KR1020170091733 A KR 1020170091733A KR 20170091733 A KR20170091733 A KR 20170091733A KR 20190009654 A KR20190009654 A KR 20190009654A
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Abstract

The present invention relates to a resonant contactless impedance measurement circuit and a system using a switched capacitor and a simulated inductor for be used to measure an impedance of a material inside an artificial tube and measure the impedance of a biological tissue, for example, the impedance of a blood vessel under a skin and a blood inside the skin. The contactless impedance measurement comprises: a first electrode; a second electrode; a simulated inductor connected to the second electrode and having the impedance changed corresponding to an applied clock frequency; and sensing unit connected to the other terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the stimulated inductor.

Description

스위치 캐패시터와 가상 인덕터를 이용한 공진형 비접촉식 임피던스 측정 회로 및 시스템 {A CONTACTLESS IMPEDANCE READOUT SYSTEM USING SIMULATED INDUCTOR AND SWITCHED CAPACITOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a resonant non-contact impedance measuring circuit and a system using a switch capacitor and a virtual inductor,

본 발명은 비접촉식 임피던스 측정 시스템을 위한 전자기기에 관한 것으로, 특히 가상 인덕터와 스위치 캐패시터를 이용한 공진형 측정장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic apparatus for a non-contact impedance measurement system, and more particularly, to a resonance type measurement apparatus using a virtual inductor and a switch capacitor.

도 1a는 종래 기술에 따른 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 이용방법을 나타낸 것이다.1A shows a method of using a non-contact impedance measurement system according to the prior art.

도 1a에 나타낸 바와 같이, 측정하고자 하는 측정대상인 유체가 흐르도록 되어 있는 관(50)의 양측에 제1전극(11) 및 제2전극(12)를 각각 배치함으로써, 제1전극(11) 및 제2전극(12) 사이를 관(50)이 통과하도록 할 수 있다. 관(50)을 통해 유체가 흐르는 상태에서, 제1전극(11) 및 제2전극(12)에 서로 다른 전위를 갖도록 제1전극(11) 및 제2전극(12)에 전압을 걸어주게 되면, 관(50)을 통해 흐르는 유체의 임피던스를 측정할 수 있게 된다. 여기서 제1전극(11) 및 제2전극(12)이 실제 측정대상이 상기 유체에 직접 접촉하지 않기 때문에 상기 유체의 임피던스는 비접촉식으로 이루어질 수 있다.The first electrode 11 and the second electrode 12 are disposed on both sides of the tube 50 through which the fluid to be measured flows so that the first electrode 11 and the second electrode 12, So that the tube 50 can pass between the second electrodes 12. When a voltage is applied to the first electrode 11 and the second electrode 12 so that the first electrode 11 and the second electrode 12 have different potentials in a state where the fluid flows through the pipe 50 , The impedance of the fluid flowing through the pipe 50 can be measured. Since the first electrode 11 and the second electrode 12 do not directly contact the fluid to be measured, the impedance of the fluid can be non-contact type.

그런데 이 경우, 제1전극(11)과 관(50) 사이에 제1결합 커패시턴스(Coupling Capacitance)(Z1)가 발생하고, 제2전극(12)과 관(50) 사이에 제2결합 커패시턴스(Z2)가 발생하게 된다. 따라서 도 1a에 나타낸 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 이용방법에 따르면, 상기 측정 시스템의 실제 임피던스를 모델링한 회로는 도 2와 같이 나타낼 수 있다.In this case, a first coupling capacitance Z1 is generated between the first electrode 11 and the tube 50, and a second coupling capacitance Z1 is generated between the second electrode 12 and the tube 50 Z2) are generated. Therefore, according to the method of using the non-contact impedance measurement system shown in FIG. 1A, a circuit modeling the actual impedance of the measurement system can be shown as FIG.

도 1b는 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 또 다른 이용방법을 나타낸 것이다. 예컨대, 사람 또는 동물의 피부(500) 아래에 존재하는 정맥 또는 동맥과 같은 혈관(50)을 통해 혈액이 이동할 수 있다. 이때 상기 혈액의 임피던스를 측정해야 하는 경우가 있을 수 있다. 이와 같은 사례에서, 도 1a에 나타낸 제1전극(11) 및 제2전극(12)을 상기 혈관(50)의 양측에 서로 대향하여 배치할 수는 없다. 따라서 제1전극(11) 및 제2전극(12)을 상기 혈관(50)의 연장방향을 따라 배치할 수 있으며, 이와 같이 배치하더라도 본 명세서에서 설명하는 임피던스 측정 시스템을 그 목적에 맞게 이용할 수 있다.1B shows another method of using the non-contact impedance measurement system. For example, blood can travel through a blood vessel 50, such as a vein or an artery, which is present below the skin 500 of a person or animal. At this time, the impedance of the blood may have to be measured. In such a case, the first electrode 11 and the second electrode 12 shown in Fig. 1A can not be disposed opposite to each other on both sides of the blood vessel 50. [ Accordingly, the first electrode 11 and the second electrode 12 can be disposed along the extension direction of the blood vessel 50, and the impedance measurement system described in this specification can be used for the purpose even if arranged in this way .

도 2는 종래 기술에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정 시스템에 있어서, 측정대상의 임피던스(Zt) 및 그 주변에 발생하는 임피던스들을 포함하여 모델링한 회로를 나타낸다. 도 2에서는 상기 제2결합 커패시턴스(Z2)가 상기 제1결합 커패시턴스(Z1)와 동일한 값을 갖는 것으로 가정하였다.Fig. 2 shows a circuit modeling a non-contact impedance measurement system provided according to the prior art, including impedances generated in the vicinity of the impedance Zt of the measurement object. In FIG. 2, it is assumed that the second coupling capacitance Z2 has the same value as the first coupling capacitance Z1.

도 3은 종래 기술에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 회로 및 여기에 상기 도 2에 따라 제공되는 모델링된 회로를 적용한 것을 나타낸다.Fig. 3 shows the application of the circuit of the non-contact impedance measurement system provided according to the prior art and the modeled circuit provided according to Fig. 2 above.

도 3과 같이, 측정하고자 하는 상기 측정대상의 주변에 배치한 전극(11 또는 12)을 TIA 증폭기(20)의 반전 입력단자에 연결하여 측정할 수 있다. 이때, 도 3에서 TIA 증폭기(20)의 반전 입력단자 부분의 전위가 버츄얼 그라운드로 볼 수 있으므로, TIA 증폭기(20)의 피드백 저항(21)을 통해 흐르는 전류 I = VIN/(2*Z1+Zt)로 결정된다(이때, VIN은 제1전극(11)에 인가되는 구동전압으로서 예컨대 정현파로서 제공될 수도 있다). 따라서 측정대상의 임피던스 값이 결합 커패시턴스 값(Z1)보다 많이 작게 되면 측정대상에 변화가 발생하더라도 그 변화량을 측정하기 힘들기 때문에, 상기 결합 커패시턴스 값(Z1)을 제거해 줄 필요가 있다. 이를 위하여, 기존의 비접촉식 임피던스 측정 방법에서는 실제 인덕터를 달아주는 방식 등을 이용하여 특정대상의 임피던스(Zt) 이외의 성분을 제거하였다.As shown in FIG. 3, the measurement can be performed by connecting the electrode 11 or 12 disposed in the vicinity of the object to be measured to the inverting input terminal of the TIA amplifier 20. Since the potential of the inverting input terminal portion of the TIA amplifier 20 can be regarded as virtual ground in FIG. 3, the current I flowing through the feedback resistor 21 of the TIA amplifier 20 is I = V IN / (2 * Z1 + Zt) (where V IN may be provided as a driving voltage applied to the first electrode 11, for example, as a sinusoidal wave). Therefore, if the impedance value of the measurement object becomes smaller than the coupling capacitance value Z1, it is difficult to measure the variation even if the measurement object changes, so it is necessary to remove the coupling capacitance value Z1. For this purpose, in the conventional non-contact impedance measurement method, a component other than the impedance Zt of a specific object is removed using a method of mounting an actual inductor or the like.

이러한 기존의 C4D (Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection)방식은 유체의 측정에 용이하게 사용되어 왔다. 예를 들어 공기 중의 습도가 변하는 것은 공기의 구성에 작은 변화를 가져오게 되고, 감지되는 신호는 큰 변화로 나타나게 된다. 이 같은 변화를 감지하여 측정할 수 있었던 것이다. 이 밖에도 하나의 모세혈관 기둥에서 혼합된(Li+, Na+, NH4 +, K+)등의 무기물 양이온을 분리하기 위해서 C4D 방법을 사용하기도 한다. 또한 미생물 개체의 역학과 같은 것들은 LC공진 특성을 통해 측정하기도 한다. PH, 암모니아의 농도와 같은 요소 등이 미생물에 영향을 주고, 이러한 영향을 통한 변화를 대사 물질의 구성 변화로부터 LC공진회로를 이용해 감지한다.This conventional Capacitive Coupled Contactless Conductivity Detection (C4D) method has been used to easily measure fluids. For example, a change in humidity in the air causes a small change in the composition of the air, and a large change in the sensed signal occurs. We were able to detect and measure these changes. In addition, the C4D method is used to separate inorganic cations such as (Li + , Na + , NH 4 + , K + ) mixed in a single capillary column. Also, such as the dynamics of microbial entities, are measured through LC resonance properties. PH, and ammonia concentration affect the microorganisms, and the changes through these effects are detected by the LC resonance circuit from the changes in metabolites.

상술한 종래 방식에 따르면 상기 결합 커패시턴스에 의해 실제 측정하고자 하는 유체 내부의 임피던스 성분의 측정이 어려웠다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 공진형 회로를 도입하여 상기 비접촉식 임피던스 측정 회로에 나타나는 직렬 결합 커패시턴스 성분을 제거하였다. 이때, 상기 공진형 회로를 위하여 실제 인덕터를 사용하였다.According to the conventional method described above, it is difficult to measure the impedance component inside the fluid to be actually measured by the coupling capacitance. In order to solve such a problem, a resonance type circuit was conventionally introduced to eliminate a series coupling capacitance component appearing in the non-contact type impedance measurement circuit. At this time, an actual inductor was used for the resonant circuit.

그런데 상기 종래 방식에 따르면, 상기 도입한 공진형 회로가 특정한 단일 주파수에서만 공진이 일어나는데, 상기 결합 커패시턴스의 값이 상황에 따라 변화하기 때문에 단일 주파수에서만 공진이 일어나는 공진형 회로만으로는 특정대상을 정확하게 측정할 수 없다는 문제가 있다.However, according to the conventional method, since the resonance type circuit introduces resonance only at a specific single frequency, since the value of the coupling capacitance changes according to the situation, the resonance type circuit in which only resonance occurs at a single frequency can accurately measure a specific object There is a problem that it can not.

본 발명에서는 상술한 문제를 해결하기 위하여 변화하는 결합 커패시턴스에 대응하여 공진 주파수를 변화시킬 수 있는 공진형 회로가 도입된 비접촉식 임피던스 측정 회로를 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a non-contact impedance measuring circuit in which a resonant circuit capable of changing a resonant frequency in accordance with a changing coupling capacitance is introduced.

본 발명에서는, 비접촉식 임피던스 측정 회로의 측정 전극과 측정대상 사이에 발생하는 결합 커패시턴스 성분을 제거하기 위하여 공진형 회로를 추가한다. 상기 공진형 회로의 공진주파수를 변화시킬 수 있도록 상기 공진형 회로를 증폭기들, 가변저항들 및 커패시터들을 이용하여 구성한다. 이때 상기 가변저항을 스위치 커패시터들을 이용하여 제공한다. 상기 스위치 커패시터의 스위칭 주파수를 변화시키면 상기 가변저항의 값이 변화되며, 따라서 상기 공진형 회로의 인덕턴스값이 변화함으로써 결과적으로 공진주파수가 변화될 수 있다. 그 결과 미리 알 수 없는 결합 커패시턴스의 값에 대응하여 상기 공진주파수를 변화시킬 수 있다.In the present invention, a resonance type circuit is added to remove the coupling capacitance component generated between the measurement electrode and the measurement object of the non-contact impedance measurement circuit. The resonant circuit is configured using amplifiers, variable resistors, and capacitors so that the resonant frequency of the resonant circuit can be changed. At this time, the variable resistor is provided using switch capacitors. When the switching frequency of the switch capacitor is changed, the value of the variable resistor is changed. As a result, the resonance frequency can be changed by changing the inductance value of the resonance circuit. As a result, the resonance frequency can be changed corresponding to the value of the previously unknown coupling capacitance.

구체적으로는, 상기 결합 커패시턴스 성분을 공진형 회로를 도입하여 제거하기 위하여, 도입되는 상기 인덕터를 시뮬레이션된 인덕터(simulated inductor) 회로로 구현하고, 이때 값을 미리 정확히 알지 못하는 상기 결합 커패시턴스 성분에 맞게 상기 인턱터의 L값의 변화를 용이하게 하기 위해, 스위치 커패시터로 저항을 대체한다. More specifically, in order to introduce and remove the coupling capacitance component by introducing a resonant circuit, the inductor to be introduced is implemented as a simulated inductor circuit. At this time, In order to facilitate the change of the L value of the inductor, the resistance is replaced by a switch capacitor.

본 발명의 일 관점에 따르면, 제2전극(12); 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 스위치(S1, S2) 및 제3커패시터(C3)로 구성되는 스위치드 커패시터 회로부(200)을 포함하는 시뮬레이티드 인덕터(100); 및 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)를 통해 흐르는 전류(I)에 관한 출력전압을 출력하는 감지부(90);를 포함하는 비접촉식 임피던스 측정장치를 제공할 수 있다. 이때, 상기 시뮬레이티드 인덕터는 상기 스위치의 온/오프 상태를 전환하는 클록 주파수를 변화시킴으로써 가변되는 가변 인덕턱스 성분을 갖는다. According to one aspect of the present invention, a second electrode (12); A simulated inductor (100) including a switched capacitor circuit part (200) having one end connected to the second electrode and composed of switches (S1, S2) and a third capacitor (C3); And a sensing unit (90) connected to another terminal of the simulated inductor (100) and outputting an output voltage related to a current (I) flowing through the simulated inductor (100) Can be provided. At this time, the simulated inductor has a variable inductance component which is varied by changing a clock frequency for switching on / off states of the switch.

이때, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치는, 제1전극(11); 및 상기 제1전극에 구동전압을 제공하고 상기 출력전압을 감지하며 상기 클록 주파수를 발생시키는 제어부(30);를 더 포함할 수 있다. Here, the non-contact impedance measuring apparatus may include a first electrode 11; And a control unit (30) for providing a driving voltage to the first electrode, sensing the output voltage, and generating the clock frequency.

이때, 상기 스위치드 커패시터 회로부(200)는 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 상기 제3커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1스위치(S1)의 일 단은 상기 시뮬레이티드 인덕터의 제1노드(N1)에 연결되고, 상기 제1스위치(S1)의 타 단은 상기 제3커패시터(C3)의 일 단 및 상기 제2스위치(S2)의 타 단에 연결되며, 상기 제3커패시터(C3)의 타 단은 기준전위(GND)에 연결되며, 상기 제2스위치(S2)의 일 단은 상기 시뮬레이티드 인덕터의 제2노드(N2)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 전류(I)는 상기 제1노드(N1)로부터 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 통해 상기 제2노드(N2) 쪽으로 흐를 수 있다. At this time, the switched-capacitor circuit unit 200 may include a first switch S1, a second switch S2, and the third capacitor C3. And one of said first switch (S1) one end is connected to the first node (N 1) of the simulator suited inductor, the first switch (S1) the other end is the third capacitor (C3) of the And the other end of the second switch S2 is connected to the reference potential GND and the other end of the second switch S2 is connected to the reference potential GND, It can be coupled to the second node (N 2) of the inductor. At this time, the current I may flow from the first node N 1 toward the second node N 2 through the first switch and the second switch.

이때, 상기 제1스위치의 온/오프를 제어하는 제1클록의 제1주파수 및 상기 제2스위치의 온/오프를 제어하는 제2클록의 제2주파수는 상기 제어부에 의해 제어되며, 상기 제1주파수 및 상기 제2주파수는 서로 동일하며, 상기 제1스위치가 온 상태를 유지하는 제1시구간과 상기 제2스위치가 온 상태를 유지하는 제2시구간은 서로 겹치지 않을 수 있다.At this time, the first frequency of the first clock controlling on / off of the first switch and the second frequency of the second clock controlling the on / off of the second switch are controlled by the control unit, The frequency and the second frequency are equal to each other, and the first time period in which the first switch keeps on state and the second time period in which the second switch keeps on state may not overlap with each other.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법을 제공할 수 있다. 이 방법은, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 측정대상을 배치한 상태에서, 상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하는 단계; 상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및 상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide a method of measuring the impedance of an object to be measured by using the non-contact impedance measuring apparatus described above. In this method, in a state in which the object to be measured is disposed between the first electrode and the second electrode, the controller applies a sinusoidal-shaped drive voltage (V IN ) having a drive frequency set in advance to the first electrode step; Determining a first value that is a value of the clock frequency causing the noncontact impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And applying a sinusoidal driving voltage (V IN ) having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value to measure the impedance of the measurement object .

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 제1전극; 제2전극; 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 인가되는 클록 주파수에 따라 임피던스가 변화하는 시뮬레이티드 인덕터; 및 상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;를 포함하는 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법을 제공할 수 있다. 이 방법은, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 측정대상을 배치한 상태에서, 상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하는 단계; 상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및 상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first electrode; A second electrode; A simulated inductor whose one end is connected to the second electrode and whose impedance changes according to an applied clock frequency; And a sensing unit connected to the other terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor, wherein the impedance measuring unit measures the impedance of the measuring object using the non-contact impedance measuring apparatus. . In this method, in a state in which the object to be measured is disposed between the first electrode and the second electrode, the controller applies a sinusoidal-shaped drive voltage (V IN ) having a drive frequency set in advance to the first electrode step; Determining a first value that is a value of the clock frequency causing the noncontact impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And applying a sinusoidal driving voltage (V IN ) having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value to measure the impedance of the measurement object .

본 발명의 또 다른 관점에 따라 생체의 임피던스를 측정하기 위한 임피던스 측정장치를 제공할 수 있다. 이 측정장치는, 상기 생체의 표면에 배치되도록 되어 있는 제2전극(12); 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 스위치(S1, S2) 및 제3커패시터(C3)로 구성되는 스위치드 커패시터 회로부(200)을 포함하는 시뮬레이티드 인덕터(100); 및 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)를 통해 흐르는 전류(I)에 관한 출력전압을 출력하는 감지부(90);를 포함한다. 이때 상기 시뮬레이티드 인덕터는 상기 스위치의 온/오프 상태를 전환하는 클록 주파수를 변화시킴으로써 가변되는 가변 인덕턱스 성분을 갖는다. According to another aspect of the present invention, there is provided an impedance measuring apparatus for measuring impedance of a living body. The measurement device includes: a second electrode (12) arranged to be disposed on a surface of the living body; A simulated inductor (100) including a switched capacitor circuit part (200) having one end connected to the second electrode and composed of switches (S1, S2) and a third capacitor (C3); And a sensing unit 90 connected to other terminals of the simulated inductor 100 and outputting an output voltage related to a current I flowing through the simulated inductor 100. At this time, the simulated inductor has a variable inductance component which is varied by changing a clock frequency for switching on / off states of the switch.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 제1전극; 제2전극; 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 인가되는 클록 주파수에 따라 임피던스가 변화하는 시뮬레이티드 인덕터; 및 상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;를 포함하는 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법을 제공할 수 있다. 이 방법은, 상기 측정대상의 표면 상에 상기 제1전극과 상기 제2전극을 서로 인접하여 배치한 상태에서, 상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하는 단계; 상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및 상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first electrode; A second electrode; A simulated inductor whose one end is connected to the second electrode and whose impedance changes according to an applied clock frequency; And a sensing unit connected to another terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor, the impedance measuring apparatus comprising: can do. In this method, in a state in which the first electrode and the second electrode are disposed adjacent to each other on the surface of the object to be measured, Applying a driving voltage (V IN ) of a sinusoidal waveform having a predetermined driving frequency to the first electrode; Determining a first value that is a value of the clock frequency that causes the impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And applying a sinusoidal driving voltage (V IN ) having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value to measure the impedance of the measurement object .

본 발명에 따르면, 비접촉식 임피던스 측정장치의 전극과 검출대상 간에 발생하는 미지의 결합 커패시턴스에 대응하여, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치의 공진 주파수를 변화시킬 수 있는 공진형 회로가 도입된 비접촉식 임피던스 측정 회로를 제공할 수 있다. 이로써 상기 미지의 결합 커패시턴스 성분을 제거하여 측정대상의 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, there is provided a noncontact impedance measuring circuit in which a resonant circuit capable of changing a resonant frequency of the noncontact impedance measuring device is introduced corresponding to an unknown coupling capacitance occurring between an electrode of a noncontact impedance measuring device and an object to be detected can do. Thus, it is possible to improve the measurement accuracy of the measurement object by removing the unknown coupling capacitance component.

도 1a는 종래 기술에 따른 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 이용방법을 나타낸 것이며, 도 1b는 도 1a의 이용방법의 변형예를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정 시스템에 있어서, 측정대상의 임피던스 및 그 주변에 발생하는 임피던스들을 포함하여 모델링한 회로를 나타낸다.
도 3은 종래 기술에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정 시스템의 회로 및 여기에 상기 도 2에 따라 제공되는 모델링된 회로를 적용한 것을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 도 4에 나타낸 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상을 측정할 때에 형성되는 회로를 나타낸 것이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 시뮬레이티드 인덕터의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이티드 인덕터에 포함된 일 저항을 대체하는 스위치 커패시터 저항 회로, 즉 가변저항회로를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 특정 주파수에서의 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 시뮬레이티드 인덕터와 가변저항회로를 이용하여 비접촉식 임피던스 측정장치를 구성 후 출력된 파형을 나타낸다.
도 10은 도 4와 같이 제공된 비접촉식 임피던스 측정장치가 3MHz에서 공진 주파수가 일어나도록 값을 설정하고 시뮬레이션 한 결과 관찰된 주파수 응답 그래프이다.
도 11은 도 4와 같이 제공된 비접촉식 임피던스 측정장치가 5MHz에서 공진 주파수가 일어나도록 값을 설정하고 시뮬레이션 한 결과 관찰된 주파수 응답 그래프이다.
도 12는 3MHz에서 종래 기술에 따라 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 을 본 발명의 일 실시예에 따른 기술에 따라 공진을 발생시켜 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 과 비교한 것이다.
도 13은 5MHz에서 종래 기술에 따라 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 을 본 발명의 일 실시예에 따른 기술에 따라 공진을 발생시켜 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 과 비교한 것이다.1A shows a method of using a non-contact impedance measurement system according to the prior art, and FIG. 1B shows a modification of the method of FIG. 1A.
FIG. 2 shows a circuit modeling a non-contact impedance measurement system provided according to the prior art, including the impedance of a measurement object and the impedances occurring around the impedance.
Fig. 3 shows the application of the circuit of the non-contact impedance measurement system provided according to the prior art and the modeled circuit provided according to Fig. 2 above.
Fig. 4 shows the configuration of a non-contact impedance measuring apparatus provided according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 shows a circuit formed when an object to be measured is measured using the non-contact impedance measuring apparatus shown in Fig.
Fig. 6 shows the structure of the simulated inductor shown in Figs. 4 and 5. Fig.
FIG. 7 shows a switch capacitor resistor circuit, that is, a variable resistor circuit, which replaces one resistor included in the simulated inductor according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of measuring an impedance of a measurement object at a specific frequency using a non-contact impedance measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 shows waveforms output after constructing a noncontact impedance measuring device using a simulated inductor and a variable resistance circuit provided according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph of frequency response observed as a result of setting and simulating values of the non-contact type impedance measuring apparatus provided as shown in FIG. 4 so that the resonance frequency occurs at 3 MHz.
FIG. 11 is a graph of frequency response observed as a result of setting and simulating a value of a non-contact impedance measuring apparatus provided as shown in FIG. 4 so that a resonance frequency occurs at 5 MHz.
12 is a graph showing the peak-to-peak voltage Vpp of the Vout measured according to the prior art at 3 MHz and the peak-to-peak voltage Vpp of the Vout measured by generating the resonance according to the embodiment of the present invention Respectively.
FIG. 13 is a graph showing the peak-to-peak voltage Vpp of the Vout measured according to the prior art at 5 MHz and the peak-to-peak voltage Vpp of the Vout measured by generating the resonance according to an embodiment of the present invention Respectively.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein, but may be implemented in various other forms. The terminology used herein is for the purpose of understanding the embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention. Also, the singular forms as used below include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning.

< 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 임피던스 측정장치><Non-Contact Impedance Measurement Apparatus According to an Embodiment of the Present Invention>

도 4는 본 발명의 일 실시에에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정장치의 구성을 나타낸 것이다.Fig. 4 shows the configuration of a non-contact impedance measuring apparatus provided according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 나타낸 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상을 측정할 때에 형성되는 회로를 나타낸 것이다.Fig. 5 shows a circuit formed when an object to be measured is measured using the non-contact impedance measuring apparatus shown in Fig.

이하, 도 4 및 도 5를 함께 참조하여 설명한다.4 and 5 together.

비접촉식 임피던스 측정장치(1)는 시뮬레이티드 인덕터(100), 감지부(90), 처리부(30), 제1전극(11), 및 제2전극(12)을 포함할 수 있다.The noncontact impedance measuring apparatus 1 may include a simulated inductor 100, a sensing unit 90, a processing unit 30, a first electrode 11, and a second electrode 12.

도 6은 도 4 및 도 5에 나타낸 시뮬레이티드 인덕터의 구조를 나타낸 것이다.Fig. 6 shows the structure of the simulated inductor shown in Figs. 4 and 5. Fig.

시뮬레이티드 인덕터(100)는 캐패시터와 저항을 이용하여 인덕터의 작동과 같도록 만든 회로이다.The simulated inductor 100 is a circuit that is made to operate in parallel with the inductor by using a capacitor and a resistor.

시뮬레이티드 인덕터(100)는 9개의 저항(R1~R9), 4개의 증폭기(110, 111, 120, 121), 및 2개의 커패시터(C1, C2)를 포함하여 구성될 수 있다.The simulated inductor 100 may include nine resistors R1 to R9, four amplifiers 110, 111, 120 and 121, and two capacitors C1 and C2.

시뮬레이티드 인덕터(100)는 입력노드(NIN)와 출력노드(NOUT)를 갖는다.The simulated inductor 100 has an input node N IN and an output node N OUT .

제1증폭기(110)는 비반전 입력단자인 제1비반전 입력단자, 반전 입력단자인 제1반전 입력단자, 및 출력단자인 제1출력단자를 갖는다.The first amplifier 110 has a first non-inverting input terminal which is a non-inverting input terminal, a first inverting input terminal which is an inverting input terminal, and a first output terminal which is an output terminal.

제2증폭기(120)는 비반전 입력단자인 제2비반전 입력단자, 반전 입력단자인 제2반전 입력단자, 및 출력단자인 제2출력단자를 갖는다.The second amplifier 120 has a second non-inverting input terminal which is a non-inverting input terminal, a second inverting input terminal which is an inverting input terminal, and a second output terminal which is an output terminal.

입력노드(NIN)는 제1증폭기(110)의 상기 제1비반전 입력단자에 연결된다. The input node N IN is connected to the first non-inverting input terminal of the first amplifier 110.

출력노드(NOUT)는 제2증폭기(120)의 상기 제2비반전 입력단자에 연결된다.The output node (N OUT ) is connected to the second non-inverting input terminal of the second amplifier (120).

제1증폭기(110)의 상기 제1반전 입력단자는 제2증폭기(120)의 상기 제2반전 입력단자에 제5저항(R5)을 통해 연결된다.The first inverting input terminal of the first amplifier 110 is connected to the second inverting input terminal of the second amplifier 120 through a fifth resistor R5.

제1증폭기(110)의 상기 제1반전 입력단자와 상기 제1출력단자는, 서로 병렬 연결된 제4저항(R4) 및 제1커패시터(C1)에 의해 피드백 연결된다. The first inverting input terminal and the first output terminal of the first amplifier 110 are feedback-connected by a fourth resistor R4 and a first capacitor Cl connected in parallel to each other.

제2증폭기(120)의 상기 제2반전 입력단자와 상기 제2출력단자는, 서로 병렬연결된 제6저항(R6) 및 제2커패시터(C2)에 의해 피드백 연결된다. The second inverting input terminal and the second output terminal of the second amplifier 120 are feedback-connected by a sixth resistor R6 and a second capacitor C2 connected in parallel to each other.

제1증폭기(110)의 상기 제1비반전 입력단자는 제1계수결정부(101)의 제11출력단자에 연결되고, 제1증폭기(110)의 상기 제1출력단자는 제1계수결정부(101)의 제12출력단자에 연결된다. 즉, 제1증폭기(110)의 상기 제1비반전 입력단자 및 상기 제1출력단자는 상기 제1계수결정부(101)에 의해 서로 연결된다.The first non-inverting input terminal of the first amplifier 110 is connected to the eleventh output terminal of the first coefficient determiner 101 and the first output terminal of the first amplifier 110 is connected to the first coefficient determiner Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 101 &lt; / RTI &gt; That is, the first non-inverting input terminal and the first output terminal of the first amplifier 110 are connected to each other by the first coefficient determiner 101.

제2증폭기(120)의 상기 제2비반전 입력단자는 제2계수결정부(102)의 제21출력단자에 연결되고, 제2증폭기(120)의 상기 제2출력단자는 제2계수결정부(102)의 제22출력단자에 연결된다. 즉, 제2증폭기(120)의 상기 제2비반전 입력단자 및 상기 제2출력단자는 상기 제2계수결정부(102)에 의해 서로 연결된다.The second non-inverting input terminal of the second amplifier 120 is connected to the twenty-first output terminal of the second coefficient determiner 102 and the second output terminal of the second amplifier 120 is connected to the second coefficient determiner 102). That is, the second non-inverting input terminal and the second output terminal of the second amplifier 120 are connected to each other by the second coefficient determiner 102.

상기 제1계수결정부(101)는, 제3증폭기(130), 제3증폭기(130)의 비반전 입력단자와 출력단자를 서로 연결하는 제1저항(R1), 제3증폭기(130)의 반전 입력단자와 출력단자를 서로 연결하는 제2저항(R2), 및 제3증폭기(130)의 반전 입력단자에 일 단자가 연결된 제3저항(R3)를 포함할 수 있다. 이때, 제1계수결정부(101)의 상기 제11출력단자는 제3증폭기(130)의 비반전 입력단자에 직접 연결되어 있고, 제1계수결정부(101)의 상기 제12출력단자는 상기 제3저항(R3)의 타 단자에 직접 연결되어 있다. The first coefficient determiner 101 includes a first resistor R1 for connecting the non-inverting input terminal and the output terminal of the third amplifier 130 and the third amplifier 130, A second resistor R2 for connecting the inverting input terminal and the output terminal to each other and a third resistor R3 connected to the inverting input terminal of the third amplifier 130, At this time, the eleventh output terminal of the first coefficient determiner 101 is directly connected to the non-inverting input terminal of the third amplifier 130, and the twelfth output terminal of the first coefficient determiner 101 is connected to the non- And is directly connected to the other terminal of the resistor R3.

상기 제2계수결정부(102)는, 제4증폭기(140), 제4증폭기(140)의 비반전 입력단자와 출력단자를 서로 연결하는 제9저항(R9), 제4증폭기(140)의 반전 입력단자와 출력단자를 서로 연결하는 제8저항(R8), 및 제4증폭기(140)의 반전 입력단자에 일 단자가 연결된 제7저항(R7)를 포함할 수 있다. 이때, 제2계수결정부(102)의 상기 제21출력단자는 제4증폭기(140)의 비반전 입력단자에 직접 연결되어 있고, 제2계수결정부(102)의 상기 제22출력단자는 상기 제7저항(R7)의 타 단자에 직접 연결되어 있다. The second coefficient determiner 102 includes a ninth resistor R9 for connecting the non-inverting input terminal and the output terminal of the fourth amplifier 140 and the fourth amplifier 140, An eighth resistor R8 for connecting the inverting input terminal and the output terminal to each other, and a seventh resistor R7 connected to the inverting input terminal of the fourth amplifier 140, respectively. At this time, the twenty-first output terminal of the second coefficient determination unit 102 is directly connected to the non-inverted input terminal of the fourth amplifier 140, and the twenty-second output terminal of the second coefficient determination unit 102 is connected to the non- And is directly connected to the other terminal of the resistor R7.

이때, R1=R9, R2=R8, R3=R7, R4=R6, C1=C2이 되도록 설계할 수 있다.At this time, it is possible to design such that R1 = R9, R2 = R8, R3 = R7, R4 = R6, C1 = C2.

도 6에서, R1=R9, R2=R8, R3=R7, R4=R6, C1=C2일 때, 도 6에 나타낸 시뮬레이티드 인덕터(100)의 입력노드(NIN)로부터 출력노드(NOUT)까지의 전달함수(Transfer function)를 구해보면 수식 1과 같이 주어진다.6, the input node N IN of the simulated inductor 100 shown in FIG. 6 is connected to the output node N OUT (N OUT ) of the simulated inductor 100 when R1 = R9, R2 = R8, R3 = R7, ) Is given by Equation (1).

[수식 1] [Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

이는 저항과 인덕터의 직렬조합으로 나타날 수 있는 전달함수이다.This is a transfer function that can be represented by a series combination of a resistor and an inductor.

즉, 시뮬레이티드 인덕터(100)는 아래의 수식 2의 값을 갖는 저항(RS)과 아래의 수식 3의 값을 갖는 인덕터(LS)인 것으로 간주할 수 있다.That is, the simulated inductor 100 can be regarded as a resistor R S having the value of the following equation (2) and an inductor L S having the value of the following equation (3).

[수식 2][Equation 2]

RS =

Figure pat00002
R S =
Figure pat00002

[수식 3][Equation 3]

LS =

Figure pat00003
L S =
Figure pat00003

그러므로 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)의 값을 결정하는 변수 R1, R2, R3, R5 또는 C1값을 변화시켜 LS값을 다양하게 결정할 수 있다. 이 방법을 사용할 경우 인덕턴스 값(LS)을 다양하게 변화시킬 수 있다. 따라서 비접촉식 임피던스 측정장치가 원하는 주파수에서 공진이 일어나도록 조정이 가능해진다.Therefore, it is possible to variously determine the value of L S by varying the values of the variables R1, R2, R3, R5, or C1 that determine the value of the simulated inductor 100. Using this method, the inductance value (L S ) can be varied in various ways. Therefore, the non-contact impedance measuring apparatus can be adjusted so that resonance occurs at a desired frequency.

이때, 도 6에 나타낸 시뮬레이티드 인덕터(100)에 포함된 제5저항(R5)을 도 7과 같이 제1스위치(S1), 제2스위치(S2), 및 제3커패시터(C3)의 조합으로 구성할 수 있다.The fifth resistor R5 included in the simulated inductor 100 shown in FIG. 6 may be replaced with a combination of the first switch S1, the second switch S2, and the third capacitor C3 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이티드 인덕터에 포함된 일 저항을 대체하는 스위치 커패시터 저항 회로, 즉 가변저항회로(200)를 나타낸 것이다. 상기 가변저항회로는 본 명세서에서 '스위치드 커패시터 회로부'로 지칭될 수도 있다.7 shows a switch capacitor resistor circuit, that is, a variable resistor circuit 200, which replaces one resistor included in the simulated inductor according to an embodiment of the present invention. The variable resistor circuit may be referred to herein as a &quot; switched capacitor circuit portion &quot;.

도 7에 나타낸 바와 같이, 가변저항회로(200)는 제1스위치(S1)와 제2스위치(S2) 및 제3커패시터(C3)를 이용하여 제5저항(R5)처럼 동작할 수 있게 만들 수 있다. 7, the variable resistor circuit 200 can be made to operate as a fifth resistor R5 using the first switch S1, the second switch S2, and the third capacitor C3. have.

제5저항(R5)의 일 단자는 시뮬레이티드 인덕터(100)의 제1노드(N1)를 구성하고, 제5저항(R5)의 타 단자는 시뮬레이티드 인덕터(100)의 제2노드(N2)를 구성할 수 있다. One terminal of the fifth resistor R5 constitutes the first node N 1 of the simulated inductor 100 and the other terminal of the fifth resistor R5 forms the first node N 1 of the simulated inductor 100, (N 2 ).

이하 제1노드(N1)의 제1전압을 V1으로 표시하고 제2노드(N2)의 제2전압을 V2로 표시할 수 있다. Hereinafter, the first voltage of the first node N 1 may be denoted by V 1 and the second voltage of the second node N 2 may be denoted by V 2.

제1스위치(S1)의 일 단은 제1노드(N1)에 연결되고, 제1스위치(S1)의 타 단은 제3커패시터(C3)의 일 단 및 제2스위치(S2)의 타 단에 연결될 수 있다. First other terminal of the switch (S1) one is first coupled to the node (N 1), the first switch (S1) the other end is a third capacitor (C3) one and a second switch (S2) of the Lt; / RTI &gt;

제3커패시터(C3)의 타 단은 기준전위(GND)에 연결될 수 있다.The other end of the third capacitor C3 may be connected to the reference potential GND.

제2스위치(S2)의 일 단은 제2노드(N2)에 연결될 수 있다.A second one of the switches (S2) can be connected to the second node (N 2).

전하량(Q) = 캐패시터의 전기용량(C3) X 캐패시터에 걸린 전압 (V)이 성립한다.Charge amount (Q) = Capacitance of the capacitor (C3) The voltage (V) across the capacitor is established.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(30)는, 제1시구간에서, 제1스위치(S1)는 닫혀있고 제2스위치(S2)가 열려있는 상태를 유지하도록 할 수 있다. 이를 본 명세서에서 제1스위치 상태라고 지칭할 수 있다. 상기 제1시구간에서 제3커패시터(C3)에 충전된 전하량(Q1) = C3 X V1이 된다. In an embodiment of the present invention, the control unit 30 can maintain the state in which the first switch S1 is closed and the second switch S2 is open in the first time period. This may be referred to herein as a first switch state. The amount of charge (Q1) charged in the third capacitor (C3) in the first time period becomes C3XV1.

본 발명의 일 실시예에서, 제어부(30)는, 상기 제1시구간과 겹치지 않으며 상기 제1시구간의 이후에 존재하는 제2시구간에서, 제1스위치(S1)는 열려있고 제2스위치(S2)가 닫혀있는 상태를 유지하도록 할 수 있다. 이를 본 명세서에서 제2스위치 상태라고 지칭할 수 있다. 상기 제2시구간에서 제3커패시터(C3)에 충전된 전하량(Q2) = C3 X V2가 된다. In an embodiment of the present invention, in the second time interval that does not overlap with the first time period and after the first time period, the first switch S1 is open and the second switch S2 Can be kept closed. Which may be referred to herein as the second switch state. The amount of charge Q2 charged in the third capacitor C3 in the second time period becomes C3XV2.

이때, 상기 제1스위치(S1)과 2스위치(S2)가 동시에 열려 있는 상태가 되지 않도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 제1스위치 상태와 상기 제2스위치 상태가 번갈아 가면 미리 결정된 제1주기(T)에 따라 주기적으로 반복되도록 할 수 있다. 즉, 상기 제1스위치 상태와 상기 제2스위치 상태는 상기 제1스위치를 제어하는 제1클록의 제1주파수(f1) 및 상기 제2스위치를 제어하는 제2클록의 제2주파수(f2)인 f1 = f2 = f = 1/T 로 반복될 수 있다. 상기 제1클록와 상기 제2클록은 동일한 주기 T를 가질 수 있으며, 각각 온 상태가 되는 시구간은 서로 겹치지 않는다.At this time, it is possible to control so that the first switch S1 and the second switch S2 are not opened at the same time. If the first switch state and the second switch state alternate, it may be periodically repeated according to a predetermined first period (T). That is, the first switch state and the second switch state are a first frequency (f1) of a first clock controlling the first switch and a second frequency (f2) of a second clock controlling the second switch f1 = f2 = f = 1 / T. The first clock and the second clock may have the same period T, and the time periods in which they are in the on state do not overlap each other.

따라서 상기 제1시구간에서 상기 제2시구간 사이에 상기 제1노드(N1)로부터 상기 제2노드(N2)까지 이동한 전하량(ΔQ) = Q1-Q2 = C3 * (V1-V2) = C3 * ΔV으로 표현할 수 있다.Therefore, the first and the second time segment from the first node (N 1) between the second node (N 2) moving the charge (ΔQ) = Q1-Q2 to = between the first time period C3 * (V1-V2) = C3 * [Delta] V.

이제, 전류(I) = 전하량(Q) / 시간(T) 로 표시될 수 있다. 즉, 전류는 시간당 흐르는 전하의 흐름으로 간주할 수 있다. Now, the current I = charge quantity Q / time T can be expressed. That is, the current can be regarded as the flow of electric charge flowing per hour.

도 7에서 제1노드(N1)로부터 제2노드(N2)까지 흐르는 전류 I는 상기 이동한 전하량 ΔQ 에 상기 주피수를 곱한 값이다.In FIG. 7, a current I flowing from the first node N 1 to the second node N 2 is a value obtained by multiplying the amount of charge ΔQ by the juncture number.

즉 I = ΔQ * f = C3 * (V1-V2) * f = C3 * ΔV * f가 된다. That is, I =? Q * f = C3 * (V1 - V2) * f = C3 *? V * f.

V1-V2는 상기 제1노드(N1)와 상기 제2노드(N2) 간의 전압차가 되고 이를 ΔV라고 하면, 옴의 법칙에 따라 ΔV/I = R5이고, 이는 즉 R5 = 1 / (C3 X f)가 된다. 따라서, 스위치 두 개와 캐패시터 하나를 이용하여 저항처럼 동작하게 할 수 있으며 그 저항의 값은 캐패시터의 전기용량과 두 스위치의 열고 닫히는 주파수에 따라 결정할 수 있게 된다. And V1-V2 are the first node (N 1) and the second when the voltage difference between nodes (N 2) is called a ΔV, ΔV / I = R5 in accordance with Ohm's law, this means that R5 = 1 / (C3 X f). Thus, two switches and one capacitor can be used to operate as resistors, which can be determined by the capacitance of the capacitor and the frequency at which the two switches are opened and closed.

다시 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 상술한 시뮬레이티드 인덕터(100) 및 가변저항회로(200)를 비접촉식 임피던스 측정장치(1)에 이용할 수 있다. 이로써, 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)에 의해 제공되는 인덕턴스값을 스위칭 주파수 f에 의해 쉽게 변화시킬 수 있기 때문에 단일 주파수가 아닌 원하는 주파수에서 공진이 일어나도록 쉽게 조정할 수 있는 이점을 가진다.Referring to FIG. 4 again, in the embodiment of the present invention, the above-described simulated inductor 100 and variable resistance circuit 200 can be used in the non-contact impedance measuring device 1. [ Thus, since the inductance value provided by the simulated inductor 100 can be easily changed by the switching frequency f, it has an advantage that resonance can be easily adjusted to occur at a desired frequency instead of a single frequency.

실제 시스템에서는 상기 결합 커패시턴스(Z1, Z2)의 값을 정확하게 알기 어렵다. 이때, 상기 결합 커패시턴스의 값이 예상했던 값과 다른 경우, 종래 기술에 따르면 공진을 일으키기가 쉽지 않다.  It is difficult to accurately know the values of the coupling capacitances Z1 and Z2 in an actual system. At this time, when the value of the coupling capacitance is different from the expected value, it is difficult to cause resonance according to the prior art.

그런데 도 4를 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1전극(11)과 측정대상 간의 제1결합 커패시턴스의 값(Z1) 및/또는 제2전극(12)과 측정대상 간의 제2결합 커패시턴스의 값(Z2)을 미리 알지 못하더라도, 비접촉식 임피던스 측정장치(1)에 포함된 시뮬레이티드 인덕터(100)에 의해 제공되는 인덕턴스의 값을 측정 도중에 변화시킴으로써, 공진이 되는 조건을 찾을 수 있기 때문에 측정을 하는데에 편리함을 더해줄 수 있다.According to an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 4, a value Z1 of the first coupling capacitance between the first electrode 11 and the measurement object and / or a second coupling capacitance Z2 between the second electrode 12 and the measurement object Even if the value Z2 of the capacitance is not known in advance, the resonance condition can be found by changing the value of the inductance provided by the simulated inductor 100 included in the non-contact impedance measurement device 1 during the measurement This makes it easier to measure.

도 5는 도 4에 나타낸 비접촉식 임피던스 측정장치(1)를 측정대상에 결합하였을 때에 이루어지는 회로를 나타낸 것이다. 제1결합 커패시턴스(Z1)는 상기 측정대상과 제1전극(11) 간에 발생하는 물리량이고, 제2결합 커패시턴스(Z2)는 상기 측정대상과 제2전극(12) 간에 발생하는 물리량이다. Zt는 상기 측정대상의 임피던스일 수 있다. Fig. 5 shows a circuit formed when the noncontact impedance measuring apparatus 1 shown in Fig. 4 is coupled to a measurement object. The first coupling capacitance Z1 is a physical quantity generated between the object to be measured and the first electrode 11 and the second coupling capacitance Z2 is a physical quantity generated between the object to be measured and the second electrode 12. [ Zt may be an impedance of the measurement object.

<본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법><Method of Measuring Impedance of Measurement Object Using Non-Contact Impedance Measurement Device According to an Embodiment of the Present Invention>

본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 측정방법에서는, 상기 임피던스 측정장치(1)가 특정 주파수에서 공진하도록 설정할 수 있다. 이때 상기 특정 주파수인 공진 주파수를 필요에 따라 설정할 수 있다.In the impedance measuring method according to the embodiment of the present invention, the impedance measuring device 1 can be set to resonate at a specific frequency. At this time, the resonance frequency having the specific frequency can be set as needed.

상기 임피던스 측정장치(1)는 특정 측정대상의 임피던스 특성을 측정하기 위하여 사용되는 것인데, 상기 측정대상의 임피던스 특성은 주파수에 따라 달라질 수 있다. 따라서 상기 임피던스 측정장치(1)는 상기 특정 측정대상의 임피던스 특성을 단일 주파수 또는 복수 개의 주파수, 또는 연속적인 주파수 구간에 대하여 측정할 수 있다. 이를 위하여 상기 임피던스 측정장치(1)는 제1전극(11)에 인가되는 구동전압(VIN)을 정현파 형태로 제공할 수 있다. 그리고 상기 정현파의 주파수인 구동 주파수가 측정할 때마다 서로 다른 값을 갖도록 제어할 수 있다. 예컨대 상기 정현파가 제1구동 주파수를 갖도록 설정한 후 상기 제1구동 주파수에서의 상기 측정대상의 임피던스 특성을 측정하고, 그 후에 상기 정현파가 제2구동 주파수를 갖도록 설정한 후 상기 제2구동 주파수에서의 상기 측정대상의 임피던스 특성을 측정할 수 있다.The impedance measuring apparatus 1 is used for measuring an impedance characteristic of a specific measurement object. The impedance characteristic of the measurement object may vary depending on the frequency. Therefore, the impedance measuring apparatus 1 can measure the impedance characteristic of the specific measurement object with respect to a single frequency, a plurality of frequencies, or a continuous frequency interval. For this purpose, the impedance measuring apparatus 1 may provide a driving voltage V IN applied to the first electrode 11 in the form of a sinusoidal wave. The driving frequency, which is the frequency of the sinusoidal wave, can be controlled to have a different value each time it is measured. For example, after setting the sinusoidal wave to have the first drive frequency, measuring the impedance characteristic of the measurement object at the first drive frequency, and thereafter setting the sinusoidal wave to have the second drive frequency, The impedance characteristic of the object to be measured can be measured.

이때, 상기 임피던스 측정장치(1)가 상기 측정대상을 측정하는 과정에서 상기 제1결합 커패시터 및 제2결합 커패시터가 발생할 수 있는데, 측정과정에서 이 결합 커패시터들의 영향을 제거하기 위하여, 구동 중인 상기 정현파 형태의 구동전압의 구동 주파수에서 상기 임피던스 측정장치(1)가 공진하도록 하는 것이 본 실시예에서 추구하는 바이다.At this time, the first coupling capacitor and the second coupling capacitor can be generated in the process of measuring the measurement object by the impedance measuring device 1. In order to remove the influence of the coupling capacitors during the measurement process, The impedance measuring apparatus 1 resonates at the drive frequency of the drive voltage of the form of the drive voltage.

이를 위하여 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)가 상기 구동 주파수에서 상기 결합 커패시터들과 공진을 일으키도록 하는 값을 갖도록, 측정대상의 임피던스를 측정할 때마다 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)에 의해 제공된 가변 인덕턴스를 변화시킬 필요가 있다.To this end, whenever the impedance of the measurement object is measured so that the simulated inductor 100 has a value to resonate with the coupling capacitors at the driving frequency, the variable provided by the simulated inductor 100 It is necessary to change the inductance.

이를 위하여 상기 스위치드 커패시터(200)의 클록 주파수를 변화시킴으로써 상기 가변 인덕턴스를 변화시킬 수 있다. For this purpose, the variable inductance can be changed by changing the clock frequency of the switched capacitor 200.

상기 구동 주파수가 특정 값으로 주어진 상황에서, 상기 가변 인덕턴스가 상기 결합 커패시터와 공진을 일으키도록 하는 상기 클록 주파수를 결정해야 한다. 이를 위하여, 상기 구동 주파수가 특정 값으로 주어진 상황에서, 상기 클록 주파수를 다양한 값으로 변화시키는 과정을 통하여 상기 공진이 발생하도록 하는 값인 클록 주파수의 값인 제1값을 결정할 수 있다. In a situation where the driving frequency is given as a specific value, the clock frequency should be determined such that the variable inductance causes resonance with the coupling capacitor. For this, in a situation where the driving frequency is given as a specific value, a first value which is a value of a clock frequency which is a value for causing the resonance to occur can be determined through changing the clock frequency to various values.

상기 제1값이 결정되면, 상기 스위치드 커패시터(200)의 클록 주파수를 상기 제1값으로 설정한 상태에서, 상기 측정대상의 상기 구동 주파수에서의 임피던스를 측정하게 된다. 이와 같이 상기 스위치드 커패시터(200)의 클록 주파수를 상기 제1값으로 설정하면, 상기 결합 커패시터의 영향이 상기 시뮬레이티드 인덕터에 의해 상쇄되므로, 상기 구동 주파수에서의 측정대상의 임피던스만을 측정할 수 있다.When the first value is determined, the impedance at the driving frequency of the measurement object is measured while the clock frequency of the switched capacitor 200 is set to the first value. When the clock frequency of the switched capacitor 200 is set to the first value, the influence of the coupling capacitor is canceled by the simulated inductor, so that only the impedance of the measurement object at the driving frequency can be measured .

본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 비접촉식 임피던스 측정방법은, 제1전극(11); 제2전극(12); 상기 제2전극(12)에 일단자가 연결되어 있으며, 인가되는 클록 주파수에 따라 임피던스가 변화하는 시뮬레이티드 인덕터(100); 및 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)를 통해 흐르는 전류(I)에 관한 출력전압(VOUT)을 출력하는 감지부(90);를 포함하는 비접촉식 임피던스 측정장치(1)를 이용한다. A non-contact impedance measuring method provided according to an embodiment of the present invention includes: a first electrode (11); A second electrode (12); A simulated inductor (100) having one end connected to the second electrode (12) and having an impedance changed according to an applied clock frequency; And a sensing unit 90 connected to other terminals of the simulated inductor 100 and outputting an output voltage V OUT related to a current I flowing through the simulated inductor 100 A non-contact impedance measuring device (1) is used.

상기 측정방법은, 특정 구동 주파수, 즉 특정 주파수에서의 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 아래와 같이 도 8에 나타낸 순서도들 참조하여 설명할 수 있다.The measurement method relates to a method of measuring an impedance of a measurement object at a specific driving frequency, that is, a specific frequency. This method can be described with reference to the flowcharts shown in FIG. 8 as follows.

상기 측정방법은, 상기 제1전극(11)과 상기 제2전극(12) 사이에 상기 측정대상을 배치한 상태에서, The measurement method is characterized in that, in a state in which the object to be measured is disposed between the first electrode (11) and the second electrode (12)

상기 제어부(30)가 상기 제1전극(11)에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하는 단계(S10); (S10) applying a sinusoidal driving voltage (V IN ) having a preset driving frequency to the first electrode (11) of the controller (30);

상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압(VOUT)을 반복하여 측정함으로써, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치(1)가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계(S20); 및 (S20) determining a first value that is a value of the clock frequency at which the non-contact impedance measurement device (1) resonates at the driving frequency by repeatedly measuring the output voltage (V OUT ) by changing the clock frequency, ; And

상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극(11)에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하여, 상기 측정대상의 상기 구동 주파수에서의 임피던스를 측정하는 단계(S30)Applying a sinusoidal driving voltage (V IN ) having the driving frequency to the first electrode (11) in a state where the clock frequency is fixed to the first value, (S30)

를 포함할 수 있다.. &Lt; / RTI &gt;

상기 단계(S30)는, 상기 클록 주파수가 상기 제1값을 갖는 상태에서, 상기 제1전극(11)에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압(VIN)을 인가하였을 때의, 상기 측정대상의 상기 구동 주파수에서의 임피던스를 측정하거나 결정하는 단계로 변형될 수도 있다.In the step S30, when the driving voltage V IN of the sinusoidal waveform having the driving frequency is applied to the first electrode 11 in a state where the clock frequency has the first value, And measuring or determining an impedance at the drive frequency of the object.

도 8에 나타낸 일련의 단계들을 서로 다른 구동 주파수에 대하여 반복하여 실행함으로써 넓은 주파수 영역에 걸친, 상기 측정대상의 임피던스 특성을 측정할 수 있다.By repeating the series of steps shown in Fig. 8 for different driving frequencies, it is possible to measure the impedance characteristic of the measurement object over a wide frequency range.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 시뮬레이티드 인덕터(100)와 가변저항회로(200)를 이용하여 비접촉식 임피던스 측정장치(1)를 구성 후 출력된 파형을 나타낸다. 세로축은 도 4에 나타낸 출력전압(VOUT)의 전압을 나타낸다.9 shows waveforms output after constructing the noncontact impedance measurement apparatus 1 using the simulated inductor 100 and the variable resistance circuit 200 provided according to an embodiment of the present invention. And the vertical axis represents the voltage of the output voltage (V OUT ) shown in FIG.

도 10은 도 4와 같이 제공된 비접촉식 임피던스 측정장치(1)가 3MHz에서 공진 주파수가 일어나도록 값을 설정하고 시뮬레이션 한 결과 관찰된 주파수 응답 그래프이다. 10 is a graph of frequency response observed as a result of setting and simulating the value of the non-contact impedance measuring apparatus 1 provided as shown in FIG. 4 so that the resonance frequency occurs at 3 MHz.

도 11은 도 4와 같이 제공된 비접촉식 임피던스 측정장치(1)가 5MHz에서 공진 주파수가 일어나도록 값을 설정하고 시뮬레이션 한 결과 관찰된 주파수 응답 그래프이다. 11 is a graph of frequency response observed as a result of setting and simulating a value at which the resonance frequency occurs at 5 MHz in the non-contact impedance measuring apparatus 1 provided as shown in FIG.

비접촉식 임피던스 측정장치(1)를 구성하는 회로의 다른 부품의 변화 없이 제1스위치(S1) 및 제2스위치(S2)의 열고 닫히는 주파수 값(f)만을 바꾸어 시뮬레이션해 보았을 때, 위의 결과와 같이 원하는 주파수에서 공진이 일어나도록 만들 수 있었다. When simulation is performed by changing only the open and close frequency values f of the first switch S1 and the second switch S2 without changing the other components of the circuit constituting the non-contact impedance measuring device 1, Resonance can be made to occur at a desired frequency.

도 12는 3MHz에서 종래 기술에 따라 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 을 본 발명의 일 실시예에 따른 기술에 따라 공진을 발생시켜 측정한 Vout의 피크-투-피크 전압인 Vpp 과 비교한 것이다. 가로축은 측정대상의 저항을 인위적으로 변화시켰을 때에 상기 측정대상의 저항을 나타낸 것이다.Figure 12 is the peak of the V out as measured according to the prior art at 3MHz-to-to-peak voltage of V pp to the peak of the invention one embodiment a V out measured to generate a resonance according to the techniques in accordance with the example of the peak voltage In comparison with V pp . And the horizontal axis represents the resistance of the object to be measured when the resistance of the object to be measured is artificially changed.

도 12는 5MHz에서 종래 기술에 따라 측정한 출력전압(VOUT)의 피크-투-피크 전압인 Vpp (1201)을 본 발명의 일 실시예에 따른 기술에 따라 공진을 발생시켜 측정한 출력전압(VOUT)의의 피크-투-피크 전압인 Vpp (1202)과 비교한 것이다. 가로축은 측정대상의 저항을 인위적으로 변화시켰을 때에 상기 측정대상의 저항을 나타낸 것이다. 도 12에서 확인할 수 있듯이, 측정대상의 저항이 변화하면 출력전압(VOUT)의의 피크-투-피크 전압 Vpp 이 이에 대응하여 변화해야 측정대상의 임피던스를 정확하게 측정할 수 있다고 볼 수 있다. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the peak-to-peak voltage V pp (1201) of the output voltage (V OUT ) measured according to the prior art at 5 MHz and the output voltage To the peak-to-peak voltage V pp (1202) of the reference voltage (V OUT ). And the horizontal axis represents the resistance of the object to be measured when the resistance of the object to be measured is artificially changed. As can be seen from FIG. 12, when the resistance of the measurement object changes, the peak-to-peak voltage V pp of the output voltage (V OUT ) must change correspondingly so that the impedance of the measurement object can be accurately measured.

그런데 종래 기술에 따르면 피크-투-피크 전압인 Vpp (1202)이 변하지 않기 때문에 측정대상의 임피던스를 정확하게 측정할 수 없다. 이는 종래기술에 따르면, 측정대상의 임피던스가 변하더라도 그 변화값이, 상기 결합 커패시턴스가 포함된 상기 비접촉식 임피던스 측정장치의 전체 임피던스의 일부에 불과하기 때문에 발생하는 현상이다.However, according to the related art, since the peak-to-peak voltage V pp 1202 does not change, the impedance of the measurement object can not be accurately measured. This is because, according to the related art, even if the impedance of the measurement object changes, the change value is a part of the total impedance of the noncontact impedance measurement device including the coupling capacitance.

그러나 본 발명의 일 실시에에 따르면, 상기 결합 커패시턴스의 영향을 제거할 수 있으므로, 측정대상의 임피던스가 변화하는 경우 그 변화값이, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치의 전체 임피던스의 상당히 큰 부분을 차지하도록 할 수 있으므로, 상기 출력전압(VOUT)의의 피크-투-피크 전압 Vpp 이 측정대상의 임피던스 변화에 민감하게 반응할 수 있다. 즉, 공진을 발생시키는 경우, 상기 결합 커패시턴스의 값은 상기 시뮬레이티드 인덕터(100)에 의해 제공되는 인덕턴스 값과 상쇄가 되어 저항 값만 남게 된다. 상기 저항 값은 측정하고자 하는 임피던스(Zt)와 공진회로를 발생시키면서 생긴 상기 수식 2에 따른 내부 저항값(RS)의 합으로, 내부 저항값(RS)의 경우 회로의 저항과 캐패시터 값으로부터 산출이 가능하다.However, according to the embodiment of the present invention, since the influence of the coupling capacitance can be eliminated, when the impedance of the measurement object changes, the change value occupies a considerably large portion of the total impedance of the noncontact impedance measurement device The peak-to-peak voltage V pp of the output voltage V OUT can be sensitive to the impedance change of the measurement object. That is, when resonance is generated, the value of the coupling capacitance is offset from the inductance value provided by the simulated inductor 100, so that only the resistance value is left. The resistance value from the impedance (Zt) and the sum of the internal resistance (R S) in accordance with the equation (2) caused by raising the resonance circuit, the resistance and the capacitor value of the circuit when the internal resistance value (R S) to be measured It is possible to calculate.

더불어 도 4와 같이 제공되는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 임피던스 측정장치(1)를 이용하여 공진을 발생시키는 경우, 도 12 및 도 13에 나타낸 그래프와 같이 측정대상의 값을 5%~10% 변화시켰을 때 공진을 발생시키지 않은 경우보다 더 큰 변화율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이는 특정대상의 값이 변화할 때, 좀 더 정확히 감지할 수 있다는 뜻이다.In addition, when resonance is generated by using the non-contact impedance measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 4, the value of the measurement object is changed from 5% to 10 The change rate is larger than that in the case where the resonance is not generated. This means that you can detect more accurately when the value of a particular object changes.

상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the essential characteristics thereof. The contents of each claim in the claims may be combined with other claims without departing from the scope of the claims.

11: 제1전극
12: 제2전극
30: 제어부
90: 감지부
100: 시뮬레이티드 인덕터
200: 스위치드 커패시터 회로부
C3: 제3커패시터
N1: 제1노드
N2: 제2노드
S1: 제1스위치
S2: 제2스위치11: first electrode
12: Second electrode
30:
90:
100: Simulated inductor
200: Switched capacitor circuit part
C3: third capacitor
N 1 : the first node
N 2 : second node
S1: first switch
S2: second switch

Claims (8)

제2전극;
상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 스위치 및 제3커패시터로 구성되는 스위치드 커패시터 회로부를 포함하는 시뮬레이티드 인덕터; 및
상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;
를 포함하며,
상기 시뮬레이티드 인덕터는 상기 스위치의 온/오프 상태를 전환하는 클록 주파수를 변화시킴으로써 가변되는 가변 인덕턱스 성분을 갖는,
비접촉식 임피던스 측정장치.A second electrode;
A switched capacitor circuit part having one end connected to the second electrode and comprising a switch and a third capacitor; And
A sensing unit connected to another terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor;
/ RTI &gt;
Wherein the simulated inductor has a variable inductance component that is varied by changing a clock frequency to switch the on / off state of the switch,
Non-contact impedance measuring device. 제1항에 있어서,
제1전극; 및
상기 제1전극에 구동전압을 제공하고 상기 출력전압을 감지하며 상기 클록 주파수를 발생시키는 제어부;
를 더 포함하는,
비접촉식 임피던스 측정장치.The method according to claim 1,
A first electrode; And
A control unit for providing a driving voltage to the first electrode, sensing the output voltage, and generating the clock frequency;
&Lt; / RTI &gt;
Non-contact impedance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 스위치드 커패시터 회로부는 제1스위치, 제2스위치, 및 상기 제3커패시터를 포함하며,
상기 제1스위치의 일 단은 상기 시뮬레이티드 인덕터의 제1노드에 연결되고,
상기 제1스위치의 타 단은 상기 제3커패시터의 일 단 및 상기 제2스위치의 타 단에 연결되어,
상기 제3커패시터의 타 단은 기준전위에 연결되며,
상기 제2스위치의 일 단은 상기 시뮬레이티드 인덕터의 제2노드에 연결되며,
상기 전류는 상기 제1노드로부터 상기 제1스위치 및 상기 제2스위치를 통해 상기 제2노드 쪽으로 흐르는 것을 특징으로 하는,
비접촉식 임피던스 측정장치.The method according to claim 1,
The switched-capacitor circuit portion includes a first switch, a second switch, and the third capacitor,
One end of the first switch is connected to a first node of the simulated inductor,
The other end of the first switch is connected to one end of the third capacitor and the other end of the second switch,
The other end of the third capacitor is connected to a reference potential,
One end of the second switch is connected to a second node of the simulated inductor,
Wherein the current flows from the first node to the second node through the first switch and the second switch.
Non-contact impedance measuring device. 제3항에 있어서,
상기 제1스위치의 온/오프를 제어하는 제1클록의 제1주파수 및
상기 제2스위치의 온/오프를 제어하는 제2클록의 제2주파수는 상기 제어부에 의해 제어되며,
상기 제1주파수 및 상기 제2주파수는 서로 동일하며,
상기 제1스위치가 온 상태를 유지하는 제1시구간과 상기 제2스위치가 온 상태를 유지하는 제2시구간은 서로 겹치지 않는,
비접촉식 임피던스 측정장치.The method of claim 3,
A first frequency of a first clock for controlling on / off of the first switch,
A second frequency of a second clock for controlling on / off of the second switch is controlled by the control unit,
Wherein the first frequency and the second frequency are equal to each other,
Wherein the first time period in which the first switch maintains the ON state and the second time period in which the second switch is in the ON state do not overlap with each other,
Non-contact impedance measuring device. 제2항에 따른 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법으로서,
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 측정대상을 배치한 상태에서,
상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하는 단계;
상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및
상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계
를 포함하는,
비접촉식 임피던스 측정방법.A method for measuring an impedance of a measurement object using the non-contact impedance measurement apparatus according to claim 2,
In a state in which the object to be measured is disposed between the first electrode and the second electrode,
Applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having a predetermined driving frequency to the first electrode;
Determining a first value that is a value of the clock frequency causing the noncontact impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And
Measuring the impedance of the measurement object by applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value
/ RTI &gt;
Non-contact impedance measurement method. 제1전극; 제2전극; 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 인가되는 클록 주파수에 따라 임피던스가 변화하는 시뮬레이티드 인덕터; 및 상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;를 포함하는 비접촉식 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법으로서,
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 측정대상을 배치한 상태에서,
상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하는 단계;
상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 비접촉식 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및
상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계
를 포함하는,
비접촉식 임피던스 측정방법.A first electrode; A second electrode; A simulated inductor whose one end is connected to the second electrode and whose impedance changes according to an applied clock frequency; And a sensing unit connected to the other terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor, the impedance measuring method comprising: ,
In a state in which the object to be measured is disposed between the first electrode and the second electrode,
Applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having a predetermined driving frequency to the first electrode;
Determining a first value that is a value of the clock frequency causing the noncontact impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And
Measuring the impedance of the measurement object by applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value
/ RTI &gt;
Non-contact impedance measurement method. 생체의 임피던스를 측정하기 위한 임피던스 측정장치로서,
상기 생체의 표면에 배치되도록 되어 있는 제2전극;
상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 스위치 및 제3커패시터로 구성되는 스위치드 커패시터 회로부를 포함하는 시뮬레이티드 인덕터; 및
상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;
를 포함하며,
상기 시뮬레이티드 인덕터는 상기 스위치의 온/오프 상태를 전환하는 클록 주파수를 변화시킴으로써 가변되는 가변 인덕턱스 성분을 갖는,
임피던스 측정장치.An impedance measuring apparatus for measuring impedance of a living body,
A second electrode arranged on the surface of the living body;
A switched capacitor circuit part having one end connected to the second electrode and comprising a switch and a third capacitor; And
A sensing unit connected to another terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor;
/ RTI &gt;
Wherein the simulated inductor has a variable inductance component that is varied by changing a clock frequency to switch the on / off state of the switch,
Impedance measuring device. 제1전극; 제2전극; 상기 제2전극에 일단자가 연결되어 있으며, 인가되는 클록 주파수에 따라 임피던스가 변화하는 시뮬레이티드 인덕터; 및 상기 시뮬레이티드 인덕터의 타단자에 연결되어 상기 시뮬레이티드 인덕터를 통해 흐르는 전류에 관한 출력전압을 출력하는 감지부;를 포함하는 임피던스 측정장치를 이용하여 측정대상의 임피던스를 측정하는 방법으로서,
상기 측정대상의 표면 상에 상기 제1전극과 상기 제2전극을 서로 인접하여 배치한 상태에서,
상기 제어부가 상기 제1전극에 미리 설정된 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하는 단계;
상기 클록 주파수를 변화시켜 상기 출력전압을 반복하여 측정함으로써, 상기 임피던스 측정장치가 상기 구동 주파수에서 공진하도록 하는 상기 클록 주파수의 값인 제1값을 결정하는 단계; 및
상기 클록 주파수를 상기 제1값으로 고정시킨 상태에서, 상기 제1전극에 상기 구동 주파수를 갖는 정현파 형태의 구동전압을 인가하여, 상기 측정대상의 임피던스를 측정하는 단계
를 포함하는,
임피던스 측정방법.A first electrode; A second electrode; A simulated inductor whose one end is connected to the second electrode and whose impedance changes according to an applied clock frequency; And a sensing unit connected to another terminal of the simulated inductor and outputting an output voltage related to a current flowing through the simulated inductor, the method comprising the steps of:
In a state in which the first electrode and the second electrode are disposed adjacent to each other on the surface of the object to be measured,
Applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having a predetermined driving frequency to the first electrode;
Determining a first value that is a value of the clock frequency that causes the impedance measurement device to resonate at the drive frequency by repeatedly measuring the output voltage by varying the clock frequency; And
Measuring the impedance of the measurement object by applying a driving voltage in the form of a sinusoidal wave having the driving frequency to the first electrode while the clock frequency is fixed to the first value
/ RTI &gt;
Impedance measurement method.
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