KR20200109508A - Sensor module and method of automatically adjusting the same - Google Patents

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KR20200109508A
KR20200109508A KR1020190028636A KR20190028636A KR20200109508A KR 20200109508 A KR20200109508 A KR 20200109508A KR 1020190028636 A KR1020190028636 A KR 1020190028636A KR 20190028636 A KR20190028636 A KR 20190028636A KR 20200109508 A KR20200109508 A KR 20200109508A
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Abstract

According to the present invention, a sensor module comprises: a substrate; a measuring sensor which is placed on the substrate and measuring a parameter on a surrounding environment of the substrate to generate a measurement value; a reference sensor placed on the substrate near the measuring sensor to have a lower drift error than that of the measuring sensor, and measuring the parameter at a specific point of time to generate a reference value; and a correction control unit which uses a preset reliability function on reliability characteristics of the reference sensor to periodically correct the reference value of the reference sensor, and comparing the corrected reference value with the measurement value of the measuring sensor so as to correct the parameters. Accordingly, the present invention is able to simultaneously secure excellent sensitivity and reliability.

Description

센서 모듈 및 이의 자동 보정 방법{SENSOR MODULE AND METHOD OF AUTOMATICALLY ADJUSTING THE SAME}Sensor module and its automatic correction method {SENSOR MODULE AND METHOD OF AUTOMATICALLY ADJUSTING THE SAME}

본 발명의 실시예들은 센서 모듈 및 이의 보정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 장시간 사용에 따라 발생하는 오차를 자동 보정할 수 있는 센서 모듈 및 이의 자진 보정 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a sensor module and a method of calibrating the same. More specifically, it relates to a sensor module capable of automatically correcting an error that occurs due to long-time use, and a method of self-correcting thereof.

반도체 센서 모듈은 생산효율을 높이기 위하여 공장 자동화, 식물 농장 등 자동화 시스템에 응용되고 있다. 상기 반도체 센서 모듈의 예로서 습도 센서 모듈은 일반 산업용 공정 제어, 식물 농장, 공장 자동화, 가전제품 등 많은 활용성을 갖고 있는 센서에 해당한다.Semiconductor sensor modules are applied to automation systems such as factory automation and plant farms to increase production efficiency. As an example of the semiconductor sensor module, the humidity sensor module corresponds to a sensor having many applications such as general industrial process control, plant farm, factory automation, and home appliances.

상기 습도 센서 모듈은 온도 및 습도를 읽을 수 있는 복합 센서 형태로 제작되고 있다. 하지만 이러한 습도 센서 모듈은 장시간 사용되거나 가혹한 조건에서 사용될 경우, 상기 습도 센서 모듈에 정밀도 오차가 발생하게 된다. The humidity sensor module is manufactured in the form of a complex sensor capable of reading temperature and humidity. However, when the humidity sensor module is used for a long time or under harsh conditions, an accuracy error occurs in the humidity sensor module.

상기 오차의 발생 원인에 있어서, 센서 모듈의 제작에 사용된 물질이 장시간 사용되거나 가혹한 사용 환경(gas)에 따른 노출됨에 따라 상기 물질에 변성이 발생한다. 이에 따라 상기 센서 모듈에 정밀도 드리프트(drift)가 발생할 수 있다. 이러한 정밀도 드리프트에 의한 센서 모듈의 오차는 생산자동화 시스템에서 양질의 제품생산에 저해되는 요소로 작용한다.In the cause of the error, the material used for manufacturing the sensor module is used for a long time or is exposed due to a severe use environment (gas). Accordingly, a precision drift may occur in the sensor module. The error of the sensor module due to this precision drift acts as a factor that hinders the production of quality products in the production automation system.

상기 정밀도 드리프트에 의한 발생한 센서 모듈의 오차는 기존에 센서를 적용한 자동화 시스템의 경우 생산성 저하나, 생산 수율 저하와 같은 문제를 초래한다. 이러한 문제가 발생했을 경우, 자동화 시스템을 점검하고 센서 모듈을 교체하는 사후 처리 방법 또는 주기적인 시스템 교체를 위한 점검을 실시하는 주기적인 점검 방법이 일반적으로 수행되고 있다. 상기 사후 처리 방법 또는 주기적인 점검 방법 모두에 있어서, 상기 자동화 시스템이 정지된 후 작업자가 센서 모듈을 교체하여야 함으로써, 생산성 효율의 저하를 야기한다.The error of the sensor module caused by the precision drift causes problems such as a decrease in productivity or a decrease in production yield in the case of an automated system to which a sensor is applied. When such a problem occurs, a post-processing method of inspecting an automation system and replacing a sensor module, or a periodic inspection method of performing an inspection for periodic system replacement is generally performed. In both the post-processing method or the periodic inspection method, the operator must replace the sensor module after the automated system is stopped, resulting in a decrease in productivity efficiency.

따라서, 상기 센서 모듈이 자동적으로 센싱값을 보정할 수 있는 기능이 요구된다.Therefore, a function of automatically correcting the sensing value of the sensor module is required.

본 발명의 실시예들은 자동적으로 센싱값을 보정할 수 있는 센서 모듈을 제공하는 것이다.Embodiments of the present invention provide a sensor module capable of automatically correcting a sensing value.

본 발명의 실시예들은 자동적으로 센싱값을 보정할 수 있는 센서 모듈의 자동 보정 방법을 제공하는 것이다.Embodiments of the present invention provide an automatic correction method for a sensor module capable of automatically correcting a sensing value.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따른 센서 모듈은, 기판, 상기 기판 상에 구비되고, 상기 기판의 주위 환경에 관한 파라미터를 측정하여 측정값을 생성하는 측정 센서, 상기 기판의 상에 상기 측정 센서와 인접하게 구비되고, 상기 측정 센서보다 낮은 드리프트 오차를 갖고, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 생성하는 기준 센서 및 상기 기준 센서에 대한 신뢰성 특성에 관하여 기설정된 신뢰성 함수를 이용하여 상기 기준 센서의 기준값을 주기적으로 보정하고, 상기 보정된 기준값을 상기 측정 센서의 측정값과 비교하여 상기 파라미터들을 보정할 수 있도록 구비된 보정 제어부를 포함한다.A sensor module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a substrate, a measurement sensor provided on the substrate, and generating a measurement value by measuring a parameter related to the surrounding environment of the substrate, A reference sensor that is provided adjacent to the measurement sensor, has a lower drift error than the measurement sensor, and generates a reference value by measuring the parameter at a specific point in time, and a predetermined reliability function with respect to the reliability characteristic of the reference sensor. And a correction control unit provided to periodically correct the reference value of the reference sensor using the reference sensor and compare the corrected reference value with the measured value of the measurement sensor to correct the parameters.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서는 상기 측정 센서 대비 3% 이하의 낮은 드리프트 오차를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reference sensor may have a low drift error of 3% or less compared to the measurement sensor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서는 상기 측정 센서보다 낮은 민감도를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reference sensor may have a lower sensitivity than the measurement sensor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보정 제어부는 상기 신뢰성 함수를 이용하여 주기적으로 보정하기 위하여 상기 기준 센서를 영점 보정하도록 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the correction control unit may be provided to zero-point the reference sensor in order to periodically correct using the reliability function.

여기서, 상기 영점 보정은 인공지능(A.I.) 소프트웨어 또는 일반 함수가 적용된 소프트웨어를 이용할 수 있다.Here, the zero point correction may be performed using artificial intelligence (A.I.) software or software to which a general function is applied.

본 발명으 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 실리콘 물질을 포함하고, 상기 측정 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 고분자 물질을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the reference sensor may include a silicon material, and the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the measurement sensor may include a polymer material. .

본 발명으 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들 사이의 거리는, 상기 측정 센서에 포함된 전극들 사이보다 클 수 있다.In an embodiment of the present invention, a distance between electrodes included in the reference sensor may be greater than between electrodes included in the measurement sensor.

본 발명으 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 실리콘 물질을 포함하고, 상기 측정 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 고분자 물질을 포함하고, 상기 기준 센서에 포함된 전극들 사이의 거리는, 상기 측정 센서에 포함된 전극들 사이보다 클 수 있다.In one embodiment of the present invention, the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the reference sensor includes a silicon material, the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the measurement sensor includes a polymer material, and A distance between electrodes included in the reference sensor may be greater than between electrodes included in the measurement sensor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따른 센서 모듈의 자동 보정 방법에 따르면, 주위 환경에 관한 파라미터를 측정 센서를 이용하여 측정값을 생성하고, 상기 측정 센서보다 낮은 드리프트 오차를 갖는 기준 센서를 이용하여, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 제공한다. 이후, 상기 기준 센서에 대한 신뢰성 특성에 관한 함수를 이용하여 상기 기준 센서의 기준값을 주기적으로 보정하는 한 후, 상기 보정된 기준값을 상기 측정값과 비교하여 상기 측정 센서의 파라미터들을 보정한다.According to the automatic correction method of a sensor module according to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a parameter related to the surrounding environment is generated using a measurement sensor, and has a drift error lower than that of the measurement sensor. A reference value is provided by measuring the parameter at a specific time point using a reference sensor. Thereafter, the reference value of the reference sensor is periodically corrected using a function related to the reliability characteristic of the reference sensor, and then the corrected reference value is compared with the measured value to correct the parameters of the measurement sensor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 함수를 이용하여 상기 기준 센서를 보정하기 위하여, 주기적인 영점 보정을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in order to correct the reference sensor using the function, periodic zero point correction may be performed.

여기서, 상기 영점 보정은 인공지능(A.I.) 소프트웨어 또는 일반 함수가 적용된 소프트웨어를 이용하는 수행될 수 있다.Here, the zero point correction may be performed using artificial intelligence (A.I.) software or software to which a general function is applied.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈 및 자동 보정 방법에 따르면, 보정 제어부가 기준 센서로부터 도출된 보정된 기준값 및 측정 센서의 실제 측정값을 비교함으로써, 상기 측정값을 자동으로 보정할 수 있다. 이로써, 기준 센서 및 측정 센서를 포함하는 센서 모듈이 자동적으로 보정됨에 따라 우수한 민감도 및 신뢰도를 동시에 확보할 수 있다.According to the sensor module and the automatic correction method according to an embodiment of the present invention, the correction control unit may automatically correct the measured value by comparing the corrected reference value derived from the reference sensor and the actual measured value of the measurement sensor. Accordingly, since the sensor module including the reference sensor and the measurement sensor is automatically corrected, excellent sensitivity and reliability can be simultaneously secured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 기준 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1의 측정 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 자동 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating the reference sensor of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view illustrating the measurement sensor of FIG. 1.
5 is a flowchart illustrating a method of automatically calibrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention does not have to be configured as limited to the embodiments described below, and may be embodied in various other forms. The following examples are provided to sufficiently convey the scope of the present invention to those skilled in the art, rather than provided to enable the present invention to be completely completed.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.In the embodiments of the present invention, when one element is described as being disposed on or connected to another element, the element may be directly disposed on or connected to the other element, and other elements are interposed therebetween. It could be. Alternatively, if one element is described as being placed or connected directly on another element, there cannot be another element between them. Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers, and/or parts, but the above items are not limited by these terms. Won't.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used in the embodiments of the present invention is used only for the purpose of describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning that can be understood by those of ordinary skill in the art of the present invention. The terms, such as those defined in conventional dictionaries, will be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the description of the related art and the present invention, and ideally or excessively external intuition unless explicitly limited. It will not be interpreted.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the invention are described with reference to schematic diagrams of ideal embodiments of the invention. Accordingly, changes from the shapes of the diagrams, for example changes in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be sufficiently anticipated. Accordingly, embodiments of the present invention are not described as limited to specific shapes of regions described as diagrams, but include variations in shapes, and elements described in the drawings are entirely schematic and their shapes Are not intended to describe the exact shape of the elements, nor are they intended to limit the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 1의 기준 센서를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 도 1의 측정 센서를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram illustrating a sensor module according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating the reference sensor of FIG. 1. 4 is a cross-sectional view for explaining the measurement sensor of FIG. 1.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈은 기판(110), 측정 센서(130), 기준 센서(150) 및 보정 제어부(170)를 포함한다. 상기 센서 모듈을 기판(110)의 주위 환경, 예를 들면, 온도 또는 습도를 측정할 수 있다. 또한 상기 센서 모듈은 자동 보정 기능을 가짐에 따라 장시간 사용 또는 가혹한 환경에서 사용에 따른 오차를 자동적으로 보정할 수 있다. 1 to 4, a sensor module according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a measurement sensor 130, a reference sensor 150, and a correction control unit 170. The sensor module may measure the surrounding environment of the substrate 110, for example, temperature or humidity. In addition, since the sensor module has an automatic correction function, it is possible to automatically correct an error caused by use for a long time or in a harsh environment.

상기 기판(110)은 복수의 센서들이 장착될 수 있는 공간을 제공한다. 상기 기판(110)은 예를 들면, 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(110)에는 여러 회로 소자들이 구비됨에 따라 상기 센서들을 제어할 수 있다.The substrate 110 provides a space in which a plurality of sensors can be mounted. The substrate 110 may include, for example, a silicon substrate. As various circuit elements are provided on the substrate 110, the sensors may be controlled.

상기 측정 센서(130)는 기판(110)의 일측 상에 구비된다. 상기 측정 센서(130)는 기판(110) 주위의 환경에 관한 파라미터를 측정하여 측정값을 생성할 수 있다. 즉, 상기 측정 센서(130)는 온도 센서 또는 습도 센서를 포함할 수 있다. 상기 측정 센서(130)가 온도 센서일 경우, 온도에 따라 제1 전극들(133, 135) 사이에 흐르는 전류값 또는 전압값의 변화를 이용하여 온도를 측정할 수 있다. 이와 다르게, 상기 측정 센서(130)가 습도 센서일 경우, 상기 습도에 따라 상기 제1 전극들(133, 135) 사이에 흐르는 전류값 또는 전압값의 변화를 이용하여 습도를 측정할 수 있다. The measurement sensor 130 is provided on one side of the substrate 110. The measurement sensor 130 may generate a measurement value by measuring a parameter related to the environment around the substrate 110. That is, the measurement sensor 130 may include a temperature sensor or a humidity sensor. When the measurement sensor 130 is a temperature sensor, the temperature may be measured using a change in a current value or a voltage value flowing between the first electrodes 133 and 135 according to the temperature. Alternatively, when the measurement sensor 130 is a humidity sensor, humidity may be measured using a change in a current value or a voltage value flowing between the first electrodes 133 and 135 according to the humidity.

도 3을 참조하면, 상기 측정 센서(150)는 상호 이격된 한 쌍의 제2 전극들(153, 155)을 포함한다. 또한 상기 제2 전극들(153, 155) 사이에는 절연 물질(151)이 제공됨에 따라 상기 제2 전극들(153. 155)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 절연 물질(152)의 예로는 고분자 물질을 들 수 있다. 이 경우, 상기 고분자 물질이 상기 절연 물질(152)로 이용될 경우, 상기 고분자 물질이 습도와 같은 외부 물질과 민감하게 반응함으로써 우수한 감도를 확보할 수 있다. Referring to FIG. 3, the measurement sensor 150 includes a pair of second electrodes 153 and 155 spaced apart from each other. In addition, since the insulating material 151 is provided between the second electrodes 153 and 155, the second electrodes 153 and 155 may be electrically insulated. An example of the insulating material 152 may be a polymer material. In this case, when the polymer material is used as the insulating material 152, the polymer material reacts sensitively with an external material such as humidity, thereby ensuring excellent sensitivity.

하지만, 상기 절연 물질의 예에 해당한 상기 고분자 물질의 경우, 상기 측정 센서(130)가 장시간 사용되거나 가혹한 환경에서 사용될 때 상기 측정 센서(130)에 포함된 절연 물질(132) 내에 존재할 수 있는 이온성 물질이 상기 제1 전극들(133. 135) 간의 절연성을 파괴할 수 있다. 또한, 상기 절연 물질(152)의 예에 해당한 상기 고분자 물질은 무기물과 비교할 때, 전압에 대한 상대적으로 빠른 노화 속도, 높은 표면 누설 전류를 가진다. 나아가, 상기 고분자 물질의 경우, 분자들 간에 결합의 결함에 의한 발생할 수 있는 결함 누설 전류가 상대적으로 높다. 따라서, 상기 측정 센서(130)는 상대적으로 낮은 신뢰성을 가지는 문제가 있다. 상술한 신뢰성을 개선하기 위하여 기준 센서가 이용된다.However, in the case of the polymer material corresponding to an example of the insulating material, ions that may exist in the insulating material 132 included in the measurement sensor 130 when the measurement sensor 130 is used for a long time or in a harsh environment A sexual material may destroy insulation between the first electrodes 133 and 135. In addition, the polymer material, which is an example of the insulating material 152, has a relatively fast aging rate with respect to voltage and a high surface leakage current when compared with an inorganic material. Further, in the case of the polymer material, a defect leakage current that may occur due to defects in bonding between molecules is relatively high. Therefore, the measurement sensor 130 has a problem with relatively low reliability. A reference sensor is used to improve the above-described reliability.

다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 기준 센서(150)는 상기 기판(110) 상에 상기 측정 센서(130)와 인접하게 배치된다. 상기 기준 센서(150)는 상기 측정 센서(130)보다 낮은 드리프트 오차를 가진다. 따라서, 상기 기준 센서(150)는 우수한 신뢰도를 확보할 수 있다. 상기 기준 센서(150)가 우수한 신뢰도를 확보하기 위한 기술적인 내용에 관하여는 후술하기로 한다.Referring back to FIGS. 1 and 4, the reference sensor 150 is disposed adjacent to the measurement sensor 130 on the substrate 110. The reference sensor 150 has a lower drift error than the measurement sensor 130. Therefore, the reference sensor 150 can secure excellent reliability. The technical contents for securing excellent reliability of the reference sensor 150 will be described later.

상기 기준 센서(150)가 상대적으로 낮은 드리프트 오차를 가짐에 따라, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 제공한다. 상기 기준값을 도출하기 위하여 보정 제어부(170)가 이용될 수 있다.As the reference sensor 150 has a relatively low drift error, a reference value is provided by measuring the parameter at a specific time point. The correction control unit 170 may be used to derive the reference value.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 보정 제어부(170)는 기판(110) 상에 구비된다. 상기 보정 제어부(170)는 상기 측정 센서(130) 및 기준 센서(150)에 인접하게 배치될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the correction control unit 170 is provided on the substrate 110. The correction control unit 170 may be disposed adjacent to the measurement sensor 130 and the reference sensor 150.

상기 보정 제어부(170)는 상기 기준 센서(150)에 대한 신뢰성 특성에 관련된 함수를 보유하고 있다. 즉, 상기 기준 센서(150)는 상대적으로 우수한 신뢰도를 가짐에 따라, 상기 기준 센서(150)에 대한 신뢰도 함수는 사용 시간이나 사용 환경에 따라 큰 차이없이 적용될 수 있다. 예를 들면, 기준 센서(150)에 대한 함수는 기준 센서(150)의 사용 시간에 따라 일정하게 적용될 수 있다. 따라서, 기준 센서(150)의 드리프트 오차는 상기 신뢰도 함수에 기초하여 사용 시간에 따라 충분히 예측될 수 있다. The correction control unit 170 holds a function related to the reliability characteristics of the reference sensor 150. That is, since the reference sensor 150 has a relatively excellent reliability, the reliability function for the reference sensor 150 may be applied without a significant difference depending on a use time or a use environment. For example, the function for the reference sensor 150 may be uniformly applied according to the usage time of the reference sensor 150. Therefore, the drift error of the reference sensor 150 can be sufficiently predicted according to the usage time based on the reliability function.

상기 보정 제어부(170)는 상기 신뢰성 함수를 이용하여 상기 기준 센서(150)를 주기적으로 보정할 수 있다. 따라서, 상기 보정 제어부(170)는 상기 기준 센서(150)의 기준값을 주기적으로 보정할 수 있다. 따라서, 상기 기준 센서(150)의 보정된 기준값이 보다 정확하게 생성될 수 있다.The correction control unit 170 may periodically correct the reference sensor 150 using the reliability function. Accordingly, the correction control unit 170 may periodically correct the reference value of the reference sensor 150. Accordingly, the corrected reference value of the reference sensor 150 may be more accurately generated.

반면에, 상기 측정 센서(130)는 우수한 민감도를 가지나 상대적으로 낮은 신뢰도를 가짐에 따라 측정 센서(130)에 대한 사용 시간에 따른 드리프트 오차에 영향을 미추는 변수가 다양하게 존재할 수 있다. 예를 들면, 상기 측정 센서(130)는 높은 습도 환경에서 장시간 사용될 경우 사용시간에 따른 드리프트 오차를 예측하는 데 어려움이 있다. On the other hand, since the measurement sensor 130 has excellent sensitivity but relatively low reliability, various variables that affect the drift error according to the use time of the measurement sensor 130 may exist. For example, when the measurement sensor 130 is used for a long time in a high humidity environment, it is difficult to predict a drift error according to use time.

한편, 상기 보정 제어부(170)는 상기 보정된 기준값을 상기 측정값과 비교하여 상기 측정 센서(130)의 파라미터들을 보정할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 측정 센서(130)는 상기 기준 센서(150)에 비교할 때 우수한 민감도를 가지는 반면에 상대적으로 낮은 신뢰도를 가진다. 따라서, 상기 측정 센서(130)가 장시간 사용되거나 가혹한 환경에서 사용될 경우, 상기 측정 센서(130)는 상대적으로 큰 드리프트 오차를 가진다. 따라서, 상기 측정 센서(130)에 대한 신뢰성 특성에 관한 함수가 상기 측정 센서(130)에 직접 이용되는 데에는 어려움이 있다.Meanwhile, the correction control unit 170 may compensate the parameters of the measurement sensor 130 by comparing the corrected reference value with the measured value. In more detail, the measurement sensor 130 has excellent sensitivity compared to the reference sensor 150 while having a relatively low reliability. Therefore, when the measurement sensor 130 is used for a long time or in a harsh environment, the measurement sensor 130 has a relatively large drift error. Therefore, it is difficult to directly use a function related to the reliability characteristics of the measurement sensor 130 to the measurement sensor 130.

따라서, 상기 보정 제어부(170)가 상기 보정된 기준값 및 상기 측정 센서(130)의 실제 측정값을 비교함으로써, 상기 측정값을 자동으로 보정할 수 있다. 이로써, 기준 센서(150) 및 측정 센서(150)를 포함하는 센서 모듈이 우수한 민감도 및 신뢰도를 동시에 확보할 수 있다.Accordingly, the correction control unit 170 may automatically correct the measured value by comparing the corrected reference value and the actual measured value of the measurement sensor 130. Accordingly, a sensor module including the reference sensor 150 and the measurement sensor 150 can simultaneously secure excellent sensitivity and reliability.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준 센서(150)는 상기 측정 센서(130) 대비 3% 이하의 낮은 드리프트 오차를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 측정 센서(130)가 고분자 물질의 절연 물질로 전극들을 상호 절연시키는 반면에, 상기 기준 센서(150)가 무기물의 절연 물질로 전극들을 상호 절연시킬 경우, 상기 기준 센서(150)는 상기 측정 센서(130) 대비 3% 이하의 낮은 드리프트 오차를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 기준 센서(150)는 상기 측정 센서(130)보다 낮은 민감도를 가진다.In an embodiment of the present invention, the reference sensor 150 may have a low drift error of 3% or less compared to the measurement sensor 130. For example, when the measurement sensor 130 insulates the electrodes with an insulating material of a polymer material, while the reference sensor 150 insulates the electrodes with an insulating material of an inorganic material, the reference sensor 150 May have a low drift error of 3% or less compared to the measurement sensor 130. In this case, the reference sensor 150 has a lower sensitivity than the measurement sensor 130.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보정 제어부(170)는 상기 신뢰성 함수를 이용하여 주기적으로 상기 기준 센서(150)를 영점 보정할 수 있다. 이로서, 상기 기준 센서(150)는 보정된 기준값을 가질 수 있다. 상기 기준 센서(150)를 영점 보정하는 방법은 특정 온도 또는 습도에서 상기 측정값을 상기 특정 온도 또는 습도에 대응되도록 보정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the correction control unit 170 may periodically zero-calibrate the reference sensor 150 using the reliability function. As a result, the reference sensor 150 may have a corrected reference value. The method of zero-pointing the reference sensor 150 may correct the measured value at a specific temperature or humidity to correspond to the specific temperature or humidity.

상기 영점 보정을 위하여, 인공 지능 소프트웨어 또는 일반 함수가 적용된 소프트웨어가 이용될 수 있다.For the zero point correction, artificial intelligence software or software to which a general function is applied may be used.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기준 센서(150)에 포함된 제2 전극들(153, 155) 사이의 거리(d5)는, 상기 측정 센서(130)에 포함된 제1 전극들(133. 135) 사이의 거리(d3)보다 클 수 있다. 이로써, 상기 기준 센서(150)는 그 민감도가 저하될 수 있나, 상기 제2 전극들(153, 155) 사이의 절연성이 확보됨에 따라 우수한 신뢰성을 확보할 수 있다. 상기 제2 전극들(153, 155) 사이에 전압이 인가될 경우, 상기 전극들(153, 155) 사이의 거리가 증가함에 따라 단위 길이당 전압의 크기가 감소한다. 이로서, 상기 제2 전극들(153, 155) 사이에 존재하는 절연 물질(151)의 분극 현상이 감소할 수 있다. 결과적으로 상기 절연 물질(151)의 노화가 억제됨으로써 상기 기준 센서(150)는 우수한 신뢰도를 확보할 수 있다. 3 and 4, the distance d5 between the second electrodes 153 and 155 included in the reference sensor 150 is the first electrodes 133 included in the measurement sensor 130. 135) can be greater than the distance d3. As a result, the sensitivity of the reference sensor 150 may be lowered, but excellent reliability may be secured as insulation between the second electrodes 153 and 155 is secured. When a voltage is applied between the second electrodes 153 and 155, the voltage per unit length decreases as the distance between the electrodes 153 and 155 increases. As a result, polarization of the insulating material 151 existing between the second electrodes 153 and 155 may be reduced. As a result, aging of the insulating material 151 is suppressed, so that the reference sensor 150 can secure excellent reliability.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 자동 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of automatically calibrating a sensor module according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈의 자동 보정 방법에 따르면, 주위 환경에 관한 파라미터를 측정 센서를 이용하여 측정값을 생성한다(S110). 이후, 상기 측정 센서보다 낮은 드리프트 오차를 갖는 기준 센서를 이용하여, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 제공한다(S130). Referring to FIG. 5, according to the method of automatically calibrating a sensor module according to an embodiment of the present invention, a measurement value is generated using a measurement sensor for a parameter related to the surrounding environment (S110). Thereafter, by using a reference sensor having a lower drift error than the measurement sensor, the parameter is measured at a specific time and a reference value is provided (S130).

이어서, 상기 기준 센서에 대한 신뢰성 특성에 관한 함수를 이용하여 상기 기준 센서의 기준값을 주기적으로 보정한다(S150). 이때, 상기 기준 센서는 사용 조건과 무관한게 사용 시간에 따른 신뢰성 함수를 이용하여 보다 정확하게 보정된 기준값을 생성할 수 있다.Subsequently, the reference value of the reference sensor is periodically corrected by using a function related to the reliability characteristic of the reference sensor (S150). In this case, the reference sensor may generate a more accurately corrected reference value using a reliability function according to use time irrespective of the use condition.

상기 보정된 기준값을 상기 측정값과 비교하여 상기 측정 센서의 파라미터들을 보정한다(S170). 이로써, 상기 센서 모듈의 자동 보정 방법을 통하여 민감도 및 신뢰도를 동시에 확보할 수 있다.The parameters of the measurement sensor are corrected by comparing the corrected reference value with the measured value (S170). Accordingly, it is possible to simultaneously secure sensitivity and reliability through the automatic correction method of the sensor module.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that there is.

110 : 기판 130 : 측정 센서
131 : 제1 기판 133, 135: 제1 전극들
150 : 기준 센서 151 : 제2 기판
153, 155: 제2 전극들 150 : 보정 제어부110: substrate 130: measurement sensor
131: first substrate 133, 135: first electrodes
150: reference sensor 151: second substrate
153, 155: second electrodes 150: correction control unit

Claims (11)

기판;
상기 기판 상에 구비되고, 상기 기판의 주위 환경에 관한 파라미터를 측정하여 측정값을 생성하는 측정 센서;
상기 기판의 상에 상기 측정 센서와 인접하게 구비되고, 상기 측정 센서보다 낮은 드리프트 오차를 갖고, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 생성하는 기준 센서; 및
상기 기준 센서에 대한 신뢰성 특성에 관하여 기설정된 신뢰성 함수를 이용하여 상기 기준 센서의 기준값을 주기적으로 보정하고, 상기 보정된 기준값을 상기 측정 센서의 측정값과 비교하여 상기 파라미터들을 보정할 수 있도록 구비된 보정 제어부를 포함하는 센서 모듈.Board;
A measurement sensor provided on the substrate and configured to measure a parameter related to the surrounding environment of the substrate to generate a measurement value;
A reference sensor provided on the substrate adjacent to the measurement sensor, has a lower drift error than the measurement sensor, and generates a reference value by measuring the parameter at a specific time; And
A reference value of the reference sensor is periodically corrected using a predetermined reliability function with respect to the reliability characteristic of the reference sensor, and the corrected reference value is compared with a measured value of the measurement sensor to correct the parameters. A sensor module including a correction control unit. 제1항에 있어서, 상기 기준 센서는 상기 측정 센서 대비 3% 이하의 낮은 드리프트 오차를 갖는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The sensor module of claim 1, wherein the reference sensor has a drift error of 3% or less compared to the measurement sensor. 제1항에 있어서, 상기 기준 센서는 상기 측정 센서보다 낮은 민감도를 갖는 것 특징으로 하는 센서 모듈.The sensor module of claim 1, wherein the reference sensor has a lower sensitivity than the measurement sensor. 제1항에 있어서, 상기 보정 제어부는 상기 신뢰성 함수를 이용하여 주기적으로 보정하기 위하여 상기 기준 센서를 영점 보정하도록 구비된 것을 특징으로 하는 센서 모듈. The sensor module of claim 1, wherein the correction control unit is provided to zero-calibrate the reference sensor in order to periodically compensate using the reliability function. 제4항에 있어서, 상기 영점 보정은 인공지능(A.I.) 소프트웨어 또는 일반 함수가 적용된 소프트웨어를 이용하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The sensor module according to claim 4, wherein the zero point correction is performed using artificial intelligence (A.I.) software or software to which a general function is applied. 제1항에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 실리콘 물질을 포함하고, 상기 측정 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The sensor of claim 1, wherein an insulating material for mutually insulating electrodes included in the reference sensor includes a silicon material, and an insulating material for mutually insulating electrodes included in the measurement sensor includes a polymer material. module. 제1항에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들 사이의 거리는, 상기 측정 센서에 포함된 전극들 사이보다 큰 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The sensor module of claim 1, wherein a distance between electrodes included in the reference sensor is greater than between electrodes included in the measurement sensor. 제1항에 있어서, 상기 기준 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 실리콘 물질을 포함하고, 상기 측정 센서에 포함된 전극들을 상호 절연시키는 절연 물질은 고분자 물질을 포함하고,
상기 기준 센서에 포함된 전극들 사이의 거리는, 상기 측정 센서에 포함된 전극들 사이보다 큰 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method of claim 1, wherein the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the reference sensor includes a silicon material, and the insulating material for mutually insulating the electrodes included in the measurement sensor includes a polymer material,
A sensor module, wherein a distance between electrodes included in the reference sensor is greater than between electrodes included in the measurement sensor. 주위 환경에 관한 파라미터를 측정 센서를 이용하여 측정값을 생성하는 단계;
상기 측정 센서보다 낮은 드리프트 오차를 갖는 기준 센서를 이용하여, 특정 시점에 상기 파라미터를 측정하여 기준값을 제공하는 단계;
상기 기준 센서에 대한 신뢰성 특성에 관한 함수를 이용하여 상기 기준 센서의 기준값을 주기적으로 보정하는 단계; 및
상기 보정된 기준값을 상기 측정값과 비교하여 상기 측정 센서의 파라미터들을 보정하는 단계를 포함하는 센서 모듈의 자동 보정 방법.Generating a measurement value of a parameter related to the surrounding environment using a measurement sensor;
Measuring the parameter at a specific time using a reference sensor having a lower drift error than the measurement sensor and providing a reference value;
Periodically correcting the reference value of the reference sensor using a function related to the reliability characteristic of the reference sensor; And
And compensating the parameters of the measurement sensor by comparing the corrected reference value with the measurement value. 제9항에 있어서, 상기 함수를 이용하여 상기 기준 센서를 보정하는 단계는 주기적인 영점 보정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈의 자동 보정 방법. The method of claim 9, wherein the step of calibrating the reference sensor using the function comprises performing periodic zero point calibration. 제10항에 있어서, 상기 영점 보정은 인공지능(A.I.) 소프트웨어 또는 일반 함수가 적용된 소프트웨어를 이용하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈의 자동 보정 방법.The method of claim 10, wherein the zero point correction is performed using artificial intelligence (A.I.) software or software to which a general function is applied.
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