KR20230167207A - Pressure detecting apparatus - Google Patents

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KR20230167207A
KR20230167207A KR1020220066312A KR20220066312A KR20230167207A KR 20230167207 A KR20230167207 A KR 20230167207A KR 1020220066312 A KR1020220066312 A KR 1020220066312A KR 20220066312 A KR20220066312 A KR 20220066312A KR 20230167207 A KR20230167207 A KR 20230167207A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 장치는, 소정 간격을 두고 서로 대면하는 상부 패널 및 하부 패널 사이에 배치된 박막 센서, 상기 박막 센서의 상부 및 하부 표면에 밀착되도록 형성되어 상기 박막 센서의 표면이 절연 상태로 유지되도록 하는 절연패드, 상기 상부 패널과 상기 절연패드 사이에 배치되어, 상기 상부 패널에 가해지는 외부 압력을 상기 박막 센서로 전달하는 압박부재, 및 상기 박막 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 박막 센서로 전달되는 외부 압력에 따라 변화하는 상기 박막 센서의 임피던스 변화량을 전기 신호로 변환하여 출력하는 회로부를 포함한다.A pressure detection device according to an embodiment of the present invention includes a thin film sensor disposed between an upper panel and a lower panel facing each other at a predetermined interval, and formed to be in close contact with the upper and lower surfaces of the thin film sensor and the surface of the thin film sensor. an insulating pad to maintain this insulating state, a pressing member disposed between the upper panel and the insulating pad to transmit external pressure applied to the upper panel to the thin film sensor, and electrically connected to the thin film sensor, It includes a circuit unit that converts the change in impedance of the thin film sensor, which changes depending on the external pressure transmitted to the thin film sensor, into an electrical signal and outputs it.

Description

압력 검출 장치{PRESSURE DETECTING APPARATUS}PRESSURE DETECTING APPARATUS}

본 발명은 압력 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure detection device.

일반적으로, 힘(force) 또는 하중(Pressure)을 측정하기 위해 감압센서(Force Sensitive Resistor)나 로드 셀(Load Cell), 용량형 압력센서(Capacitive Load Cell) 등이 사용되고 있다.Generally, force sensitive resistors, load cells, capacitive load cells, etc. are used to measure force or pressure.

감압센서는 압력을 감지하는 감압부와, 감압부를 둘러싸는 절연체로 구성된다. 이때 외부에서 압력이 인가되면 감압부의 저항 값이 변화되어 이를 감지하여 출력신호를 수신하는 방식이다. 하지만, 종래의 감압센서는 압력을 측정하는 감도는 좋으나, 비교적 낮은 압력만을 측정할 수 있어 고중량에 대한 압력을 검출하기에는 한계가 있었다. A pressure-sensitive sensor consists of a pressure-sensitive part that senses pressure and an insulator surrounding the pressure-sensitive part. At this time, when pressure is applied from the outside, the resistance value of the pressure reducing unit changes, and this is detected and an output signal is received. However, although conventional pressure sensors have good sensitivity for measuring pressure, they can only measure relatively low pressures, so they have limitations in detecting pressure for high weights.

한편, 로드 셀(Load Cell)은 힘(force) 또는 하중(Pressure) 등의 외력에 의해 비례적으로 변하는 탄성체, 스트레인을 감지하는 포일(foil) 형 스트레인 게이지(Strain Gauge), 포일 형 스트레인 게이지의 저항변화를 측정하는 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 회로, 및 미세한 출력전압을 증폭하고 디지털 신호로 변환하여 출력하는 전기 출력부 등으로 구성된다. 이러한 로드 셀은 포일 형 스트레인 게이지를 부착하는 방식에 따라 외력을 측정하는 감도가 달라지며, 고중량을 측정하기 위해서는 부피가 큰 감압용 탄성체를 사용해야 하므로 부피가 크고, 비용이 많이 들었다.Meanwhile, a load cell is an elastic body that changes proportionally by external forces such as force or pressure, a foil-type strain gauge that detects strain, and a foil-type strain gauge. It consists of a wheatstone bridge circuit that measures resistance changes, and an electrical output unit that amplifies the minute output voltage, converts it into a digital signal, and outputs it. The sensitivity of these load cells to measure external force varies depending on the method of attaching the foil-type strain gauge, and in order to measure high weights, a bulky pressure-reducing elastic body must be used, making it bulky and expensive.

또한, 용량형 로드 셀(Capacitive Load Cell)은 고정지지대에 절연체를 사이에 두고 고정된 압력을 이동거리로 변환시키는 탄성체 및 스프링과 결합된 상부전극부와, 이를 정전용량으로 변환시키는 하부전극부로 구성되며, 외부에서 압력이 인가되면 상부전극부와 하부전극부 사이의 정전용량 값이 변화되고, 변화된 정전용량 값을 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 하지만, 용량형 로드 셀은 고중량의 압력을 측정하기 위해서 부피가 큰 감압용 탄성체 및 스프링을 사용해야 하므로 부피가 크고, 부품 비용이 많이 들었다.In addition, a capacitive load cell consists of an upper electrode part combined with an elastic body and a spring that converts the pressure fixed on a fixed support with an insulator into a moving distance, and a lower electrode part that converts this into electrostatic capacity. When pressure is applied from the outside, the capacitance value between the upper and lower electrode parts changes, and the changed capacitance value is converted into an electrical signal and output. However, capacitive load cells require the use of bulky pressure-reducing elastic bodies and springs to measure the pressure of high weights, making them bulky and expensive for parts.

본 발명의 목적은, 복잡한 분자구조를 갖는 연자성체 합금에 외부 압력이 인가될 때 임피던스가 변화되는 스트레스 임피던스 효과를 이용하는 박막 센서를 적용함으로써, 높은 압력을 측정하기 위해 부피가 큰 고가의 감압용 탄성체나 스프링을 사용하지 않고도 얇고 단순한 구조로 구현된 압력 검출 장치를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to apply a thin film sensor that utilizes the stress impedance effect, in which the impedance changes when external pressure is applied to a soft magnetic alloy with a complex molecular structure, to measure high pressure by applying a bulky and expensive pressure-sensitive elastomer. The purpose is to provide a pressure detection device implemented in a thin and simple structure without using a spring.

본 발명의 다른 목적은, 교량이나 지중 앵커와 같이 고중량의 토목용 구조물에 대한 하중을 측정하는데 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 고중량의 유류탱크나 대형 화물차 등의 중량을 계측하는 데에도 활용할 수 있는 압력 검출 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to detect pressure, which can be used not only to measure the load on heavy civil engineering structures such as bridges or underground anchors, but also to measure the weight of heavy oil tanks or large trucks. The purpose is to provide a device.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 장치는, 소정 간격을 두고 서로 대면하는 상부 패널 및 하부 패널 사이에 배치된 박막 센서, 상기 박막 센서의 상부 및 하부 표면에 밀착되도록 형성되어 상기 박막 센서의 표면이 절연 상태로 유지되도록 하는 절연패드, 상기 상부 패널과 상기 절연패드 사이에 배치되어, 상기 상부 패널에 가해지는 외부 압력을 상기 박막 센서로 전달하는 압박부재, 및 상기 박막 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 박막 센서로 전달되는 외부 압력에 따라 변화하는 상기 박막 센서의 임피던스 변화량을 전기 신호로 변환하여 출력하는 회로부를 포함한다.To achieve the above object, a pressure detection device according to an embodiment of the present invention includes a thin film sensor disposed between an upper panel and a lower panel facing each other at a predetermined interval, and a thin film sensor arranged in close contact with the upper and lower surfaces of the thin film sensor. an insulating pad formed to maintain the surface of the thin film sensor in an insulated state, a pressing member disposed between the upper panel and the insulating pad to transmit external pressure applied to the upper panel to the thin film sensor, and the thin film It is electrically connected to the sensor and includes a circuit unit that converts the change in impedance of the thin film sensor, which changes depending on external pressure transmitted to the thin film sensor, into an electrical signal and outputs it.

일 실시예에서, 상기 박막 센서는, 외부 압력에 따라 변화되는 임피던스의 크기를 증폭시키는 지그재그 형상의 패턴 구조로 형성된 패턴부, 및 상기 회로부와 전기적으로 연결되며, 상기 패턴부의 임피던스 변화량에 대응되는 신호를 상기 회로부로 출력하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the thin film sensor is electrically connected to a pattern portion formed in a zigzag-shaped pattern structure that amplifies the magnitude of impedance that changes depending on external pressure, and the circuit portion, and generates a signal corresponding to the amount of impedance change of the pattern portion. It is characterized in that it includes an electrode unit that outputs to the circuit unit.

일 실시예에서, 상기 박막 센서는, 연자성체 합금으로 구성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the thin film sensor is characterized by being made of a soft magnetic alloy.

일 실시예에서, 상기 절연패드는, 상기 박막 센서의 패턴부의 상부 표면에 밀착 형성되는 제1 절연패드, 및 상기 박막 센서의 전극부 및 패턴부의 하부 표면에 밀착 형성되는 제2 절연패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the insulating pad includes a first insulating pad formed in close contact with the upper surface of the pattern portion of the thin film sensor, and a second insulating pad formed in close contact with the lower surface of the electrode portion and the pattern portion of the thin film sensor. It is characterized by

일 실시예에서, 상기 절연패드는, 폴리아미드 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the insulating pad is formed of polyamide material.

일 실시예에서, 상기 제1 압박부재는, 상기 상부 패널의 중심부와 상기 제1 절연패드 사이에 밀착되도록 형성되어, 상기 상부 패널에 외부 압력이 가해지면 상기 박막 센서의 패턴부의 상부를 압박하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first pressing member is formed to be in close contact between the center of the upper panel and the first insulating pad, and presses the upper part of the pattern portion of the thin film sensor when external pressure is applied to the upper panel. It is characterized by

일 실시예에서, 본 발명에 따른 압력 검출 장치는, 상기 하부 패널의 중심부와 상기 제2 절연패드 사이에 밀착되도록 형성되어, 상기 상부 패널에 외부 압력이 가해지면 상기 박막 센서의 패턴부의 하부를 압박하는 제2 압박부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the pressure detection device according to the present invention is formed to be in close contact between the center of the lower panel and the second insulating pad, so that when external pressure is applied to the upper panel, the lower portion of the pattern portion of the thin film sensor is pressed. It is characterized in that it further includes a second pressing member.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 압력 검출 장치는, 상기 상부 패널로 가해지는 외부 압력이 중심부로 집중되도록 상기 상부 패널의 중심부의 상부로 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the pressure detection device according to the present invention further includes a protrusion formed to protrude upward from the center of the upper panel so that external pressure applied to the upper panel is concentrated in the center.

일 실시예에서, 상기 회로부는, 상기 하부 패널의 소정 영역에 고정되도록 형성되어, 상기 박막 센서로부터 외부 압력에 따른 임피던스 변화량이 인가되면, 상기 임피던스 변화량에 따라 발생하는 전압 차이를 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the circuit unit is formed to be fixed to a predetermined area of the lower panel, and when an impedance change according to external pressure is applied from the thin film sensor, the circuit unit detects a voltage difference generated according to the impedance change. do.

일 실시예에서, 상기 회로부는, 휘트스톤 브리지 회로로 구성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the circuit unit is characterized by being composed of a Wheatstone bridge circuit.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 압력 검출 장치는, 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널에 결합되어, 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널 사이에 형성된 박막 센서, 절연패드 및 압박부재 간의 압력을 조절하는 압력조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the pressure detection device according to the present invention is coupled to the upper panel and the lower panel and adjusts the pressure between the thin film sensor, the insulating pad, and the pressing member formed between the upper panel and the lower panel. It is characterized by further including members.

일 실시예에서, 상기 상부 패널은, 상기 상부 패널의 중심부를 기준으로 서로 대응되는 위치의 양측에 상기 압력조절부재의 몸체가 관통하도록 형성된 삽입홀을 포함하고, 상기 하부 패널은, 상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 삽입홀을 관통한 상기 압력조절부재의 몸체가 체결되도록 형성된 체결홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the upper panel includes insertion holes formed through which the body of the pressure regulating member penetrates on both sides of corresponding positions relative to the center of the upper panel, and the lower panel includes the insertion holes and It is characterized in that it includes a fastening groove formed to fasten the body of the pressure adjustment member penetrating the insertion hole at a corresponding position.

일 실시예에서, 상기 압력조절부재는, 몸체가 상기 삽입홀을 관통하여 상기 체결홈에 체결 시, 머리 부분이 상기 상부 패널의 상부 면에 밀착되며, 상기 압력조절부재를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널과 하부 패널 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the body of the pressure adjustment member passes through the insertion hole and fastens to the fastening groove, the head portion is in close contact with the upper surface of the upper panel, and the head portion is in close contact with the upper surface of the upper panel by rotating the pressure adjustment member. It is characterized in that the gap between the panel and the lower panel is adjusted.

일 실시예에서, 상기 체결홈은, 내측면에 상기 압력조절부재의 몸체의 삽입 및 체결이 용이하도록 나선형 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the fastening groove is characterized in that a spiral protrusion is formed on the inner surface to facilitate insertion and fastening of the body of the pressure adjustment member.

일 실시예에서, 상기 삽입홀은, 상기 압력조절부재의 몸체의 직경 보다 크게 형성되되, 상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다는 작게 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the insertion hole is formed larger than the diameter of the body of the pressure adjustment member, but smaller than the diameter of the head of the pressure adjustment member.

일 실시예에서, 상기 하부 패널은, 상기 하부 패널의 중심부를 기준으로 서로 대응되는 위치의 양측에 상기 압력조절부재의 몸체가 관통하도록 형성된 삽입홀을 포함하고, 상기 상부 패널은, 상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 삽입홀을 관통한 상기 압력조절부재의 몸체가 체결되도록 형성된 체결홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the lower panel includes insertion holes formed through which the body of the pressure regulating member penetrates on both sides of corresponding positions relative to the center of the lower panel, and the upper panel includes the insertion holes and It is characterized in that it includes a fastening groove formed to fasten the body of the pressure adjustment member penetrating the insertion hole at a corresponding position.

일 실시예에서, 상기 삽입홀은, 상기 압력조절부재의 몸체의 직경 보다 크게 형성되되, 상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다는 작게 형성된 제1 삽입부, 및 상기 제1 삽입부의 하부에 상기 제1 삽입부 보다 직경이 크게 형성되는 제2 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the insertion hole includes a first insertion portion formed to be larger than the diameter of the body of the pressure adjusting member but smaller than the diameter of the head of the pressure adjusting member, and the first insertion portion below the first insertion portion. It is characterized in that it includes a second insertion portion having a larger diameter than the first insertion portion.

일 실시예에서, 상기 압력조절부재는, 몸체가 상기 삽입홀을 관통하여 상기 체결홈에 체결 시, 머리 부분이 상기 제2 삽입부의 상부 면에 밀착되며, 상기 압력조절부재를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널과 하부 패널 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the body of the pressure adjustment member penetrates the insertion hole and fastens to the fastening groove, the head portion is in close contact with the upper surface of the second insertion portion, and the pressure adjustment member is rotated. It is characterized in that the gap between the upper panel and the lower panel is adjusted.

일 실시예에서, 상기 제2 삽입부는, 상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second insertion portion is formed to be larger than the diameter of the head of the pressure adjustment member.

일 실시예에서, 상기 체결홈은, 내측면에 상기 압력조절부재의 몸체의 삽입 및 체결이 용이하도록 나선형 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the fastening groove is characterized in that a spiral protrusion is formed on the inner surface to facilitate insertion and fastening of the body of the pressure adjustment member.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 압력 검출 장치는, 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널을 모두 덮는 형상으로 형성되고, 상기 하부 패널의 상부 면의 테두리를 따라 고정되며, 중심부에는 상기 상부 패널에 형성된 돌출부가 외부로 돌출될 수 있도록 홀이 형성되는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the pressure detection device according to the present invention is formed in a shape that covers both the upper panel and the lower panel, is fixed along the edge of the upper surface of the lower panel, and has a protrusion formed on the upper panel at the center. It is characterized in that it further includes a cover in which a hole is formed so that it can protrude to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복잡한 분자구조를 갖는 연자성체 합금에 외부 압력이 인가될 때 임피던스가 변화되는 스트레스 임피던스 효과를 이용하는 박막 센서를 적용함으로써, 높은 압력을 측정하기 위해 부피가 큰 고가의 감압용 탄성체나 스프링을 사용하지 않고도 얇고 단순한 구조로 압력 검출 장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, by applying a thin film sensor that uses the stress impedance effect, in which the impedance changes when external pressure is applied to a soft magnetic alloy with a complex molecular structure, a bulky and expensive device can be used to measure high pressure. There is an effect in that a pressure detection device can be implemented with a thin and simple structure without using a pressure reducing elastic body or spring.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 압력 검출 장치를 얇고 단순한 구조로 구현함에 따라 교량이나 지중 앵커와 같이 고중량의 토목용 구조물에 대한 하중을 측정하는데 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 고중량의 유류탱크나 대형 화물차 등의 중량을 계측하는 데에도 활용할 수 있는 효과가 있다.According to another embodiment of the present invention, by implementing the pressure detection device in a thin and simple structure, it can be used to measure the load on heavy civil engineering structures such as bridges and underground anchors, as well as heavy oil tanks or large trucks. It can also be used to measure the weight of the back.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 센서와 절연패드의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 3a, 도 3b 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력조절부재의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 검출 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력조절부재의 결합 구조를 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a pressure detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the coupling structure of a thin film sensor and an insulating pad according to an embodiment of the present invention.
Figures 3a, 3b, and 4 are diagrams showing the coupling structure of a pressure adjustment member according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the configuration of a circuit unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the structure of a pressure detection device according to another embodiment of the present invention.
Figures 7 and 8 are diagrams showing the coupling structure of a pressure adjustment member according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. Additionally, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 센서와 절연패드의 결합 구조를 도시한 도면이고, 도 3a, 도 3b 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력조절부재의 결합 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로부의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a pressure detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a combined structure of a thin film sensor and an insulating pad according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A and 3B. and FIG. 4 is a diagram showing the coupling structure of a pressure adjustment member according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a circuit portion according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 검출 장치는 상부 패널(10), 하부 패널(20), 박막 센서(30), 절연패드, 압박부재, 압력조절부재 및 회로부(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the pressure detection device according to an embodiment of the present invention includes an upper panel 10, a lower panel 20, a thin film sensor 30, an insulating pad, a pressing member, a pressure regulating member, and a circuit portion 70. Includes.

상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 각각 상부 면과 하부 면을 갖도록 형성되며, 상부 패널(10)의 하부 면과 하부 패널(20)의 상부 면이 소정 간격을 두고 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 동일한 크기로 형성될 수 있다. 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 외부 압력이 직접적으로 가해질 수 있으므로, 고압력에도 휘어지지 않는 재질로 형성될 수 있다.The upper panel 10 and the lower panel 20 are formed to have an upper surface and a lower surface, respectively, and the lower surface of the upper panel 10 and the upper surface of the lower panel 20 are arranged to face each other at a predetermined distance. You can. As an example, the upper panel 10 and lower panel 20 may be formed to have the same size. Since external pressure can be directly applied to the upper panel 10 and lower panel 20, they can be made of a material that does not bend even under high pressure.

이때, 상부 패널(10)의 중심부에는 상부 패널(10)에 가해지는 외부 압력을 중심 위치로 집중될 수 있도록 돌출부(19)가 형성될 수 있다. 일 예로서, 돌출부(19)는 상부 패널(10)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.At this time, a protrusion 19 may be formed in the center of the upper panel 10 so that external pressure applied to the upper panel 10 can be concentrated at the central position. As an example, the protrusion 19 may be formed of the same material as the upper panel 10.

박막 센서(30)는 상부 패널(10) 및 하부 패널(20) 사이에 배치된다. 이때, 박막 센서(30)는 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. The thin film sensor 30 is disposed between the upper panel 10 and the lower panel 20. At this time, the thin film sensor 30 is preferably disposed parallel to the upper panel 10 and the lower panel 20.

박막 센서(30)는 외부 압력이 전달되면, 전달된 외부 압력에 따라 임피던스가 변화하는 스트레스 임피던스 감지 방식의 센서로서, 전극부(31) 및 패턴부(35)를 포함하여 구성될 수 있다. 패턴부(35)는 외부 압력에 따라 변화되는 임피던스의 크기를 증폭시킬 수 있도록 지그재그 형상의 패턴 구조로 형성될 수 있다. 박막 센서(30)는 스트레스 임피던스 효과를 갖는 연자성체 합금으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 박막 센서(30)는 Co, Ni, Si, Mo, B, Fe를 성분으로 하는 연자성체 합금으로 구성될 수 있다. 따라서, 외부에서 인가되는 고압력에 대하여 부피의 변화가 극히 적으면서도 변화되는 임피던스가 커서 감압용 탄성체를 사용하지 않고도 고압력 측정이 가능하여 얇으면서도 고중량을 계측할 수 있는 이점이 있다.The thin film sensor 30 is a stress impedance sensing sensor whose impedance changes according to the external pressure when external pressure is transmitted, and may be configured to include an electrode portion 31 and a pattern portion 35. The pattern portion 35 may be formed in a zigzag pattern structure to amplify the size of impedance that changes depending on external pressure. The thin film sensor 30 may be made of a soft magnetic alloy that has a stress impedance effect. Preferably, the thin film sensor 30 may be made of a soft magnetic alloy containing Co, Ni, Si, Mo, B, and Fe. Therefore, in response to high pressure applied from the outside, the change in volume is extremely small and the impedance change is large, so it is possible to measure high pressure without using a pressure-reducing elastic body, which has the advantage of being able to measure a high weight while being thin.

박막 센서(30)의 상부 면과 하부 면에는 각각 절연패드가 밀착되도록 형성될 수 있다. 일 예로, 박막 센서(30)의 상부 면에는 제1 절연패드(41)가 밀착되도록 형성되며, 박막 센서(30)의 하부 면에는 제2 절연패드(45)가 밀착되도록 형성될 수 있다. Insulating pads may be formed to be in close contact with the upper and lower surfaces of the thin film sensor 30, respectively. For example, the first insulating pad 41 may be formed to be in close contact with the upper surface of the thin film sensor 30, and the second insulating pad 45 may be formed to be in close contact with the lower surface of the thin film sensor 30.

도 2를 참조하면, 제2 절연패드(45) 위에 박막 센서(30)를 부착하고, 박막 센서(30) 위를 제1 절연패드(41)로 덮어 박막 센서(30)가 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45) 사이에 밀착되도록 할 수 있다. 여기서, 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45)는 높은 압력에 대하여 내열성과 기계적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45)는 폴리이미드(Polyimide) 재질로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the thin film sensor 30 is attached on the second insulating pad 45, and the thin film sensor 30 is covered with the first insulating pad 41 so that the thin film sensor 30 is connected to the first insulating pad ( 41) and the second insulating pad 45. Here, the first insulating pad 41 and the second insulating pad 45 may be formed of a material that has heat resistance and mechanical stability against high pressure. For example, the first insulating pad 41 and the second insulating pad 45 may be formed of polyimide material.

이때, 제1 절연패드(41)는 제2 절연패드(45)보다 작은 크기로 형성될 수 있으며, 박막 센서(30)의 전극부(31)를 제외한 패턴부(35)만을 덮을 수 있다. 제2 절연패드(45)는 박막 센서(30)의 전극부(31) 및 패턴부(35)의 전체 표면을 완전히 덮는 크기로 형성될 수 있다. 이에, 박막 센서(30)의 패턴부(35)는 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45)에 의해 절연 상태가 유지될 수 있다. 한편, 전극부(31)는 외부로 노출되며, 연결선(71)을 통해 회로부(70)와 전기적으로 연결될 수 있다.At this time, the first insulating pad 41 may be formed in a smaller size than the second insulating pad 45 and may cover only the pattern portion 35 excluding the electrode portion 31 of the thin film sensor 30. The second insulating pad 45 may be formed to a size that completely covers the entire surface of the electrode portion 31 and the pattern portion 35 of the thin film sensor 30. Accordingly, the pattern portion 35 of the thin film sensor 30 may be maintained in an insulated state by the first insulating pad 41 and the second insulating pad 45. Meanwhile, the electrode portion 31 is exposed to the outside and can be electrically connected to the circuit portion 70 through a connection line 71.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 압박부재는 박막 센서(30)의 패턴부(35)의 상부 및 하부를 압박할 수 있으며, 압박부재는 박막 센서(30)의 상부를 압박하는 제1 압박부재(51) 및 박막 센서(30)의 하부를 압박하는 제2 압박부재(55)를 포함할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 1, the pressing member may press the upper and lower portions of the pattern portion 35 of the thin film sensor 30, and the pressing member may apply a first pressing force to the upper part of the thin film sensor 30. It may include a second pressing member 55 that presses the lower portion of the member 51 and the thin film sensor 30.

제1 압박부재(51)는 박막 센서(30)의 상부 표면에 밀착 형성된 제1 절연패드(41)와 상부 패널(10) 사이에서 박막 센서(30)를 압박하도록 형성될 수 있다. 제1 압박부재(51)는 상부 면이 상부 패널(10)과 밀착되고, 하부 면이 제1 절연패드(41)와 밀착되도록 형성될 수 있다. 이에, 제1 압박부재(51)는 상부 패널(10)에 외부 압력이 가해지면, 상부 패널(10)에 가해지는 외부 압력을 박막 센서(30)로 전달할 수 있다. 이때, 제1 압박부재(51)는 상부 패널(10)에 가해지는 외부 압력을 박막 센서(30)로 잘 전달할 수 있도록 제1 절연패드(41)에 밀착된 박막 센서(30)의 패턴부(35)를 압박하도록 형성될 수 있다. The first pressing member 51 may be formed to press the thin film sensor 30 between the upper panel 10 and the first insulating pad 41 formed in close contact with the upper surface of the thin film sensor 30. The first pressing member 51 may be formed so that its upper surface is in close contact with the upper panel 10 and its lower surface is in close contact with the first insulating pad 41. Accordingly, when external pressure is applied to the upper panel 10, the first pressing member 51 can transmit the external pressure applied to the upper panel 10 to the thin film sensor 30. At this time, the first pressing member 51 is a pattern portion ( 35) can be formed to press.

또한, 제2 압박부재(55)는 박막 센서(30)의 하부 표면에 밀착 형성된 제2 절연패드(45)와 하부 패널(20) 사이에는 박막 센서(30)를 압박하도록 형성될 수 있다. 제2 압박부재(55)는 상부 면이 제2 절연패드(45)와 밀착되고, 하부 면이 하부 패널(20)과 밀착되도록 형성될 수 있다. 이에, 제2 압박부재(55)는 외부 압력이 가해지면, 외부 압력을 박막 센서(30)로 전달할 수 있다. 이때, 제2 압박부재(55)는 외부 압력을 박막 센서(30)로 잘 전달할 수 있도록 제2 절연패드(45)에 밀착된 박막 센서(30)의 패턴부(35)를 압박하도록 형성될 수 있다. Additionally, the second pressing member 55 may be formed between the second insulating pad 45 formed in close contact with the lower surface of the thin film sensor 30 and the lower panel 20 to press the thin film sensor 30. The second pressing member 55 may be formed so that the upper surface is in close contact with the second insulating pad 45 and the lower surface is in close contact with the lower panel 20. Accordingly, when external pressure is applied, the second pressing member 55 can transmit the external pressure to the thin film sensor 30. At this time, the second pressing member 55 may be formed to press the pattern portion 35 of the thin film sensor 30 in close contact with the second insulating pad 45 so that external pressure can be well transmitted to the thin film sensor 30. there is.

일 예로, 제1 압박부재(51) 및 제2 압박부재(55)는 표면에 절연 물질이 도포된 금속판 또는 산화피막을 갖는 금속판 형태로 형성될 수 있다.For example, the first pressing member 51 and the second pressing member 55 may be formed in the form of a metal plate with an insulating material applied to the surface or a metal plate with an oxide film.

제1 압박부재(51), 제1 절연패드(41), 박막 센서(30), 제2 절연패드(45) 및 제2 압박부재(55)로 형성된 구조체는 상부 패널(10)에 가해지는 외부 압력을 박막 센서(30)에 잘 전달하기 위하여, 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)의 중심 위치에 밀착되도록 형성될 수 있다.The structure formed of the first pressing member 51, the first insulating pad 41, the thin film sensor 30, the second insulating pad 45, and the second pressing member 55 resists external pressure applied to the upper panel 10. In order to effectively transmit pressure to the thin film sensor 30, it may be formed to be in close contact with the center position of the upper panel 10 and the lower panel 20.

상부 패널(10) 및 하부 패널(20)은 압력조절부재에 의해 간격이 조절될 수 있으며, 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)의 간격에 따라 상부 패널(10) 및 하부 패널(20) 사이에 위치한 구조체의 압력이 조절될 수 있다. 일 예로, 압력조절부재는 볼트로 형성될 수 있다.The gap between the upper panel 10 and the lower panel 20 can be adjusted by the pressure control member, and the upper panel 10 and the lower panel 20 are adjusted according to the gap between the upper panel 10 and the lower panel 20. The pressure of the structures located in between can be adjusted. As an example, the pressure adjustment member may be formed of a bolt.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상부 패널(10)의 일 측의 제1 영역 및 타 측의 제2 영역에는 압력조절부재의 몸체(63, 67)가 삽입되는 삽입홀(11, 15)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 영역 및 제2 영역에 형성되는 삽입홀(11, 15)의 직경은 압력조절부재의 몸체(63, 67)의 직경 보다 크게 형성되되, 압력조절부재의 머리(62, 66) 부분의 직경 보다는 작게 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 3A and 3B, there are insertion holes 11 and 15 into which the bodies 63 and 67 of the pressure adjustment member are inserted in the first region on one side and the second region on the other side of the upper panel 10. can be formed. At this time, the diameter of the insertion holes 11 and 15 formed in the first and second areas is larger than the diameter of the body 63 and 67 of the pressure adjustment member, and the head portion 62 and 66 of the pressure adjustment member It can be formed smaller than the diameter of .

한편, 상부 패널(10)의 일 측에 대응되는 하부 패널(20)의 일 측의 제3 영역 및 타 측의 제4 영역에는 압력조절부재가 체결되는 체결홈(21, 25)이 형성될 수 있다. 이때, 제3 영역 및 제4 영역에 형성되는 체결홈(21, 25)의 직경은 압력조절부재의 몸체(63, 67)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 일 예로, 압력조절부재가 볼트인 경우, 체결홈(21, 25)의 내측면에는 볼트의 나사 부분이 삽입 및 체결되기 용이하도록 나선형 돌기(스크류)가 형성될 수 있다. Meanwhile, fastening grooves 21 and 25 into which the pressure adjustment member is fastened may be formed in the third region on one side and the fourth region on the other side of the lower panel 20, which corresponds to one side of the upper panel 10. there is. At this time, the diameter of the fastening grooves 21 and 25 formed in the third and fourth regions may be formed to be the same as the diameter of the bodies 63 and 67 of the pressure regulating member. For example, when the pressure control member is a bolt, a spiral protrusion (screw) may be formed on the inner surface of the fastening grooves 21 and 25 to facilitate insertion and fastening of the screw portion of the bolt.

따라서, 제1 압력조절부재(61)는 몸체(63) 부분이 상부 패널(10)의 제1 영역에 형성되는 삽입홀(11)을 관통하여 하부 패널(20)의 제3 영역에 형성되는 체결홈(21)에 체결될 수 있다. 이때, 제1 압력조절부재(61)의 회전 이동에 의해 몸체(63) 부분이 하부 패널(20)의 제3 영역에 형성된 체결홈(21)에 체결되어 고정될 수 있다. 이 경우, 제1 압력조절부재(61)의 머리(62) 부분은 상부 패널(10)의 상부 면에 밀착되며, 제1 압력조절부재(61)를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널(10)과 하부 패널(20) 사이의 간격이 조절될 수 있다.Accordingly, the first pressure adjustment member 61 is fastened to the body 63 through the insertion hole 11 formed in the first area of the upper panel 10 and formed in the third area of the lower panel 20. It can be fastened to the groove (21). At this time, the body 63 may be fastened to the fastening groove 21 formed in the third region of the lower panel 20 by rotating the first pressure regulating member 61. In this case, the head 62 of the first pressure regulating member 61 is in close contact with the upper surface of the upper panel 10, and the upper panel 10 and the upper panel 10 are connected by rotating the first pressure regulating member 61. The gap between the lower panels 20 can be adjusted.

마찬가지로, 제2 압력조절부재(65)는 몸체(67) 부분이 상부 패널(10)의 제2 영역에 형성되는 삽입홀(15)을 관통하여 하부 패널(20)의 제4 영역에 형성되는 체결홈(25)에 체결될 수 있다. 이때, 제2 압력조절부재(65)의 회전 이동에 의해 몸체(67) 부분이 하부 패널(20)의 제4 영역에 형성된 체결홈(25)에 체결되어 고정될 수 있다. 이 경우, 제2 압력조절부재(65)의 머리(66) 부분은 상부 패널(10)의 상부 면에 밀착되며, 제2 압력조절부재(65)를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널(10)과 하부 패널(20) 사이의 간격이 조절될 수 있다.Likewise, the second pressure adjustment member 65 is fastened to the body 67 through the insertion hole 15 formed in the second region of the upper panel 10 and formed in the fourth region of the lower panel 20. It can be fastened to the groove (25). At this time, the body 67 may be fastened to the fastening groove 25 formed in the fourth region of the lower panel 20 by rotating the second pressure regulating member 65. In this case, the head 66 of the second pressure regulating member 65 is in close contact with the upper surface of the upper panel 10, and the upper panel 10 and the upper panel 10 are connected by rotating the second pressure regulating member 65. The gap between the lower panels 20 can be adjusted.

제1 압력조절부재(61) 및 제2 압력조절부재(65)는 상부 패널(10) 및 하부 패널(20)의 일 측과 타 측의 간격이 서로 동일하게 유지되도록 조절될 수 있다. 이때, 상부 패널(10) 및 하부 패널(20) 사이의 간격에 따라 구조체의 각 구조물들 간 압력이 조절될 수 있다. 이에, 구조체의 각 구조물 간에는 공극 없이 일정한 압력이 유지될 수 있다.The first pressure control member 61 and the second pressure control member 65 can be adjusted so that the distance between one side and the other side of the upper panel 10 and the lower panel 20 is maintained the same. At this time, the pressure between each structure of the structure can be adjusted depending on the gap between the upper panel 10 and the lower panel 20. Accordingly, a constant pressure can be maintained between each structure of the structure without any voids.

도 4에 도시된 바와 같이, 상부 패널(10)에 외부 압력이 가해지면 상부 패널(10)이 상하로 이동하게 되는데, 삽입홀(11, 15)의 직경이 압력조절부재(61, 65)의 몸체(63, 67)의 직경 보다 크면, 상부 패널(10)이 상하로 이동하는 경우 압력조절부재(61, 65)의 몸체(63, 67)에 간섭을 받지 않고 이동할 수 있다.As shown in Figure 4, when external pressure is applied to the upper panel 10, the upper panel 10 moves up and down, and the diameter of the insertion holes 11 and 15 is that of the pressure adjustment members 61 and 65. If the diameter is larger than the diameter of the bodies 63 and 67, the upper panel 10 can move up and down without being interfered with by the bodies 63 and 67 of the pressure adjustment members 61 and 65.

상부 패널(10)로 외부 압력이 가해지면, 상부 패널(10)에 가해진 압력은 돌출부(19)에 의해 중심 위치로 집중되어 압박부재(51, 55) 등을 통해 박막 센서(30)의 패턴부(35)를 가압하게 된다. 이에, 박막 센서(30)는 패턴부(35)에 가해진 압력의 크기에 따라 임피던스가 변하게 된다.When external pressure is applied to the upper panel 10, the pressure applied to the upper panel 10 is concentrated at the center position by the protrusion 19 and is applied to the pattern portion of the thin film sensor 30 through the pressing members 51, 55, etc. (35) is pressurized. Accordingly, the impedance of the thin film sensor 30 changes depending on the amount of pressure applied to the pattern portion 35.

회로부(70)는 하부 패널(20)의 소정 영역에 형성될 수 있다. 일 예로, 회로부(70)는 하부 패널(20)의 중심 위치를 기준으로 제3 영역 또는 제4 영역 보다 중심 위치에서 가까운 위치의 영역에 형성될 수 있다.The circuit portion 70 may be formed in a predetermined area of the lower panel 20. For example, the circuit portion 70 may be formed in an area closer to the center of the lower panel 20 than the third or fourth area.

이때, 회로부(70)는 하부의 소정 영역이 하부 패널(20)에 삽입되고, 상부의 소정 영역이 하부 패널(20)의 위로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 회로부(70)는 상부 표면을 제외한 영역이 하부 패널(20)에 완전히 삽입된 형태로 형성되거나, 회로부(70)의 하부 표면만 하부 패널(20)에 밀착 고정되도록 형성될 수도 있다.At this time, the circuit portion 70 may be formed in such a way that a predetermined lower area is inserted into the lower panel 20 and a predetermined upper area protrudes above the lower panel 20 . As another example, the circuit portion 70 may be formed so that the area excluding the upper surface is completely inserted into the lower panel 20, or may be formed so that only the lower surface of the circuit portion 70 is tightly fixed to the lower panel 20. .

회로부(70)는 박막 센서(30)의 전극부(31)와 연결선(71)에 의해 전기적으로 연결되어, 박막 센서(30)의 패턴부(35)에 가해진 압력의 크기에 따른 임피던스 변화량이 연결선(71)을 통해 회로부(70)로 인가될 수 있다.The circuit part 70 is electrically connected to the electrode part 31 of the thin film sensor 30 by a connection line 71, and the amount of impedance change according to the magnitude of the pressure applied to the pattern part 35 of the thin film sensor 30 is the connection line. It can be applied to the circuit unit 70 through (71).

일 예로서, 회로부(70)는 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 회로로 구성될 수 있다. 휘트스톤 브리지 회로는 박막 센서(30)로부터 인가된 임피던스 변화량을 전기신호로 변환하여, 신호 출력선을 통해 출력할 수 있다.As an example, the circuit unit 70 may be configured as a wheatstone bridge circuit. The Wheatstone bridge circuit can convert the impedance change applied from the thin film sensor 30 into an electrical signal and output it through a signal output line.

이에, 휘트스톤 브리지 회로의 세부 구성 및 동작은 도 5을 참조하여 설명하도록 한다. 도 5를 참조하면, 휘트스톤 브리지는 저항을 정밀하게 측정할 수 있는 회로로서, 서로 연결된 네 개의 노드를 사이에 두고 세 개의 고정저항(R1, R2, R3)과 한 개의 가변저항(RP)이 각각 배치된 구조로 구성된다. 여기서, 서로 대각선 위치에 있는 저항끼리 한 쌍을 이룬다. 예를 들어, R1과 RP가 한 쌍을 이루고, R2와 R3이 한 쌍을 이룬다. 이때, 한 쌍의 저항의 곱이 다른 쌍의 저항의 곱과 같으면 노드 P1과 P2 간 전압이 균형을 이루게 되면서 노드 P1과 P2 사이에 전류가 흐르지 않게 된다. 한편, 가변저항(RP)의 저항 값이 바뀌면 두 쌍 간의 저항의 곱이 달라지게 되므로, 노드 P1과 P2 간에 불균형 전압이 발생하면서 노드 P1과 P2 사이에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, the detailed configuration and operation of the Wheatstone bridge circuit will be described with reference to FIG. 5. Referring to Figure 5, the Wheatstone bridge is a circuit that can precisely measure resistance. It consists of three fixed resistors (R1, R2, R3) and one variable resistor (RP) across four interconnected nodes. Each consists of an arranged structure. Here, resistors located diagonally from each other form a pair. For example, R1 and RP form a pair, and R2 and R3 form a pair. At this time, if the product of one pair of resistances is equal to the product of the other pair of resistances, the voltage between nodes P1 and P2 is balanced and no current flows between nodes P1 and P2. Meanwhile, when the resistance value of the variable resistor (RP) changes, the product of the resistance between the two pairs changes, so an unbalanced voltage occurs between nodes P1 and P2, causing current to flow between nodes P1 and P2.

이에, 박막 센서(30)에 압력이 가해지면 임피던스 변화량에 의해 가변저항(RP)의 저항 값이 변하게 되고, 저항 값 변화에 의해 휘트스톤 브리지 회로에 불균형 전압이 발생한다. 이때, 휘트스톤 브리지 회로의 입력전압을 일정하게 하면 출력전압은 가해진 압력에 비례하게 된다. 따라서, 회로부(70)는 노드 P1과 P2 사이의 전압 차이를 측정하여 압력을 정밀하게 검출할 수 있다. 바람직하게, 휘트스톤 브리지 회로는 차동 출력이 0 볼트에 근접하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 수십 톤의 외부 압력을 측정하는 압력 검출 장치를 얇은 두께로 구현할 수 있게 된다. Accordingly, when pressure is applied to the thin film sensor 30, the resistance value of the variable resistor (RP) changes due to the change in impedance, and an unbalanced voltage is generated in the Wheatstone bridge circuit due to the change in resistance value. At this time, if the input voltage of the Wheatstone bridge circuit is kept constant, the output voltage becomes proportional to the applied pressure. Accordingly, the circuit unit 70 can precisely detect pressure by measuring the voltage difference between nodes P1 and P2. Preferably, the Wheatstone bridge circuit can be configured such that the differential output is close to zero volts. In this case, a pressure detection device that measures tens of tons of external pressure can be implemented in a thin manner.

회로부(70)는 검출된 압력 값에 대응되는 아날로그 신호를 아날로그디지털변환기(A/D Converter)를 통해 디지털 신호로 변환하여 신호출력선(75)을 통해 출력할 수 있다.The circuit unit 70 can convert the analog signal corresponding to the detected pressure value into a digital signal through an analog-to-digital converter (A/D converter) and output it through the signal output line 75.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 검출 장치를 도시한 도면이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력조절부재의 결합 구조를 도시한 도면이다.Figure 6 is a diagram showing a pressure detection device according to another embodiment of the present invention, and Figures 7 and 8 are diagrams showing a coupling structure of a pressure adjustment member according to another embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 검출 장치는 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 압력 검출 장치와 유사한 구조로 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 6 to 8 , a pressure detection device according to another embodiment of the present invention may be configured with a structure similar to the pressure detection device according to the embodiment of FIGS. 1 to 5 .

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 검출 장치는 상부 패널(10'), 하부 패널(20'), 박막 센서(30), 절연패드, 압박부재, 압력조절부재 및 회로부(70)를 포함하며, 덮개를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the pressure detection device according to another embodiment of the present invention includes an upper panel 10', a lower panel 20', a thin film sensor 30, an insulating pad, a pressing member, a pressure regulating member, and a circuit portion ( 70) and may additionally include a cover.

상부 패널(10') 및 하부 패널(20')은 각각 상부 면과 하부 면을 갖도록 형성되며, 상부 패널(10')의 하부 면과 하부 패널(20')의 상부 면이 소정 간격을 두고 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 여기서, 일 예로서, 상부 패널(10')은 하부 패널(20') 보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')은 외부 압력이 직접적으로 가해질 수 있으므로, 고압력에도 휘어지지 않는 재질로 형성될 수 있다.The upper panel 10' and the lower panel 20' are formed to have an upper surface and a lower surface, respectively, and the lower surface of the upper panel 10' and the upper surface of the lower panel 20' are spaced apart from each other. Can be placed face to face. Here, as an example, the upper panel 10' may be formed to have a smaller size than the lower panel 20'. Since external pressure can be directly applied to the upper panel 10' and lower panel 20', they can be made of a material that does not bend even under high pressure.

이때, 상부 패널(10')의 중심부에는 상부 패널(10')에 가해지는 외부 압력을 중심 위치로 집중될 수 있도록 돌출부(19)가 형성될 수 있다. 일 예로서, 돌출부(19)는 상부 패널(10')과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 돌출부(19)의 크기 및 모양 등은 실시 형태에 따라 달라질 수도 있다.At this time, a protrusion 19 may be formed at the center of the upper panel 10' so that external pressure applied to the upper panel 10' can be concentrated at the central position. As an example, the protrusion 19 may be formed of the same material as the upper panel 10'. The size and shape of the protrusion 19 may vary depending on the embodiment.

박막 센서(30)는 상부 패널(10') 및 하부 패널(20') 사이에 배치된다. 이때, 박막 센서(30)는 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. The thin film sensor 30 is disposed between the upper panel 10' and the lower panel 20'. At this time, the thin film sensor 30 is preferably disposed parallel to the upper panel 10' and the lower panel 20'.

박막 센서(30)는 외부 압력이 전달되면, 전달된 외부 압력에 따라 임피던스가 변화하는 스트레스 임피던스 감지 방식의 센서로서, 전극부(31) 및 패턴부(35)를 포함하여 구성될 수 있다. 패턴부(35)는 외부 압력에 따라 변화되는 임피던스의 크기를 증폭시킬 수 있도록 지그재그 형상의 패턴 구조로 형성될 수 있다. 박막 센서(30)는 스트레스 임피던스 효과를 갖는 연자성체 합금으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 박막 센서(30)는 Co, Ni, Si, Mo, B, Fe를 성분으로 하는 연자성체 합금으로 구성될 수 있다. 따라서, 외부에서 인가되는 고압력에 대하여 부피의 변화가 극히 적으면서도 변화되는 임피던스가 커서 감압용 탄성체를 사용하지 않고도 고압력 측정이 가능하여 얇으면서도 고중량을 계측할 수 있는 이점이 있다.The thin film sensor 30 is a stress impedance sensing sensor whose impedance changes according to the external pressure when external pressure is transmitted, and may be configured to include an electrode portion 31 and a pattern portion 35. The pattern portion 35 may be formed in a zigzag pattern structure to amplify the size of impedance that changes depending on external pressure. The thin film sensor 30 may be made of a soft magnetic alloy that has a stress impedance effect. Preferably, the thin film sensor 30 may be made of a soft magnetic alloy containing Co, Ni, Si, Mo, B, and Fe. Therefore, in response to high pressure applied from the outside, the change in volume is extremely small and the impedance change is large, so it is possible to measure high pressure without using a pressure-reducing elastic body, which has the advantage of being able to measure a high weight while being thin.

박막 센서(30)의 상부 면과 하부 면에는 각각 절연패드가 밀착되도록 형성될 수 있다. 일 예로, 박막 센서(30)의 상부 면에는 제1 절연패드(41)가 밀착되도록 형성되며, 박막 센서(30)의 하부 면에는 제2 절연패드(45)가 밀착되도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45)는 높은 압력에 대하여 내열성과 기계적 안정성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 절연패드(41) 및 제2 절연패드(45)는 폴리이미드(Polyimide) 재질로 형성될 수 있다.Insulating pads may be formed to be in close contact with the upper and lower surfaces of the thin film sensor 30, respectively. For example, the first insulating pad 41 may be formed to be in close contact with the upper surface of the thin film sensor 30, and the second insulating pad 45 may be formed to be in close contact with the lower surface of the thin film sensor 30. Here, the first insulating pad 41 and the second insulating pad 45 may be formed of a material that has heat resistance and mechanical stability against high pressure. For example, the first insulating pad 41 and the second insulating pad 45 may be formed of polyimide material.

제1 절연패드(41), 박막 센서(30) 및 제2 절연패드(45)의 구조는 도 1 및 도 2의 실시예와 동일한 구조로 형성될 수 있다. 이에, 동일 구조에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.The structures of the first insulating pad 41, the thin film sensor 30, and the second insulating pad 45 may be formed in the same structure as the embodiments of FIGS. 1 and 2. Accordingly, duplicate descriptions of the same structure will be omitted.

압박부재는 박막 센서(30)의 패턴부(35)의 상부를 압박할 수 있다. 압박부재는 도 1의 제1 압박부재(51)와 동일한 구조로 형성되므로, 동일 구조에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다. 다만, 도 6의 다른 실시예에 따른 압력 검출 센서는 도 1의 실시예에 따른 제2 압박부재(55)가 생략된다.The pressing member may press the upper portion of the pattern portion 35 of the thin film sensor 30. Since the pressing member is formed in the same structure as the first pressing member 51 of FIG. 1, duplicate description of the same structure will be omitted. However, the pressure detection sensor according to another embodiment of FIG. 6 omits the second pressing member 55 according to the embodiment of FIG. 1.

제1 압박부재(51), 제1 절연패드(41), 박막 센서(30), 제2 절연패드(45)로 형성된 구조체는 상부 패널(10')에 가해지는 외부 압력을 박막 센서(30)에 잘 전달하기 위하여, 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')의 중심 위치에 밀착되도록 형성될 수 있다.The structure formed of the first pressing member 51, the first insulating pad 41, the thin film sensor 30, and the second insulating pad 45 absorbs external pressure applied to the upper panel 10' to the thin film sensor 30. In order to transmit the signal well, it may be formed to be in close contact with the center position of the upper panel 10' and the lower panel 20'.

상부 패널(10') 및 하부 패널(20')은 압력조절부재에 의해 간격이 조절될 수 있으며, 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')의 간격에 따라 상부 패널(10') 및 하부 패널(20') 사이에 위치한 구조체의 압력이 조절될 수 있다. 일 예로, 압력조절부재는 볼트로 형성될 수 있다.The gap between the upper panel 10' and the lower panel 20' can be adjusted by a pressure control member, and the upper panel 10' and the lower panel 20' can be adjusted according to the gap between the upper panel 10' and the lower panel 20'. The pressure of the structure located between the lower panels 20' can be adjusted. As an example, the pressure adjustment member may be formed of a bolt.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상부 패널(10')의 일 측의 제1 영역에는 제1 압력조절부재(61)의 몸체가 체결되는 체결홈(11')이 형성될 수 있다. 이때, 제1 영역에 형성되는 체결홈(11')의 직경은 제1 압력조절부재(61)의 몸체의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 압력조절부재(61)가 볼트인 경우, 체결홈(11')의 내측면에는 볼트의 나사 부분이 삽입 및 체결되기 용이하도록 나선형 돌기가 형성될 수 있다. 도 7에는 도시하지 않았으나, 상부 패널(10')의 제1 영역에 대응되는 타 측의 제2 영역에도 제2 압력조절부재(65)의 몸체를 체결하기 위한 동일한 구조의 체결홈이 형성될 수 있다.Referring to Figures 7 and 8, a fastening groove 11' into which the body of the first pressure adjustment member 61 is fastened may be formed in the first area on one side of the upper panel 10'. At this time, the diameter of the fastening groove 11' formed in the first area may be formed to be the same as the diameter of the body of the first pressure adjustment member 61. For example, when the first pressure adjustment member 61 is a bolt, a spiral protrusion may be formed on the inner surface of the fastening groove 11' to facilitate insertion and fastening of the screw portion of the bolt. Although not shown in FIG. 7, a fastening groove of the same structure for fastening the body of the second pressure adjustment member 65 may be formed in the second area on the other side corresponding to the first area of the upper panel 10'. there is.

한편, 상부 패널(10')의 일 측에 대응되는 하부 패널(20')의 일 측의 제3 영역에는 제1 압력조절부재(61)가 삽입되는 삽입홀이 형성될 수 있다. Meanwhile, an insertion hole into which the first pressure adjustment member 61 is inserted may be formed in a third area on one side of the lower panel 20' corresponding to one side of the upper panel 10'.

제3 영역에 형성되는 삽입홀은 제1 압력조절부재(61)의 몸체가 관통하도록, 제1 압력조절부재(61)의 머리의 직경 보다 작고 몸체의 직경 보다 크게 형성되는 제1 삽입부(22)와, 제1 삽입부(22)의 하부에 제1 삽입부(22) 보다 직경이 크게 형성되는 제2 삽입부(23)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 삽입부(23)는 제1 압력조절부재(61)의 몸체가 제1 삽입부(22)에 삽입 시, 제1 압력조절부재(61)의 머리가 하부 패널(20')의 하부 면으로 돌출되지 않도록 완전히 삽입되면서 직경이 제1 압력조절부재(61)의 머리 직경 보다 크게 형성될 수 있다. 도 7에는 도시하지 않았으나, 하부 패널(10')의 제3 영역에 대응되는 타 측의 제4 영역에도 제2 압력조절부재(65)가 삽입되기 위한 동일한 구조의 삽입홀이 형성될 수 있다.The insertion hole formed in the third area is a first insertion portion 22 formed to be smaller than the diameter of the head of the first pressure adjustment member 61 and larger than the diameter of the body so that the body of the first pressure adjustment member 61 penetrates. ) and a second insertion portion 23 formed at a lower portion of the first insertion portion 22 and having a larger diameter than the first insertion portion 22. Here, the second insertion part 23 is such that when the body of the first pressure control member 61 is inserted into the first insertion part 22, the head of the first pressure control member 61 is connected to the lower panel 20'. The diameter may be formed to be larger than the head diameter of the first pressure adjustment member 61 while being completely inserted so as not to protrude from the lower surface. Although not shown in FIG. 7, an insertion hole of the same structure for inserting the second pressure adjustment member 65 may be formed in the fourth region on the other side corresponding to the third region of the lower panel 10'.

이때, 하부 패널(20')은 제1 압력조절부재(61) 및 제2 압력조절부재(61)의 머리가 삽입되는 공간을 확보하기 위해 상부 패널(10') 보다 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다.At this time, the lower panel 20' may be formed to be thicker than the upper panel 10' in order to secure a space into which the heads of the first and second pressure regulating members 61 and 61 are inserted. there is.

따라서, 제1 압력조절부재(61)는 몸체 부분이 하부 패널(20')의 제3 영역에 형성되는 삽입홀(22, 23)을 관통하여 상부 패널(10')의 제1 영역에 형성되는 체결홈(11')에 체결될 수 있다. 이때, 제1 압력조절부재(61)의 회전 이동에 의해 몸체 부분이 상부 패널(10')의 제1 영역에 형성된 체결홈(11')에 체결되어 고정될 수 있다. 이 경우, 제1 압력조절부재(61)의 머리 부분은 하부 패널(20')의 제1 삽입부(22)에 밀착되며, 제1 압력조절부재(61)를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널(10')과 하부 패널(20') 사이의 간격이 조절될 수 있다.Accordingly, the first pressure regulating member 61 has a body portion formed in the first region of the upper panel 10' through the insertion holes 22 and 23 formed in the third region of the lower panel 20'. It can be fastened to the fastening groove 11'. At this time, the body portion may be fastened and fixed to the fastening groove 11' formed in the first area of the upper panel 10' by the rotational movement of the first pressure adjustment member 61. In this case, the head of the first pressure adjustment member 61 is in close contact with the first insertion portion 22 of the lower panel 20', and the upper panel ( The gap between the 10') and the lower panel 20' can be adjusted.

제2 압력조절부재(65)도 도 7에 도시된 제1 압력조절부재(61)와 같은 방식으로 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')에 결합될 수 있다.The second pressure control member 65 may also be coupled to the upper panel 10' and the lower panel 20' in the same manner as the first pressure control member 61 shown in FIG. 7.

제1 압력조절부재(61) 및 제2 압력조절부재(65)는 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')의 일 측과 타 측의 간격이 서로 동일하게 유지되도록 조절될 수 있다. 이때, 상부 패널(10') 및 하부 패널(20') 사이의 간격에 따라 구조체의 각 구조물들 간 압력이 조절될 수 있다. 이에, 구조체의 각 구조물 간에는 공극 없이 일정한 압력이 유지될 수 있다.The first pressure control member 61 and the second pressure control member 65 can be adjusted so that the distance between one side and the other side of the upper panel 10' and lower panel 20' is maintained the same. At this time, the pressure between each structure of the structure can be adjusted depending on the gap between the upper panel 10' and the lower panel 20'. Accordingly, a constant pressure can be maintained between each structure of the structure without any voids.

도 8에 도시된 바와 같이, 상부 패널(10')에 외부 압력이 가해지면 상부 패널(10')이 상하로 이동하게 되는데, 이때 상부 패널(10')의 체결홈에 고정된 압력조절부재 역시 상하로 이동하게 된다. 이때, 하부 패널(20')에 형성된 삽입홀의 직경이 압력조절부재의 몸체의 직경 보다 크면, 상부 패널(10')이 상하로 이동함에 따라 압력조절부재가 함께 상하로 이동하는 경우 압력조절부재의 몸체가 하부 패널(20')에 간섭을 받지 않고 상하로 이동할 수 있다.As shown in Figure 8, when external pressure is applied to the upper panel 10', the upper panel 10' moves up and down. At this time, the pressure adjustment member fixed to the fastening groove of the upper panel 10' is also It moves up and down. At this time, if the diameter of the insertion hole formed in the lower panel 20' is larger than the diameter of the body of the pressure regulating member, when the pressure regulating member moves up and down as the upper panel 10' moves up and down, the pressure regulating member The body can move up and down without interference from the lower panel 20'.

상부 패널(10')로 외부 압력이 가해지면, 상부 패널(10')에 가해진 압력은 돌출부(19)가 형성된 중심 위치로 집중되어 제1 압박부재(51) 등을 통해 박막 센서(30)의 패턴부(35)를 가압하게 된다. 이에, 박막 센서(30)는 패턴부(35)에 가해진 압력의 크기에 따라 임피던스가 변하게 된다.When external pressure is applied to the upper panel 10', the pressure applied to the upper panel 10' is concentrated at the central position where the protrusion 19 is formed and is applied to the thin film sensor 30 through the first pressing member 51, etc. The pattern portion 35 is pressed. Accordingly, the impedance of the thin film sensor 30 changes depending on the amount of pressure applied to the pattern portion 35.

회로부(70)는 하부 패널(20')의 소정 영역에 형성될 수 있다. 일 예로, 회로부(70)는 하부 패널(20')의 중심 위치를 기준으로 제3 영역 또는 제4 영역 보다 중심 위치에서 먼 위치의 영역에 형성될 수 있다.The circuit portion 70 may be formed in a predetermined area of the lower panel 20'. For example, the circuit portion 70 may be formed in an area farther from the center of the lower panel 20' than the third or fourth area.

이때, 회로부(70)는 하부의 소정 영역이 하부 패널(20')에 삽입되고, 상부의 소정 영역이 하부 패널(20')의 위로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 회로부(70)는 상부 표면을 제외한 영역이 하부 패널(20')에 완전히 삽입된 형태로 형성되거나, 회로부(70)의 하부 표면만 하부 패널(20')에 밀착 고정되도록 형성될 수도 있다.At this time, the circuit portion 70 may be formed in such a way that a predetermined lower area is inserted into the lower panel 20' and a predetermined upper area protrudes above the lower panel 20'. As another example, the circuit portion 70 may be formed so that the area excluding the upper surface is completely inserted into the lower panel 20', or may be formed so that only the lower surface of the circuit portion 70 is tightly fixed to the lower panel 20'. It may be possible.

회로부(70)는 박막 센서(30)의 전극부(31)와 연결선(71)에 의해 전기적으로 연결되어, 박막 센서(30)의 패턴부(35)에 가해진 압력의 크기에 따른 임피던스 변화량이 연결선(71)을 통해 회로부(70)로 인가될 수 있다.The circuit part 70 is electrically connected to the electrode part 31 of the thin film sensor 30 by a connection line 71, and the amount of impedance change according to the magnitude of the pressure applied to the pattern part 35 of the thin film sensor 30 is the connection line. It can be applied to the circuit unit 70 through (71).

일 예로서, 회로부(70)는 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 회로로 구성될 수 있다. 휘트스톤 브리지 회로는 박막 센서(30)로부터 인가된 임피던스 변화량을 전기신호로 변환하여, 신호 출력선을 통해 출력할 수 있다. 여기서, 휘트스톤 브리지 회로의 세부 구성 및 동작은 도 1의 실시예에 따른 압력 검출 장치와 동일하다. 이에, 동일 구성 및 동작에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다. As an example, the circuit unit 70 may be configured as a wheatstone bridge circuit. The Wheatstone bridge circuit can convert the impedance change applied from the thin film sensor 30 into an electrical signal and output it through a signal output line. Here, the detailed configuration and operation of the Wheatstone bridge circuit are the same as the pressure detection device according to the embodiment of FIG. 1. Accordingly, duplicate descriptions of the same configuration and operation will be omitted.

따라서, 회로부(70)는 박막 센서(30)의 임피던스 변화량에 따라 검출된 압력 값에 대응되는 아날로그 신호를 아날로그디지털변환기(A/D Converter)를 통해 디지털 신호로 변환하여 신호출력선(75)을 통해 출력할 수 있다.Therefore, the circuit unit 70 converts the analog signal corresponding to the pressure value detected according to the impedance change of the thin film sensor 30 into a digital signal through an analog-to-digital converter (A/D converter) and connects the signal output line 75. It can be printed through.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 검출 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 구조체 및 회로부 등에 외부의 먼지 및 습기의 침투를 막기 위한 덮개(80)를 더 포함할 수 있다. 이때, 덮개(80)는 상부 패널(10') 및 하부 패널(20')을 모두 덮는 형상으로 형성되고, 하부 패널(20')의 상부 면의 테두리를 따라 고정될 수 있으며, 덮개(80)의 중심부에는 돌출부(19)가 외부로 돌출될 수 있도록 홀이 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the pressure detection device according to another embodiment of the present invention may further include a cover 80 to prevent external dust and moisture from entering the structure and circuit part. At this time, the cover 80 is formed in a shape that covers both the upper panel 10' and the lower panel 20', and can be fixed along the edge of the upper surface of the lower panel 20', and the cover 80 A hole may be formed in the center so that the protrusion 19 can protrude outward.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 압력 검출 장치는 높은 압력을 측정하기 위해 부피가 큰 고가의 감압용 탄성체나 스프링을 사용하지 않고도 박막 센서(30)를 이용하여 얇고 단순한 구조의 압력 검출 장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.The pressure detection device according to the embodiment of the present invention configured as described above detects pressure in a thin and simple structure using a thin film sensor 30 without using bulky and expensive pressure-reducing elastic bodies or springs to measure high pressure. There is an advantage in being able to implement the device.

이와 같이, 본 발명에 따른 압력 검출 장치는 얇고 단순한 구조이기 때문에, 교량이나 지중 앵커와 같이 고중량의 토목용 구조물에 대한 하중을 측정하는데 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 고중량의 유류탱크나 대형 화물차 등의 중량을 계측하는 데에도 활용할 수 있다.As such, because the pressure detection device according to the present invention has a thin and simple structure, it can be used to measure the load on heavy civil engineering structures such as bridges and underground anchors, as well as the weight of heavy oil tanks and large trucks. It can also be used to measure .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10, 10': 상부 패널 11, 15, 22, 23, 26, 27: 삽입홀
11', 21, 25: 체결홈 19: 돌출부
20, 20': 하부 패널 30: 박막 센서
41: 제1 절연패드 45: 제2 절연패드
51: 제1 압박부재 55: 제2 압박부재
61: 제1 압력조절부재 65: 제2 압력조절부재
70: 회로부 71: 연결선
75: 신호출력선 80: 덮개
10, 10': Top panel 11, 15, 22, 23, 26, 27: Insertion hole
11', 21, 25: Fastening groove 19: Protrusion
20, 20': lower panel 30: thin film sensor
41: first insulating pad 45: second insulating pad
51: first pressing member 55: second pressing member
61: first pressure control member 65: second pressure control member
70: circuit part 71: connection line
75: signal output line 80: cover

Claims (21)

소정 간격을 두고 서로 대면하는 상부 패널 및 하부 패널 사이에 배치된 박막 센서;
상기 박막 센서의 상부 및 하부 표면에 밀착되도록 형성되어 상기 박막 센서의 표면이 절연 상태로 유지되도록 하는 절연패드;
상기 상부 패널과 상기 절연패드 사이에 배치되어, 상기 상부 패널에 가해지는 외부 압력을 상기 박막 센서로 전달하는 압박부재; 및
상기 박막 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 박막 센서로 전달되는 외부 압력에 따라 변화하는 상기 박막 센서의 임피던스 변화량을 전기 신호로 변환하여 출력하는 회로부;
를 포함하는 압력 검출 장치.
a thin film sensor disposed between the upper and lower panels facing each other at a predetermined interval;
an insulating pad formed to be in close contact with the upper and lower surfaces of the thin film sensor to maintain the surface of the thin film sensor in an insulated state;
a pressing member disposed between the upper panel and the insulating pad and transmitting external pressure applied to the upper panel to the thin film sensor; and
A circuit unit electrically connected to the thin film sensor and converting the change in impedance of the thin film sensor, which changes according to external pressure transmitted to the thin film sensor, into an electrical signal and outputting it;
A pressure detection device comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 박막 센서는,
외부 압력에 따라 변화되는 임피던스의 크기를 증폭시키는 지그재그 형상의 패턴 구조로 형성된 패턴부; 및
상기 회로부와 전기적으로 연결되며, 상기 패턴부의 임피던스 변화량에 대응되는 신호를 상기 회로부로 출력하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 1,
The thin film sensor is,
a pattern portion formed with a zigzag-shaped pattern structure that amplifies the size of impedance that changes according to external pressure; and
A pressure detection device comprising an electrode unit electrically connected to the circuit unit and outputting a signal corresponding to a change in impedance of the pattern unit to the circuit unit.
청구항 2에 있어서,
상기 박막 센서는,
연자성체 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 2,
The thin film sensor is,
A pressure detection device characterized in that it is composed of a soft magnetic alloy.
청구항 2에 있어서,
상기 절연패드는,
상기 박막 센서의 패턴부의 상부 표면에 밀착 형성되는 제1 절연패드; 및
상기 박막 센서의 전극부 및 패턴부의 하부 표면에 밀착 형성되는 제2 절연패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 2,
The insulation pad is,
a first insulating pad formed in close contact with the upper surface of the pattern portion of the thin film sensor; and
A pressure detection device comprising a second insulating pad formed in close contact with a lower surface of the electrode portion and the pattern portion of the thin film sensor.
청구항 4에 있어서,
상기 절연패드는,
폴리아미드 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 4,
The insulation pad is,
A pressure detection device characterized in that it is formed of polyamide material.
청구항 4에 있어서,
상기 압박부재는,
상기 상부 패널의 중심부와 상기 제1 절연패드 사이에 밀착되도록 형성되어, 상기 상부 패널에 외부 압력이 가해지면 상기 박막 센서의 패턴부의 상부를 압박하는 제1 압박부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 4,
The pressing member is,
Pressure detection comprising a first pressing member formed to be in close contact between the center of the upper panel and the first insulating pad and pressing the upper part of the pattern portion of the thin film sensor when external pressure is applied to the upper panel. Device.
청구항 4에 있어서,
상기 하부 패널의 중심부와 상기 제2 절연패드 사이에 밀착되도록 형성되어, 상기 상부 패널에 외부 압력이 가해지면 상기 박막 센서의 패턴부의 하부를 압박하는 제2 압박부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 4,
The pressure further includes a second pressing member that is formed to be in close contact between the center of the lower panel and the second insulating pad and presses the lower portion of the pattern portion of the thin film sensor when external pressure is applied to the upper panel. Detection device.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 패널로 가해지는 외부 압력이 중심부로 집중되도록 상기 상부 패널의 중심부의 상부로 돌출 형성되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 1,
A pressure detection device further comprising a protrusion protruding upward from the center of the upper panel so that external pressure applied to the upper panel is concentrated at the center.
청구항 1에 있어서,
상기 회로부는,
상기 하부 패널의 소정 영역에 고정되도록 형성되어, 상기 박막 센서로부터 외부 압력에 따른 임피던스 변화량이 인가되면, 상기 임피던스 변화량에 따라 발생하는 전압 차이를 검출하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 1,
The circuit part is,
A pressure detection device that is formed to be fixed to a predetermined area of the lower panel and detects a voltage difference generated according to the impedance change when an impedance change according to external pressure is applied from the thin film sensor.
청구항 9에 있어서,
상기 회로부는,
휘트스톤 브리지 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 9,
The circuit part is,
A pressure detection device characterized by consisting of a Wheatstone bridge circuit.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 패널 및 상기 하부 패널에 결합되어, 상기 상부 패널 및 상기 하부 패널 사이에 형성된 박막 센서, 절연패드 및 압박부재 간의 압력을 조절하는 압력조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 1,
A pressure detection device coupled to the upper panel and the lower panel and further comprising a pressure control member that adjusts the pressure between the thin film sensor, the insulating pad, and the pressing member formed between the upper panel and the lower panel.
청구항 11에 있어서,
상기 상부 패널은,
상기 상부 패널의 중심부를 기준으로 서로 대응되는 위치의 양측에 상기 압력조절부재의 몸체가 관통하도록 형성된 삽입홀을 포함하고,
상기 하부 패널은,
상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 삽입홀을 관통한 상기 압력조절부재의 몸체가 체결되도록 형성된 체결홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 11,
The upper panel is,
It includes insertion holes formed through the body of the pressure adjustment member on both sides of the upper panel at corresponding positions based on the center of the upper panel,
The lower panel is,
A pressure detection device comprising a fastening groove formed at a position corresponding to the insertion hole to fasten the body of the pressure adjustment member penetrating the insertion hole.
청구항 12에 있어서,
상기 압력조절부재는,
몸체가 상기 삽입홀을 관통하여 상기 체결홈에 체결 시, 머리 부분이 상기 상부 패널의 상부 면에 밀착되며, 상기 압력조절부재를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널과 하부 패널 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 12,
The pressure control member is,
When the body penetrates the insertion hole and fastens to the fastening groove, the head portion is in close contact with the upper surface of the upper panel, and the gap between the upper and lower panels is adjusted by rotating the pressure adjustment member. Characterized by a pressure detection device.
청구항 12에 있어서,
상기 체결홈은,
내측면에 상기 압력조절부재의 몸체의 삽입 및 체결이 용이하도록 나선형 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 12,
The fastening groove is,
A pressure detection device characterized in that a spiral protrusion is formed on the inner surface to facilitate insertion and fastening of the body of the pressure adjustment member.
청구항 12에 있어서,
상기 삽입홀은,
상기 압력조절부재의 몸체의 직경 보다 크게 형성되되, 상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다는 작게 형성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 12,
The insertion hole is,
A pressure detection device characterized in that it is formed larger than the diameter of the body of the pressure adjustment member, but smaller than the diameter of the head of the pressure adjustment member.
청구항 11에 있어서,
상기 하부 패널은,
상기 하부 패널의 중심부를 기준으로 서로 대응되는 위치의 양측에 상기 압력조절부재의 몸체가 관통하도록 형성된 삽입홀을 포함하고,
상기 상부 패널은,
상기 삽입홀과 대응되는 위치에 상기 삽입홀을 관통한 상기 압력조절부재의 몸체가 체결되도록 형성된 체결홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 11,
The lower panel is,
It includes insertion holes formed through which the body of the pressure adjustment member penetrates, on both sides of the lower panel at corresponding positions relative to the center of the lower panel,
The upper panel is,
A pressure detection device comprising a fastening groove formed at a position corresponding to the insertion hole to fasten the body of the pressure adjustment member penetrating the insertion hole.
청구항 16에 있어서,
상기 삽입홀은,
상기 압력조절부재의 몸체의 직경 보다 크게 형성되되, 상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다는 작게 형성된 제1 삽입부; 및
상기 제1 삽입부의 하부에 상기 제1 삽입부 보다 직경이 크게 형성되는 제2 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 16,
The insertion hole is,
a first insertion portion formed to be larger than the diameter of the body of the pressure regulating member, but smaller than the diameter of the head of the pressure regulating member; and
A pressure detection device comprising a second insertion portion formed below the first insertion portion and having a larger diameter than the first insertion portion.
청구항 17에 있어서,
상기 압력조절부재는,
몸체가 상기 삽입홀을 관통하여 상기 체결홈에 체결 시, 머리 부분이 상기 제2 삽입부의 상부 면에 밀착되며, 상기 압력조절부재를 회전 이동하는 것에 의해 상부 패널과 하부 패널 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 17,
The pressure control member is,
When the body penetrates the insertion hole and fastens to the fastening groove, the head portion is in close contact with the upper surface of the second insertion portion, and the gap between the upper panel and the lower panel is adjusted by rotating the pressure adjustment member. A pressure detection device characterized in that.
청구항 17에 있어서,
상기 제2 삽입부는,
상기 압력조절부재의 머리 부분의 직경 보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 17,
The second insertion part,
A pressure detection device characterized in that it is formed larger than the diameter of the head of the pressure adjustment member.
청구항 16에 있어서,
상기 체결홈은,
내측면에 상기 압력조절부재의 몸체의 삽입 및 체결이 용이하도록 나선형 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 16,
The fastening groove is,
A pressure detection device characterized in that a spiral protrusion is formed on the inner surface to facilitate insertion and fastening of the body of the pressure adjustment member.
청구항 16에 있어서,
상기 상부 패널 및 상기 하부 패널을 모두 덮는 형상으로 형성되고, 상기 하부 패널의 상부 면의 테두리를 따라 고정되며, 중심부에는 상기 상부 패널에 형성된 돌출부가 외부로 돌출될 수 있도록 홀이 형성되는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 검출 장치.
In claim 16,
A cover is formed in a shape that covers both the upper panel and the lower panel, is fixed along the edge of the upper surface of the lower panel, and has a hole in the center so that the protrusion formed on the upper panel can protrude to the outside. A pressure detection device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20170115792A1 (en) * 2014-06-20 2017-04-27 Sony Corporation Sensor panel, input unit, and display unit
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