KR102010498B1 - Pressure sensor calibration management system - Google Patents

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KR102010498B1
KR102010498B1 KR1020170019849A KR20170019849A KR102010498B1 KR 102010498 B1 KR102010498 B1 KR 102010498B1 KR 1020170019849 A KR1020170019849 A KR 1020170019849A KR 20170019849 A KR20170019849 A KR 20170019849A KR 102010498 B1 KR102010498 B1 KR 102010498B1
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이수랑
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연세대학교 원주산학협력단
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Abstract

본 발명은, 피교정 압력센서를 기준 압력 센서와 함께, 폐공간으로 구성된 챔버 내부 압력을, 온도와 압력을 달리하면서 측정하게 하고, 각 압력에서 기준 압력센서의 값과 피교정 압력센서의 값과 온도값을 이용하여, 온도와 압력에 따른 교정식을 생성하는, 압력 센서 교정 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 교정을 받고자 하는 압력센서로, 챔버에 장착되는, 피교정 압력센서; 피교정 압력센서의 교정기준을 제공하기 위한 수단으로, 챔버에 장착되는, 기준 압력센서; 챔버의 온도를 측정하는, 온도센서; 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단; 챔버의 온도조절을 위해, 챔버를 가온하는, 히터; 챔버내 온도와 압력을 달리하여 검출된, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력신호인 온도신호를 수신하고, 기준압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 이용하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부;를 포함하여 이루어지며, 연산처리부는, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력값인 온도신호를, 커브피팅(Curve Fitting)기반의 알고리즘에 적용하여 상기 교정식을 구하는 것을 특징으로 한다.The present invention allows the pressure to be calibrated together with the reference pressure sensor to measure the pressure inside the chamber consisting of a closed space at different temperatures and pressures, and at each pressure the value of the reference pressure sensor and the value of the pressure to be calibrated. The temperature sensor relates to a pressure sensor calibration management system for generating a calibration formula according to temperature and pressure.
The present invention is a pressure sensor to be calibrated, mounted in the chamber, the pressure sensor to be calibrated; Means for providing calibration criteria for the pressure sensor to be calibrated, the reference pressure sensor being mounted to the chamber; A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber; Pressure regulating means for regulating the pressure in the chamber; A heater for heating the chamber for temperature control of the chamber; It receives the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature signal that is the output signal of the temperature sensor, which are detected by varying the temperature and pressure in the chamber, and the reference pressure sensor output signal and the pressure sensor to be calibrated. A calculation processing unit for generating a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated using the output signal and the temperature signal, wherein the calculation processing unit comprises: an output signal of the reference pressure sensor, an output signal of the calibration pressure sensor; The correction equation is obtained by applying a temperature signal, which is an output value of the temperature sensor, to a curve fitting based algorithm.

Description

압력 센서 교정 관리 시스템{Pressure sensor calibration management system}Pressure sensor calibration management system

본 발명은, 피교정 압력센서를 기준 압력 센서와 함께, 폐공간으로 구성된 챔버 내부 압력을, 온도와 압력을 달리하면서 측정하게 하고, 각 압력에서 기준 압력센서의 값과 피교정 압력센서의 값과 온도값을 이용하여, 온도와 압력에 따른 교정식을 생성하는, 압력 센서 교정 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention allows the pressure to be calibrated together with the reference pressure sensor to measure the pressure inside the chamber consisting of a closed space at different temperatures and pressures, and at each pressure the value of the reference pressure sensor and the value of the pressure to be calibrated. The temperature sensor relates to a pressure sensor calibration management system for generating a calibration formula according to temperature and pressure.

압력 센서는 다양한 산업분야의 제품에 쓰이는 중요한 센서이다. 기기들을 제어하기 위해 측정 되어지는 압력값은 중요한 값이므로 정밀한 측정이 요구된다.Pressure sensors are important sensors used in products of various industries. The pressure value measured to control the instruments is an important value and precise measurement is required.

일반적으로 사용되는 압력 센서는 전극 커패시턴스의 비평형 회로에 의해 증폭되어 출력된다. 하지만, 이러한 압력센서에서, 오프셋, 이득, 그리고 선형성은 온도 등에 의한 외부요인에 등에 의해 유지되지 않으며, 따라서 정확도가 보장되지 않는 문제점이 존재한다. 또한, 정확도가 높고 선형성을 보장하는 압력 센서는 값이 비싸서, 이러한 고가의 압력센서를 이용한 제품의 단가가 높아지게 된다는 단점이 존재한다. Generally used pressure sensors are amplified and output by an unbalanced circuit of electrode capacitance. However, in such a pressure sensor, offset, gain, and linearity are not maintained by external factors due to temperature, etc., and thus there is a problem that accuracy is not guaranteed. In addition, there is a disadvantage that the pressure sensor that guarantees high accuracy and linearity is expensive, and the unit price of the product using such an expensive pressure sensor becomes high.

저렴한 압력센서를 사용하되, 정확도를 높이기 위해서는, 교정(Calibration)이라는 과정이 필요하다. 교정은 오차율이 컸던 압력 센서에서 출력된 압력을 보정함으로써 정확도를 보장하는 과정을 말한다. To use an inexpensive pressure sensor, but to increase accuracy, a procedure called calibration is required. Calibration is the process of ensuring accuracy by correcting the pressure output from the pressure sensor, which has a large error rate.

압력센서를 사용하는 기기들은 대부분 부피가 크거나 각종 배관설비들을 같이 포함하고 있어 접근성이 어렵다. 이러한 시설이나 제품에 쓰이는 압력센서를 교정하기 위한 휴대용 교정 시스템이 필요하다. 즉, 온도 등에 의한 외부요인을 고려하여 압력센서를 교정하여 정확도를 보다 높이며, 저가이며, 휴대가 가능한 압력 센서 교정 관리 시스템이 요망된다.  Most devices that use pressure sensors are bulky or contain various plumbing facilities, making them difficult to access. Portable calibration systems are needed to calibrate pressure sensors used in these facilities or products. In other words, the pressure sensor is calibrated in consideration of external factors caused by temperature and the like, and a pressure sensor calibration management system that is more accurate, inexpensive, and portable is desired.

또한, 소정 압력센서를 사용하는 환경이 온도가 높을 경우, 소정 압력센서의 출력값을, 온도를 고려하지 않은 보정값으로 교정할 경우, 정확한 압력 결과값을 도출할 수 없다. 즉, 샤를의 법칙(Charle's law)에 따르면, 온도가 1도 상승할 때마다 0도 때의 부피의 약 1/273씩 팽창한다. 결과적으로, 온도와 압력은 비례한다.In addition, when the environment using the predetermined pressure sensor is high in temperature, when the output value of the predetermined pressure sensor is corrected to a correction value not considering temperature, an accurate pressure result value cannot be derived. That is, according to Charles' law, each time the temperature rises by one degree, it expands by about 1/273 of its volume at zero degrees. As a result, temperature and pressure are proportional.

일반적인 압력센서는 온도에 변화에 따른 압력센서의 출력값의 변화는 선형적이지 않다. 따라서 정확한 압력센서의 특성을 파악하기 위해서는 압력변화 뿐만아니라 온도변화를 가하여 압력센서 출력값을 측정하고, 이들 값을 이용하여 교정하는 것이 필요하다. In general pressure sensor, the output value of the pressure sensor is not linear with the change of temperature. Therefore, in order to grasp the characteristics of the pressure sensor, it is necessary to measure the pressure sensor output value by applying not only the pressure change but also the temperature change, and calibrating using these values.

선행기술로, 국내 공개특허 제10-2002-0088885호는 표준기의 압력값과 피교정기의 출력값의 상관관계를 구하고, 이에 관련된 불확도 계산, 교정성적서 등을 자동으로 출력하는 분동식 압력표준기를 이용한 압력계 교정 시스템 및 교정방법에 관한 것이다. 즉, 국내 공개특허 10-2002-0088885호는, 표준기온도, 교정실 온도 등의 변수가 입력되면 이에 따른 분동식 압력계 교정시 필요한 변수를 자동으로 계산하고, 이렇게 입력 및 계산된 모든 정보를 종합하여 압력표준기 압력값과 피교정기 출력값의 상관관계를 구한 다음, 이와 관련된 불확도를 계산하고, 계산된 불확도에 따라 교정성적서 및 교정결과를 출력하는 데, 이와 같이 다양한 변수를 적용시키고, 상관계수를 구하는 등의 복잡한 수학적 절차를 거쳐서 교정을 행하게 되면, 시스템의 구성도 복잡하고, 시스템의 크기도 커지게 되고, 또한 단가도 높아지게 된다.As a prior art, Korean Patent Publication No. 10-2002-0088885 calculates the correlation between the pressure value of the standard unit and the output value of the calibrator, and a pressure gauge using a weight-type pressure standard that automatically outputs an uncertainty calculation, a calibration report, and the like relating thereto. It relates to a calibration system and a calibration method. That is, Korean Patent Publication No. 10-2002-0088885, when a variable such as standard temperature, calibration room temperature is input, automatically calculates the necessary parameters for calibration of the deadweight tester according to this, and synthesizes all the input and calculated information Calculate the correlation between the pressure value of the pressure standard and the output of the calibrator, calculate the uncertainty associated with it, and output the calibration report and the calibration results according to the calculated uncertainty. When the calibration is performed through a complicated mathematical procedure such as the above, the configuration of the system is complicated, the size of the system is increased, and the cost is high.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 피교정 압력센서를 기준 압력 센서와 함께, 폐공간으로 구성된 챔버 내부 압력을, 온도와 압력을 달리하면서 측정하게 하고, 각 압력에서 기준 압력센서의 값과 피교정 압력센서의 값과 온도값을 이용하여, 온도와 압력에 따른 교정식을 생성하는, 압력 센서 교정 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 챔버내 압력을 달리하기 위한 압력 조절수단으로, 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)와, 외부 공기의 유입 정도를 조절하는 제2밸브(52)를 구비하되, 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브(52)가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 센서 교정 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 제1밸브는 열리고, 제2밸브는 닫힌 상태에서 진공펌프가 구동되어, 챔버내를 진공으로 만들며, 제1밸브가 닫힌상태에서, 제2밸브를 열어, 챔버내 압력을 가압하도록 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to allow the pressure sensor to be calibrated together with the reference pressure sensor, to measure the pressure inside the chamber consisting of the closed space while varying the temperature and pressure, and the value and calibration of the reference pressure sensor at each pressure. It is to provide a pressure sensor calibration management system that uses a pressure sensor and a temperature value to generate a calibration formula for temperature and pressure.
Another problem to be solved by the present invention is a pressure adjusting means for varying the pressure in the chamber, a vacuum pump 60 having a first valve 51 and a second valve for adjusting the inflow of outside air ( 52, having one side of the chamber, a vacuum pump 60 having a first valve 51 at the top is connected, the other side of the chamber is equipped with a second valve 52, received from the processing unit It is to provide a pressure sensor calibration management system for adjusting the pressure of the chamber by adjusting the first valve, the second valve and the vacuum pump according to the pressure control signal in the chamber.
Another problem to be solved by the present invention, the first valve is opened, the second valve is driven in a vacuum pump is driven in the closed state, to make a vacuum in the chamber, while the first valve is closed, open the second valve, It is to provide a pressure sensor calibration management system to pressurize the pressure in the chamber.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 폐공간으로 이루어지며, 기준 압력센서와, 피교정 압력센서가 장착되는, 챔버; 챔버의 온도를 측정하는, 온도센서; 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브를 구비한 진공펌프가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단; 챔버내 압력을 달리하여 검출된, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력신호인 온도신호를 수신하고, 기준압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 이용하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention, the chamber is made of a closed space, the reference pressure sensor, the chamber to be mounted pressure sensor; A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber; On one side of the chamber, a vacuum pump having a first valve is connected to the upper end, and a second valve is mounted on the other side of the chamber, and the first valve and the second valve in accordance with the pressure control signal received from the operation processor. And pressure adjusting means for adjusting the pressure of the chamber by adjusting the vacuum pump. It receives the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature signal which is the output signal of the temperature sensor detected by varying the pressure in the chamber, and the reference pressure sensor output signal and the pressure sensor output signal to be calibrated. And an operation processor configured to generate a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated using the temperature signal.

또한, 본 발명은, 교정을 받고자 하는 압력센서로, 챔버에 장착되는, 피교정 압력센서; 피교정 압력센서의 교정기준을 제공하기 위한 수단으로, 챔버에 장착되는, 기준 압력센서; 챔버의 온도를 측정하는, 온도센서; 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브를 구비한 진공펌프가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단; 챔버의 온도조절을 위해, 챔버를 가온하는, 히터; 챔버내 온도와 압력을 달리하여 검출된, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력신호인 온도신호를 수신하고, 기준압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 이용하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a pressure sensor to be calibrated, mounted in the chamber, the pressure sensor to be calibrated; Means for providing calibration criteria for the pressure sensor to be calibrated, the reference pressure sensor being mounted to the chamber; A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber; On one side of the chamber, a vacuum pump having a first valve is connected to the upper end, and a second valve is mounted on the other side of the chamber, and the first valve and the second valve in accordance with the pressure control signal received from the operation processor. And pressure adjusting means for adjusting the pressure of the chamber by adjusting the vacuum pump. A heater for heating the chamber for temperature control of the chamber; It receives the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature signal that is the output signal of the temperature sensor, which are detected by varying the temperature and pressure in the chamber, and the reference pressure sensor output signal and the pressure sensor to be calibrated. And an operation processor configured to generate a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated using the output signal and the temperature signal.

연산처리부는, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력값인 온도신호를, 커브피팅(Curve Fitting)기반의 알고리즘에 적용하여 교정식을 구한다.The calculation processing unit obtains a calibration equation by applying a curve fitting based algorithm to the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature signal that is the output value of the temperature sensor.

챔버의 일측에는, 상단에 제1밸브를 구비한 진공펌프 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브가 장착된다.One side of the chamber is connected to a vacuum pump having a first valve at the top, and the other side of the chamber is equipped with a second valve.

제1밸브는 열리고, 제2밸브는 닫힌 상태에서 진공펌프가 구동되어, 챔버내를 진공으로 만들며, 제1밸브가 닫힌상태에서, 제2밸브를 열어, 챔버내 압력을 가압한다.The first valve is opened, the second valve is closed, and the vacuum pump is driven to vacuum the inside of the chamber. With the first valve closed, the second valve is opened to pressurize the pressure in the chamber.

연산처리부는, 피교정 압력센서 출력신호를 변수로 하는 3차원 다항식을, 교정된 피교정 압력센서 출력 신호의 추정식으로 하고, 최소제곱법에 근거하여, 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 교정된 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 한다.The calculation processing unit uses a three-dimensional polynomial equation whose variable is the pressure sensor output signal to be calibrated as an estimation equation of the calibrated pressure sensor output signal, and based on the least square method, The coefficient of the three-dimensional polynomial which makes the sum of the squares of the residuals to a minimum is calculated | required, and the said estimation formula to which the calculated three-dimensional polynomial coefficient is applied is made into the correction formula of the calibrated pressure sensor output signal.

연산처리부는 온도센서로부터 수신된 온도신호를 x1 이고, 피교정센서 출력신호를 x2 이고, 3차원 다항식으로 나타낸 교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식을 The computation processing unit estimates the calibrated calibrated pressure sensor output signal u (x 1 , x 2 ) represented by the temperature signal received from the temperature sensor x 1 , the sensor output signal x 2 , and a three-dimensional polynomial. Expression

Figure 112017015007522-pat00001
Figure 112017015007522-pat00001

(단, β0, β1, β2, β3, β4 는 계수로 실수임) (However, β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 Is a real number as a coefficient)

라 할때, 최소제곱법에 근거하여 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수(β0, β1, β2, β3, β4 )를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 한다.In this case, the coefficient of the three-dimensional polynomial equation (β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4) that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation based on the least square method. ), And the above-described equation applying the obtained three-dimensional polynomial coefficient is a correction equation of the pressure sensor output signal to be calibrated.

연산처리부는, 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합을 나타내는 회귀식을, 3차원 다항식의 계수로 편미분하고, 편미분된 상기 회귀식을 0로 하여, 3차원 다항식의 계수를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 한다.The calculation unit performs a partial regression equation representing the sum of the squares of the residuals of the reference pressure sensor output signal and the estimation equation by a coefficient of a three-dimensional polynomial, and sets the partial regression equation to zero, and calculates a coefficient of the three-dimensional polynomial equation. The above equation obtained by applying the obtained three-dimensional polynomial coefficient is a correction equation of the pressure sensor output signal to be calibrated.

교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식에서, x1을 X1으로, x2를 X2로, (x2)2을 X3으로, (x2)3 을 X4 로 치환하고, X1, X2, X3, X4 에 의해 형성된 행렬을 X라하고, 3차 다항식의 계수인 β0, β1, β2, β3, β4 에 의해 형성된 행렬을 β라하고, 기준센서 압력값을 Y 로 치환하고, 첫번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Y1에서부터 n번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Yn까지로 형성된 행렬을 y라고 할때. 연산처리부는 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수의 행렬(β)을 In the estimated equation for the calibrated pressure sensor output signal u (x 1 , x 2 ), x 1 is X 1 , x 2 is X 2 , (x 2 ) 2 is X 3 , and (x 2 ) Replace 3 with X 4 , and the matrix formed by X 1 , X 2 , X 3 , X 4 is X, and β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 , which are the coefficients of the cubic polynomial When the matrix formed by is referred to as β, the reference sensor pressure value is replaced by Y, and the matrix formed from the first detected reference pressure sensor output signal Y 1 to the nth detected reference pressure sensor output signal Y n is y. . The calculation processing unit generates a matrix β of coefficients of the three-dimensional polynomial that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation.

Figure 112017015007522-pat00002
Figure 112017015007522-pat00002

에 의해 구하여진다.Obtained by

또는, 연산처리부는 피교정 압력센서의 출력신호를 x 라 하고, 교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x))의 추정식을 Alternatively, the calculation processing unit denotes the output signal of the calibrated pressure sensor as x, and calculates the estimated equation of the calibrated pressure sensor output signal u (x).

u(x)=a+bx+cx2+dx3 u (x) = a + bx + cx 2 + dx 3

(단, a, b, c, d는 계수로 실수임) (only, a, b, c, d are real as coefficients)

라 할때, 최소제곱법에 근거하여 기준 압력센서 출력신호(fi)와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 할 수 있다.In this case, based on the least square method, the coefficient of the three-dimensional polynomial that makes the sum of the square of the residual of the residual of the estimated pressure fi and the reference pressure sensor fi a, b, c, d) can be obtained, and the estimation equation to which the obtained three-dimensional polynomial coefficients are applied can be used as a correction equation of the pressure sensor output signal to be calibrated.

기준 압력센서 출력신호(fi)와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합(Sr)은The sum Sr of the reference pressure sensor output signal fi and the residual of the estimation equation is

Figure 112017015007522-pat00003
Figure 112017015007522-pat00003

(단, N은 피교정 압력센서의 출력신호 개수 또는 챔버내 압력의 변경회수)N is the number of output signals of the pressure sensor to be calibrated or the number of times the pressure in the chamber changes.

이고, 기준 압력센서 출력신호(fi)와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합(Sr)을, 3차원 다항식의 각 계수( a, b, c, d)에 의해 편미분한 것을 0 으로하여, 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 한다.And the sum Sr of the squares of the residuals of the estimated equations with the reference pressure sensor output signal fi and each coefficient of the three-dimensional polynomial ( Coefficients of three-dimensional polynomials are assumed to be 0, the partial derivative of a, b, c, and d). a, b, c, d), and the coefficients of the The estimation equation to which a, b, c, and d) is applied is a correction equation of the pressure sensor output signal to be calibrated.

사용자가 측정모드를 선택하도록 이루어진 키입력부를 더 구비하며, 선택된 측정모드에 따라 챔버내 압력의 변경회수가 달라지며, 챔버내 압력의 변경회수가 달라짐에 따라. 검출되는, 피교정압력센서의 출력신호(데이터)의 개수와 기준압력센서 출력신호(데이터)의 개수가 달라진다.And a key input unit configured to select a measurement mode by the user, wherein the frequency of change of the pressure in the chamber is changed according to the selected measurement mode and the frequency of change of the pressure in the chamber is changed. The number of output signals (data) of the pressure sensor to be detected and the number of reference pressure sensor output signals (data) are different.

제1측정모드(Fast Mode)는, 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 50이고, 제2측정모드(Normal Mode)는 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 70이고, 제3측정모드(Accurate Mode)는 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 90이다.In the first measurement mode, the number of output values of the pressure sensor to be calibrated, the number of output values of the reference pressure sensor, and the number of times of changing the pressure are 50, respectively, and in the second mode, the number of output values of the pressure sensor to be calibrated. The number of output values of the reference pressure sensor and the number of changes of the pressure are 70, respectively, and the third measurement mode (Accurate Mode) is the number of output values of the pressure sensor to be calibrated, the number of output values of the reference pressure sensor and the number of changes of the pressure are 90, respectively.

또한, 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법은, 챔버에 장착된 기준 압력센서와, 피교정 압력센서와 온도센서의 출력신호들을 수신하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부를 포함하는 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법에 있어서, 연산처리부는 챔버내 온도제어신호를 생성하여 히터제어부로 전송하여, 히터가 구동되게하는, 히터 구동단계; 연산처리부는 챔버내를 진공으로 하는 압력제어신호를 압력제어부로 전송하여, 압력제어부는, 소정 시간동안, 제1밸브를 열고, 진공펌프를 구동하게 하는, 진공펌프 구동단계; 진공펌프 구동단계 후, 기준 압력센서, 피교정 압력센서, 온도센서로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부가 수신하는, 제1 신호검출 단계;를 포함하여 이루어진다.In addition, the driving method of the pressure sensor calibration management system of the present invention, by receiving the output signals of the reference pressure sensor, the calibration pressure sensor and the temperature sensor mounted in the chamber, generating a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated A driving method of a pressure sensor calibration management system including an arithmetic processing unit, the arithmetic processing unit generating a temperature control signal in a chamber and transmitting the same to a heater control unit so as to drive a heater; The arithmetic processing unit transmits a pressure control signal for vacuuming the inside of the chamber to the pressure control unit, wherein the pressure control unit includes: a vacuum pump driving step of opening the first valve and driving the vacuum pump for a predetermined time; And a first signal detecting step of receiving, by the processing unit, a reference pressure sensor output signal, a calibration pressure sensor output signal, and a temperature signal detected from the reference pressure sensor, the calibration pressure sensor, and the temperature sensor after the vacuum pump driving step. It is done by

제1 신호검출 단계 후, 연산처리부는 제1 신호검출 단계에서 수신된 기준 압력센서 출력신호 또는 피교정 압력센서 출력신호로부터 챔버내 압력이 1 torr 미만인지 여부를 판단하고, 챔버내 압력이 1 torr 미만이 아니라면 진공펌프 구동단계로 되돌아가는, 진공여부 판단단계; 진공여부 판단단계에서 챔버내 압력이 1 torr보다 작으면, 연산처리부는 진공펌프의 구동 및 히터의 구동을 종료하게 하는, 진공펌프 구동종료단계;를 더 포함하여 진다. After the first signal detection step, the operation processor determines whether the pressure in the chamber is less than 1 torr from the reference pressure sensor output signal or the calibration pressure sensor output signal received in the first signal detection step, and the pressure in the chamber is 1 torr. If not less than, returning to the vacuum pump driving step, whether the vacuum determination step; If the pressure in the chamber in the vacuum determination step is less than 1 torr, the operation processing unit further comprises the step of terminating the vacuum pump driving, driving the vacuum pump and the driving of the heater.

히터 구동단계로부터 진공펌프 구동종료단계까지는, 챔버내 기압(압력)이 점차 내려가면서, 히터에 의해 챔버내 온도는 점차 올라가는 상태이다.From the heater driving step to the vacuum pump driving end step, the chamber internal pressure gradually rises while the pressure in the chamber decreases gradually.

연산처리부는 챔버내 압력을 소정치만큼 가압하기 위한 압력제어신호를 생성하여 압력제어부로 전송하며, 압력제어부는 제2밸브를 소정시간 동안 열어 챔버내로 공기가 유입되게 함으로써, 챔버내를 가압하는, 가압단계; 가압단계 후, 기준 압력센서, 피교정 압력센서, 온도센서로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부가 수신하는, 제2 신호검출 단계;제2 신호검출 단계 후, 기 설정된 설정 데이터수와, 검출된 피교정 압력센서의 출력값 수인, 검출 데이터수를, 연산처리부가 비교하여, 설정 데이터수보다 검출 데이터수가, 크거나 같지 않다면, 가압단계로 되돌아가는, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계;를 더 포함하여 이루어진다.The calculation processing unit generates a pressure control signal for pressurizing the chamber pressure by a predetermined value and transmits the pressure control signal to the pressure control unit, and the pressure control unit opens the second valve for a predetermined time to pressurize the inside of the chamber by introducing air into the chamber. Pressing step; A second signal detection step of receiving, by the processing unit, a reference pressure sensor output signal, a calibration pressure sensor output signal, and a temperature signal detected from the reference pressure sensor, the calibrated pressure sensor, and the temperature sensor after the pressurizing step; After the step, the calculation processing unit compares the preset set data number with the detected data number, which is the number of output values of the detected pressure sensor, to return to the pressing step if the detected data number is not greater than or equal to the set data number. And comparing the detected data number with the set data number.

가압단계로부터, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계까지는, 히터가 꺼진 상태로서 챔버 내의 온도는 점차 내려가면서, 기압(압력)은 점차 올라가는 상태이다.From the pressurizing step to the comparison step between the detected data number and the set data number, the air pressure (pressure) gradually rises while the temperature in the chamber gradually decreases as the heater is turned off.

검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계에서, 설정 데이터수보다 검출된 데이터수가 크거나 같다면, 제1 신호검출 단계와 제2 신호검출 단계에서 검출된, 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 이용하여 회귀분석을 행하여, 교정된 피교정 압력센서의 출력신호에 대한 교정식을 생성하는, 회귀분석단계;를 더 포함하여 이루어진다.In the comparison step between the detected data number and the set data number, if the detected data number is greater than or equal to the set data number, the reference pressure sensor output signal and the pressure-corrected pressure sensor detected in the first signal detection step and the second signal detection step. And a regression analysis step of performing a regression analysis using the output signal and the temperature signal to generate a calibration equation for the output signal of the calibrated pressure sensor.

본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템에 따르면, 피교정 압력센서를 기준 압력 센서와 함께, 폐공간으로 구성된 챔버 내부 압력을 온도와 압력을 달리하면서 측정하게 하고, 각 압력에서 기준 압력센서의 값과 피교정 압력센서의 값과 온도값을 이용하여, 온도와 압력에 따른 교정식을 생성한다.According to the pressure sensor calibration management system of the present invention, the pressure sensor to be calibrated together with the reference pressure sensor to measure the pressure inside the chamber consisting of the closed space at different temperatures and pressures, Using the pressure sensor value and the temperature value, create a calibration formula for temperature and pressure.

온도에 변화에 따른 압력센서의 출력값의 변화가 비 선형적인, 압력센서를 보다 정확하게 교정가능하다.It is possible to calibrate the pressure sensor more accurately, since the change in the output value of the pressure sensor with the change in temperature is nonlinear.

본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템은, 그 구성도 간단하고, 시스템의 크기가 작아 휴대용으로 적용가능하며, 가격도 낮으며, 또한, 온도에 따른 압력별 교정값을 구하여, 온도가 다른 환경을 가지더라도, 정확한 압력 결과값을 도출할 수 있다. The pressure sensor calibration management system of the present invention has a simple environment, a small size of the system, can be applied to a portable device, a low price, and also obtains a calibration value for each pressure according to temperature, and has an environment having a different temperature. Even accurate pressure results can be obtained.

또한, 본 발명은 이동이 용이하도록 일체화된 키트형태를 이루며, 신속하고 정확한 압력교정이 가능하며, 값 비싼 압력센서를 사용하지 않고도 그와 비슷한 성능을 낼 수 있게 만들어 제조단가 절감과 제품 경쟁력에서 있어 도움이 되며, 압력센서를 사용하는 환경에서 손쉽게 인터페이스하여 누구나 쉽게 교정이 가능하도록 설계하여 접근성이 용이하다.
또한, 본 발명은, 챔버내 압력을 달리하기 위한 압력 조절수단으로, 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)와, 외부 공기의 유입 정도를 조절하는 제2밸브(52)를 구비하되, 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브(52)가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 센서 교정 관리 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은, 제1밸브는 열리고, 제2밸브는 닫힌 상태에서 진공펌프가 구동되어, 챔버내를 진공으로 만들며, 제1밸브가 닫힌상태에서, 제2밸브를 열어, 챔버내 압력을 가압하도록 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템을 제공한다.In addition, the present invention forms a kit that is easy to move, quick and accurate pressure calibration, and can be similar to the performance without the use of expensive pressure sensor to reduce the manufacturing cost and product competitiveness It is helpful, and it is designed to be easily calibrated by anyone by easily interfacing in the environment using the pressure sensor, so it is easy to access.
In addition, the present invention, the pressure control means for varying the pressure in the chamber, comprising a vacuum pump 60 having a first valve 51, and a second valve 52 for adjusting the degree of inflow of outside air However, at one side of the chamber, the vacuum pump 60 having the first valve 51 is connected to the upper end, the second valve 52 is mounted on the other side of the chamber, the pressure in the chamber received from the operation processing unit Provided is a pressure sensor calibration management system that adjusts the pressure of the chamber by adjusting the first valve, the second valve and the vacuum pump in accordance with the control signal.
In addition, the present invention, the first valve is opened, the second valve is closed, the vacuum pump is driven to make a vacuum in the chamber, the first valve is closed, the second valve is opened, the pressure in the chamber A pressure sensor calibration management system is provided to allow pressurization.

도 1은 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도 1의 압력 센서 교정 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법의 일예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템의 일예이다.
도 5은 도 4의 압력센서 교정신호 검출부의 일 예이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram for demonstrating schematically the pressure sensor calibration management system of this invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the pressure sensor calibration management system of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating an example of a driving method of the pressure sensor calibration management system of the present invention.
4 is an example of the pressure sensor calibration management system of the present invention.
5 is an example of the pressure sensor calibration signal detector of FIG. 4.

이하, 본 발명에 의한 압력 센서 교정 관리 시스템에 관해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a pressure sensor calibration management system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram for demonstrating schematically the pressure sensor calibration management system of this invention.

챔버(70)는 측정하기 위한 압력을 제공하는 수단으로, 폐공간으로 이루어진다. 챔버(70)에는 피교정 압력센서(10), 기준압력센서(20), 온도센서(30), 히터(80)가 장착된다. 여기서, 피교정 압력센서(10)는 테스트를 받고자 하는 압력센서를 말한다. 또한, 기준 압력센서(20)는 교정시 기준이 되는 압력값을 측정하는 센서를 말한다.The chamber 70 is a means for providing a pressure for measuring, consisting of a closed space. The chamber 70 is equipped with a pressure sensor 10 to be calibrated, a reference pressure sensor 20, a temperature sensor 30, and a heater 80. Here, the pressure sensor 10 to be calibrated refers to a pressure sensor to be tested. In addition, the reference pressure sensor 20 refers to a sensor for measuring the pressure value as a reference during calibration.

챔버(70) 내를 진공으로 만들기 위해서 2개의 솔레노이드 밸브, 즉, 제1밸브(51)과 제2밸브(52)를 조작하도록 이루어져 있으며, 진공펌프(60)의 바로 위에 붙어 있는 솔레노이드 밸브인 제1밸브(51)는, 진공펌프(60) 가동 시에, 열리게 되며, 공기를 빨아들이게 된다. 그리고 챔버(70)와 가깝게 붙어 있으며 진공펌프가 연결되지 않은 다른 솔레노이드 밸브인 제2밸브(52)는 이때, 잠겨서 외부 공기의 출입을 차단하여, 챔버(70) 내를 진공상태에서 기압, 즉 압력이 낮아진다. 일반적으로, 폐공간에서 진공펌프를 이용하여 공기를 빼게 되면 음압이 되고 이는 압력이 낮아진 것이다. In order to operate the two solenoid valves, that is, the first valve 51 and the second valve 52, in order to vacuum the inside of the chamber 70, the solenoid valve attached directly above the vacuum pump 60 One valve 51 is opened when the vacuum pump 60 operates, and sucks in air. In addition, the second valve 52, which is another solenoid valve which is attached to the chamber 70 and is not connected to the vacuum pump, is locked at this time to block the inflow of external air, so that the inside of the chamber 70 is in a vacuum state, that is, a pressure Is lowered. In general, when the air is removed from the closed space by using a vacuum pump, the negative pressure is lowered.

반대로, 압력을 조절하고자 할 경우 진공펌프쪽의 제1밸브(51)를 잠그고, 제2밸브(52)를 열면 챔버(70) 내가 가압되어, 외부 공기 유입량을 조절하여, 기압, 즉 압력을 조절한다. 즉, 제2밸브(52)는 외부 공기를 유입 정도를 조절하는 밸브이며 진공(0 torr)에서 압력을 높이기 위해서는 폐공간내로 공기가 유입되어야 한다. 즉, 제2밸브(52)가 오픈(OPEN)되면 외부기압(일반 대기압)이 챔버내 기압(진공)보다 항상 높으므로 공기가 자연스럽게 유입되게 되고 챔버내 공간의 기압은 증가하게 된다. On the contrary, when the pressure is to be adjusted, the first valve 51 on the vacuum pump side is closed and the second valve 52 is opened to pressurize the inside of the chamber 70 to adjust the inflow of external air, thereby adjusting the atmospheric pressure, that is, the pressure. do. That is, the second valve 52 is a valve for controlling the degree of inflow of external air and air must be introduced into the closed space to increase the pressure in the vacuum (0 torr). That is, when the second valve 52 is open, the external air pressure (normal atmospheric pressure) is always higher than the air pressure in the chamber (vacuum), so that air is naturally introduced and the air pressure of the space in the chamber is increased.

다시말해, 진공펌프(60)와 제1밸브(51)를 이용하여, 챔버(70)를 진공상태로 만들고, 제2밸브(52)를 조절하여 챔버(70) 내 압력을 조절한다.In other words, by using the vacuum pump 60 and the first valve 51, the chamber 70 is vacuumed, and the second valve 52 is adjusted to adjust the pressure in the chamber 70.

또한, 챔버(70)내 온도를 달리하기 위해 히터(80)가 챔버(70)에 장착되어 있으며, 온도센서(30)는 챔버(70)의 내측 또는 외측에 장착되어있다.In addition, the heater 80 is mounted to the chamber 70 to change the temperature in the chamber 70, and the temperature sensor 30 is mounted inside or outside the chamber 70.

따라서, 챔버(70)내 온도와 압력을 달리하면서, 피교정 압력센서(10), 기준압력센서(20), 온도센서(30)의 출력값을 검출하게 된다. 피교정 압력센서(10), 기준압력센서(20), 온도센서(30)에서 검출된, 피교정 압력센서(10)의 출력값(즉, 피교정 압력센서에서 검출된 피교정된 압력값), 기준압력센서(20)의 출력값(즉, 기준 압력센서에서 검출된 기준 압력값), 온도센서(30)의 출력값(즉,온도센서에서 검출된 챔버 온도값)은 압력센서 교정신호 검출부(100)로 전달된다.Accordingly, the output values of the pressure to be calibrated sensor 10, the reference pressure sensor 20, and the temperature sensor 30 are detected while varying the temperature and the pressure in the chamber 70. The output value of the pressure sensor 10 to be detected (that is, the pressure value detected by the pressure sensor to be detected) detected by the pressure sensor 10, the reference pressure sensor 20, and the temperature sensor 30, The output value of the reference pressure sensor 20 (ie, the reference pressure value detected by the reference pressure sensor) and the output value of the temperature sensor 30 (ie, the chamber temperature value detected by the temperature sensor) are the pressure sensor calibration signal detection unit 100. Is passed to.

챔버(70)의 내의 온도와 압력을 달리하면서, 피교정 압력센서와 기준 압력 센서와 온도센서의 출력값을 검출하고, 압력센서 교정신호 검출부(100)에서, 이들 출력값을 이용하여 온도별 압력별 교정값을 생성하게 된다. 이는 압력이 온도의 영향을 많이 받으므로 압력 데이터이외에, 온도데이터를 추가하여 교정값을 생성하여 그 교정값으로 교정한 결과의 정확도를 높이기 위함이다.While varying the temperature and pressure in the chamber 70, the output values of the calibrated pressure sensor, the reference pressure sensor, and the temperature sensor are detected, and the pressure sensor calibration signal detection unit 100 uses these output values to calibrate for each pressure by temperature. Will generate a value. This is to increase the accuracy of the result of the calibration by generating the calibration value by adding the temperature data in addition to the pressure data because the pressure is affected by the temperature much.

즉, 압력센서 교정신호 검출부(100)는, 피교정 압력센서(10), 기준압력센서(20), 온도센서(30)로부터, 피교정 압력센서(10)의 출력값(즉, 피교정 압력센서 출력신호), 기준압력센서(20)의 출력값(즉, 기준압력센서 출력신호), 챔버 온도값(즉, 온도신호)을 수신하고, 이들 신호로부터, 온도와 압력에 따른 교정식을 검출하게 된다.That is, the pressure sensor calibration signal detection unit 100 outputs the output value of the pressure to be calibrated sensor 10 from the pressure sensor 10 to be calibrated, the reference pressure sensor 20, and the temperature sensor 30 (that is, the pressure sensor to be calibrated). Output signal), the output value of the reference pressure sensor 20 (i.e., the reference pressure sensor output signal), and the chamber temperature value (i.e., the temperature signal) are received, and from these signals, a calibration equation according to temperature and pressure is detected. .

압력센서 교정신호 검출부(100)는 온도와 압력에 따른 교정식을 메모리부(210)에 저장함과 동시에 디스플레이부(220)로 출력한다.The pressure sensor calibration signal detection unit 100 stores the calibration equation according to temperature and pressure in the memory unit 210 and outputs the same to the display unit 220.

경우에 따라서, 히터(80)을 생략하고, 압력센서 교정신호 검출부(100)는, 압력에 따른 교정식을 검출할 수 있다.In some cases, the heater 80 is omitted, and the pressure sensor calibration signal detection unit 100 may detect a calibration formula according to the pressure.

도 2는 도 1의 압력 센서 교정 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the pressure sensor calibration management system of FIG. 1.

압력 센서 교정 관리 시스템(17)은, 기준 압력센서(20), 온도센서(30), 솔레노이드 밸브부(50), 진공펌프(60), 히터(80), 전처리부(110), 신호수집부(120), 밸브 구동부(130), 펌프 구동부(150), 압력제어부(160), 히터구동부(170), 히터제어부(180), 연산처리부(200), 메모리부(210), 디스플레이부(220), 키입력부(230)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 전처리부(110), 신호수집부(120), 밸브 구동부(130), 펌프 구동부(150), 압력제어부(160), 연산처리부(200), 메모리부(210), 디스플레이부(220), 키입력부(230)를 압력센서 교정신호 검출부(100)라 한다. The pressure sensor calibration management system 17 includes a reference pressure sensor 20, a temperature sensor 30, a solenoid valve unit 50, a vacuum pump 60, a heater 80, a preprocessor 110, and a signal collection unit. 120, the valve driver 130, the pump driver 150, the pressure controller 160, the heater driver 170, the heater controller 180, the calculation processing unit 200, the memory unit 210, the display unit 220 ), And a key input unit 230. Here, the preprocessor 110, the signal collector 120, the valve driver 130, the pump driver 150, the pressure controller 160, the operation processor 200, the memory 210, the display 220. The key input unit 230 is referred to as a pressure sensor calibration signal detection unit 100.

피교정 압력센서(10)는 테스트를 받고자 하는 압력센서로서, 챔버(70)의 일측에 장착되며, 챔버(70) 내의 압력을 검출하여 전압 신호로 변환하고, 이를 피교정 압력센서 출력신호로서 출력한다.The pressure sensor 10 to be tested is a pressure sensor to be tested, and is mounted on one side of the chamber 70 and detects the pressure in the chamber 70 and converts it into a voltage signal, which is output as a pressure sensor output signal to be calibrated. do.

기준 압력센서(20)는 챔버(70)의 일측에 장착되며, 챔버(70) 내의 압력을 검출하여 전압 신호로 변환하고, 이를 기준 압력센서 출력신호로서 출력한다. 기준 압력센서(20)는 챔버(70) 내의 압력을 측정하는 피교정 압력센서(10)에 대한 교정 기준을 제공하기 위한 것으로, 고정도의 압력센서이다. 예를들어, 기준 압력센서(20)로서 Fluke사 2700G 모델 등을 사용할 수 있다.The reference pressure sensor 20 is mounted on one side of the chamber 70, detects the pressure in the chamber 70, converts it into a voltage signal, and outputs it as a reference pressure sensor output signal. The reference pressure sensor 20 is for providing a calibration reference for the pressure sensor 10 to be calibrated to measure the pressure in the chamber 70, and is a high-precision pressure sensor. For example, a Fluke 2700G model or the like may be used as the reference pressure sensor 20.

전처리부(110)은 피교정 압력센서 출력신호과 기준 압력센서 출력신호를 증폭하고, 잡음을 제거하고, 신호수집부(120)로 전달한다.The preprocessor 110 amplifies the pressure sensor output signal and the reference pressure sensor output signal, removes noise, and transmits the signal to the signal collector 120.

온도센서(30)는 챔버(70)의 온도를 검출하여 신호수집부(120)로 전달한다. 온도센서(30)는 챔버(70)의 내측 또는 외측에 장착될 수 있으며, 바람직하게는 챔버(70)의 외측벽에 장착된다. 경우에 따라서, 온도센서(30)에서 검출된 온도신호는 전처리부(110)에서 증폭하거나 잡음을 제거한 다음, 신호수집부(120)로 전달될 수 있다.The temperature sensor 30 detects the temperature of the chamber 70 and transmits the detected temperature to the signal collector 120. The temperature sensor 30 may be mounted inside or outside the chamber 70, and is preferably mounted on an outer wall of the chamber 70. In some cases, the temperature signal detected by the temperature sensor 30 may be amplified or eliminated by the preprocessor 110 and then transferred to the signal collector 120.

신호수집부(120)는 피교정 압력센서 출력신호, 기준 압력센서 출력신호, 온도신호를 취합하여, 디지탈신호로 변환하여 연산처리부(200)로 전송한다. 신호수집부(120)는 A/D 변환부(미도시)를 포함하여 이루어진다.The signal collecting unit 120 collects the calibration pressure sensor output signal, the reference pressure sensor output signal, and the temperature signal, converts the digital signal into a digital signal, and transmits the digital signal to the calculation processing unit 200. The signal collector 120 includes an A / D converter (not shown).

솔레노이드 밸브부(50)는 제1밸브(51)와 제2밸브(52)를 포함하여 이루어진다. The solenoid valve unit 50 includes a first valve 51 and a second valve 52.

제1밸브(51)는 진공펌프(60)와 챔버(70)의 사이에 위치된 밸브로, 보다 상세히는 진공펌프(60)의 상단, 즉, 진공펌프(60)의 흡기구에 장착된 밸브이다. 제1밸브(51)를 열고, 진공펌프(60)를 가동시키면, 챔버(70) 내는 진공상태가 된다.The first valve 51 is a valve located between the vacuum pump 60 and the chamber 70, and more specifically, a valve mounted on the upper end of the vacuum pump 60, that is, the inlet port of the vacuum pump 60. . When the first valve 51 is opened and the vacuum pump 60 is operated, the chamber 70 is in a vacuum state.

제2밸브(52)는 챔버(70)의 일측에 장착되어, 진공상태인 챔버(70) 내에 공기를 유입되게 하기 위한 밸브이다. 즉, 진공상태인 챔버(70) 보다 외측의 대기압이 압력이 높으므로, 제2밸브(52)를 열면, 챔버(70) 내로 공기가 유입되어, 챔버 내의 기압(압력)을 높인다.The second valve 52 is mounted on one side of the chamber 70 to allow air to flow into the chamber 70 in a vacuum state. That is, since the pressure outside the atmospheric pressure is higher than the chamber 70 in a vacuum state, when the second valve 52 is opened, air flows into the chamber 70 to increase the atmospheric pressure (pressure) in the chamber.

제1밸브(51) 및 제2밸브(52)는 밸브 구동부(130)의 구동에 의해 열리거나 닫히게 된다. The first valve 51 and the second valve 52 are opened or closed by driving the valve driver 130.

밸브 구동부(130)는 압력제어부(160)로부터 수신된 제1밸브 구동신호, 제2밸브 구동신호에 의해 제1밸브(51) 및 제2밸브(52)를 구동시킨다.The valve driver 130 drives the first valve 51 and the second valve 52 by the first valve driving signal and the second valve driving signal received from the pressure controller 160.

진공펌프(60)은 챔버(70) 내를 진공으로 만들기 위한 수단으로, 그 상단, 즉, 흡입구(미도시)의 상단에 제1밸브(51)가 장착되어 있다.The vacuum pump 60 is a means for making the inside of the chamber 70 into a vacuum, and a first valve 51 is mounted at an upper end thereof, that is, an upper end of a suction port (not shown).

펌프 구동부(150)은 압력제어부(160)로부터 수신된 펌프 구동신호에 의해 진공펌프(60)를 구동시킨다.The pump driving unit 150 drives the vacuum pump 60 by the pump driving signal received from the pressure control unit 160.

압력제어부(160)는 연산처리부(200)로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브 구동신호, 제2밸브 구동신호, 펌프 구동신호를 생성하고, 제1밸브 구동신호 및 제2밸브 구동신호를 밸브 구동부(130)로 전송하고, 펌프 구동신호를 펌프 구동부(150)로 전송한다. 즉, 압력제어부(160)는 D/A 변환부(미도시)를 포함하여, 연산처리부(200)로부터 수신된 챔버내 압력제어신호를 아날로그 신호로 변환하고, 이로부터 제1밸브 구동신호, 제2밸브 구동신호, 펌프 구동신호를 생성한다.The pressure controller 160 generates the first valve driving signal, the second valve driving signal, and the pump driving signal according to the pressure control signal in the chamber received from the operation processor 200, and the first valve driving signal and the second valve driving. The signal is transmitted to the valve driver 130, and the pump driving signal is transmitted to the pump driver 150. That is, the pressure controller 160 includes a D / A converter (not shown) to convert the pressure control signal in the chamber received from the operation processor 200 into an analog signal, from which the first valve driving signal, It generates 2 valve driving signal and pump driving signal.

여기서, 솔레노이드 밸브부(50), 진공펌프(60), 밸브 구동부(130), 펌프 구동부(150), 압력제어부(160)를, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단이라 할 수 있다.Here, the solenoid valve unit 50, the vacuum pump 60, the valve drive unit 130, the pump drive unit 150, the pressure control unit 160 may be referred to as pressure control means for adjusting the pressure of the chamber.

히터(80)은 챔버(70) 내를 소정 온도로 가온하기 위한 수단으로, 히터(80)는 챔버(70)의 측벽 또는 저면에 위치될 수 있다. 히터(80)는 전기적으로 열을 발생하는 전열선 등으로 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서는 면상발열체로 이루어질 수도 있다.The heater 80 is a means for warming the inside of the chamber 70 to a predetermined temperature, and the heater 80 may be located on the side wall or the bottom of the chamber 70. The heater 80 may be made of a heating wire that generates heat electrically, or in some cases, may be made of a planar heating element.

히터 구동부(170)은 히터제어부(180)로부터 수신된 펌프 구동신호에 의해 히터(80)를 구동시킨다.The heater driver 170 drives the heater 80 by a pump driving signal received from the heater controller 180.

히터제어부(180)는 연산처리부(200)로부터 수신된 챔버내 온도제어신호에 따라 히터 구동신호를 생성하여, 히터 구동신호를 히터 구동부(170)로 전송한다. 즉, 히터제어부(180)는 D/A 변환부(미도시)를 포함하여, 연산처리부(200)로부터 수신된 챔버내 온도제어신호를 아날로그 신호로 변환하고, 이로부터 히터 구동신호를 생성한다.The heater controller 180 generates a heater driving signal according to the temperature control signal in the chamber received from the operation processor 200, and transmits the heater driving signal to the heater driving unit 170. That is, the heater controller 180 includes a D / A converter (not shown), and converts the in-chamber temperature control signal received from the operation processor 200 into an analog signal, and generates a heater driving signal therefrom.

경우에 따라서, 히터(80), 히터 구동부(170), 히터제어부(180)를 생략할 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 본 발명은 연산처리부(200)에 의해 제어되는 냉각부(미도시)를 더 구비할 수 있다.In some cases, the heater 80, the heater driver 170, and the heater controller 180 may be omitted. In some cases, the present invention may further include a cooling unit (not shown) controlled by the arithmetic processing unit 200.

연산처리부(200)는 키입력부(230)로부터 측정개시 신호가 입력되면, 기 설정된 측정모드에 따라, 챔버내 압력제어신호를 생성하여 압력제어부(160)로 전송하여, 챔버 내의 압력을 달리하여, 피교정 압력센서(10), 기준압력센서(20)에서, 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 출력신호를 검출하게 한다. 연산처리부(200)는 신호수집부(120)로부터, 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 출력신호, 온도신호를 수신하고, 이들 신호로부터, 온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식을 검출하게 된다. 또한, 연산처리부(200)는 신호수집부(120)로부터 수신된 온도신호에서 이동평균필터링을 행하여 그 결과를 최종적으로 온도신호로 한다.When the measurement start signal is input from the key input unit 230, the operation processor 200 generates a pressure control signal in the chamber and transmits the pressure control signal to the pressure control unit 160 according to a preset measurement mode to change the pressure in the chamber. In the pressure sensor 10 and the reference pressure sensor 20 to be detected, the pressure sensor output signal and the reference pressure sensor output signal are detected. The calculation processing unit 200 receives a pressure sensor output signal to be calibrated, a reference pressure sensor output signal, and a temperature signal from the signal collection unit 120, and from these signals, a calibration equation according to temperature and pressure or a calibration equation according to pressure. Will be detected. In addition, the calculation processing unit 200 performs moving average filtering on the temperature signal received from the signal collecting unit 120, and finally the result is a temperature signal.

온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식을 생성하기 위해, 연산처리부(200)는 커브피팅(Curve Fitting)기반의 알고리즘을 이용한다. 즉, 연산처리부(200)는 피교정압력센서 출력 신호를 다항식 형태로 모델링하고 이를 최소제곱법에 근거하여 기준센서 데이터와 맞추어가며 회귀식의 다항식 계수를 도출하게 되며, 이에 따라 생성된 회귀식이 교정식(즉, 온도와 압력에 따른 교정식)이다.In order to generate a calibration equation based on temperature and pressure or a calibration equation based on pressure, the calculation processing unit 200 uses a curve fitting based algorithm. That is, the calculation processing unit 200 models the output pressure sensor output signal in the polynomial form, adjusts it with the reference sensor data based on the least square method, and derives the polynomial coefficients of the regression equation. Equation (i.e. calibration according to temperature and pressure).

우선, 온도와 압력에 따른 교정식을 구하는 커브피팅 방식을 설명한다. 신호를 검출할 당시의 온도를 x1 이라고 하고, 피교정센서 출력신호(압력값)를 x2 라하고, 이들 값을 이용하여 교정된 피교정센서 출력신호(이하 교정된 피교정센서 출력신호라 함)의 추정식을 u(x1,x2)라 하고, u(x1,x2)를 3차 다항식으로 나타내면, 수학식 1과 같다.First, a curve fitting method for obtaining a calibration equation according to temperature and pressure will be described. The temperature at the time of detecting the signal is x 1 , the sensor output signal (pressure value) is x 2 , and the sensor output signal calibrated using these values (hereinafter referred to as calibration sensor output signal). If u (x 1 , x 2 ) is expressed as a cubic polynomial, u (x 1 , x 2 ) is represented by Equation 1.

Figure 112017015007522-pat00004
Figure 112017015007522-pat00004

여기서, β0, β1, β2, β3, β4 는 계수로 실수이다. 수학식 1에 나타낸 추정식을 제1추정식이라 할 수 있다.Where β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 Is a real number as a coefficient. The estimation equation shown in Equation 1 may be referred to as a first estimation equation.

이는 비선형 다중회귀 모델로 추정한 것으로, 이 추정식은 u(x1) = β0 + β1x1 과 u(x2) = β2x2 + β3(x2)2 + β4(x2)3 의 선형적 결합으로 이루어져 있으며, 교정된 피교정센서의 압력값은 온도와 선형적 관계가 있어야하며, 피교정센서의 압력값으로 이루어진 3차식과도 선형적 관계가 있어야 함을 뜻한다.This is estimated with a nonlinear multiple regression model, where u (x 1 ) = β 0 + β 1 x 1 And u (x 2 ) = β 2 x2 + β 3 (x 2 ) 2 + β 4 (x 2 ) 3 , and the pressure value of the calibrated sensor must be linearly related to temperature. This means that there should be a linear relationship with the cubic equation which consists of the pressure value of the sensor to be calibrated.

하지만, 수학식 1은 비선형식이기 때문에 수학적으로 풀어내기가 쉽지 않다. 따라서 u(x1,x2)의 식의 항등을 치환을 통하여 선형화시켜주는 과정이 필요하다. However, Equation 1 is not easy to solve mathematically because it is a non-linear form. Therefore, it is necessary to linearize the identity of u (x 1 , x 2 ) through substitution.

수학식 1의 1차항 중 온도신호 x1을 X1으로 치환하고, 수학식 1의 1차항 중 피교정센서 출력값(즉, 압력값) x2를 X2로 치환하고, 수학식 1의 2차항의 변수부분, 즉, 피교정센서 출력값(압력값)의 제곱 (x2)2을 X3로 치환하고, 수학식 1의 3차항의 변수부분, 즉, 피교정센서 출력값(압력값)의 세제곱 (x2)3 을 X4 로 치환을 한다. 또한, 교정된 피교정센서 출력값(압력값) u(x1,x2)를 U로 하고, 기준센서 압력값을 Y 로 한다. 이때, Xkn은, n번째 수집된 데이터에서 구하여진 수학식 1의 추정식에서 몇번째 항의 변수부분, 즉, X1 내지 X4중 어느 것인가를 나타낸다. 다시말해, k는 X1, X2, X3,X4의 아래첨자를 나타내며, 즉, X1, X2, X3, X4를 구별한다. n은 n번째 수집된 데이터를 나타낸다. 즉, 피교정센서 출력값 수를 n 이라 한다.Replacing the first order term temperature signal x 1 in the equation (1) with X 1, and to replace the first order term of the to be calibrated sensor output (that is, the pressure value) of the equation 1 x 2 with X 2, 2 power term in the equation (1) Replace the variable part of, that is, the square of the output value (pressure value) of calibration (x 2 ) 2 with X 3 , and the variable part of the third term in Equation 1, that is, the cube of the output value (pressure value) of calibration. Substitute (x 2 ) 3 with X 4 . Further, the calibrated sensor output value (pressure value) u (x 1 , x 2 ) is set to U, and the reference sensor pressure value is set to Y. In this case, X kn represents a variable part of a certain term, that is, any of X1 to X4, in the estimation formula of Equation 1 obtained from the nth collected data. In other words, k is distinguished from the X 1, X 2, X 3 , X 4 represents the bottom of the subscript, that is, X 1, X 2, X 3 , X 4. n represents the nth collected data. In other words, the number of output values to be calibrated is n.

첫번째 수집된 데이터에서 구하여진 교정된 피교정센서 출력값의 추정식(즉, 수학식 1)은,The estimated equation (ie, equation 1) of the calibrated sensor output value obtained from the first collected data is

U1 = β0 + β1X11 + β2X21 + β3X31 + β4X41 이고, 두번째 수집된 데이터에서 구하여진 추정식은,U 1 = β 0 + β 1 X 11 + β 2 X 21 + β 3 X 31 + β 4 X 41 , and the second equation obtained from the collected data is

U2 = β0 + β1X12 + β2X22 + β3X32 + β4X42 이고, n번째 수집된 데이터에서 구하여진 추정식은U 2 = β 0 + β 1 X 12 + β 2 X 22 + β 3 X 32 + β 4 X 42 , and the estimation equation obtained from the nth collected data is

Un = β0 + β1X1n + β2X2n + β3X3n + β4X4n 이 된다. U n = β 0 + β 1 X 1n + β 2 X 2n + β 3 X 3n + β 4 X 4n .

이를 행렬로 정리하면, 수학식 2와 같다.If this is arranged into a matrix, it is expressed as Equation 2.

Figure 112017015007522-pat00005
Figure 112017015007522-pat00005

u = Xβ로 표현가능하다.u can be expressed as Xβ.

다음은 최소자승법에 의하여 회귀계수를 추정한다. Sr을 잔차 제곱들의 합이라 한다면 수학식 3과 같은 식으로 나타낼 수 있다. Next, the regression coefficient is estimated by the least-squares method. If S r is the sum of the residual squares, it can be expressed as Equation (3).

Figure 112017015007522-pat00006
Figure 112017015007522-pat00006

단, N은 설정된 데이터의 개수, 즉, 설정된 피교정센서 출력값 수이다N is the number of data set, that is, the number of output values to be calibrated.

수학식 3은, 수학식 2의 행렬식 조작을 통하여Equation 3 is obtained by operating the determinant of Equation 2.

Figure 112017015007522-pat00007
Figure 112017015007522-pat00007

이 되고, Sr을 회귀식의 계수인 β에 대해 편미분하고 이를 0으로 하는 연립방적식을 풀면 된다. 즉, 수학식 4을 풀면 된다.Then, the partial differential derivative of Sr with respect to β, which is the coefficient of the regression equation, is solved. That is, Equation 4 can be solved.

Figure 112017015007522-pat00008
Figure 112017015007522-pat00008

이 식에서 계수들의 행렬인 β를 구할 수 있다. In this equation, β can be found.

Figure 112017015007522-pat00009
Figure 112017015007522-pat00009

이 과정을 통해 회귀식이 도출되며, 이렇게 구하여진 회귀식이 온도와 압력에 따른 교정식(즉, 교정된 피교정센서 출력값 추정식)이다.Through this process, a regression equation is derived. The regression equation thus obtained is a calibration equation based on temperature and pressure (that is, an estimated calibration sensor output value).

다음은, 압력에 따른 교정식을 구하는 방식을 설명한다. 피교정센서 출력신호(출력값)를 x 라하고, 이를 교정한 피교정센서 출력신호(이하 교정된 피교정센서 출력신호라 함)의 추정식을 u(x)라 하고, u(x)를 3차 다항식으로 나타내면, u(x)=a+bx+cx2+dx3 로 나타낼 수 있다. 여기서, a, b, c, d는 계수로 실수이다. 여기서, u(x)=a+bx+cx2+dx3 로 나타낸 추정식을 제2추정식이라 할 수 있다.Next, a method of obtaining a calibration equation according to pressure will be described. The output signal (output value) to be calibrated is x, the estimation equation of the calibrated sensor output signal (hereinafter referred to as calibrated sensor output signal) is u (x), and u (x) is 3 In the difference polynomial, u (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 . Where a, b, c, and d are real as coefficients. Where u (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 The estimation equation represented by may be referred to as a second estimation equation.

기준센서의 출력값을 fi라 하면, 측정된 데이터와 추정식(3차다항식)의 차이를 잔차, 즉, (fi-u(x)) 라고 하며, 수학식 5와 같이, 최소제곱법을 적용하여, 이 잔차의 제곱의 합이 최소가 되도록 추정식의 계수 a,b,c,d 값을 구한다. 즉, 수학식 5가 최소가 되는 u(x)를 찾으며, 결과적으로 이때의 추정식의 계수 a, b, c, d 값 구하게 된다. When the output value of the reference sensor is fi, the difference between the measured data and the estimated equation (third polynomial) is called a residual, that is, (fi-u (x)), and as shown in Equation 5, the least square method is applied. The coefficients a, b, c, and d of the estimation equation are calculated so that the sum of squares of the residuals is minimized. That is, u (x) where Equation 5 is minimized is found, and as a result, coefficients a, b, c, and d of the estimated equation are obtained.

Figure 112017015007522-pat00010
Figure 112017015007522-pat00010

(단, N은 데이터 갯수를 나타낸다.)(Where N represents the number of data)

이렇게 구하여진 a, b, c, d 값을 포함하는 u(x)=a+bx+cx2+dx3 의 추정식을, 교정식으로 한다. An estimation equation of u (x) = a + bx + cx 2 + dx 3 including the a, b, c, and d values thus obtained is taken as a calibration equation.

계수 a, b, c, d를 구하는 과정에서의 원리는 각 계수의 편미분이 모두 0이되는 식을 계산하여, 그 연립방정식의 해룰 구하는 것을 기반으로 한다. 왜냐하면 최소점은 결국 극점이 되고 극점에서 기울기는 0이 되기 때문이다. 즉, 잔차들의 합을 Sr이라 한다면 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.The principle in the process of finding the coefficients a, b, c, and d is based on finding the solution of the system of equations by calculating an equation where all partial derivatives of each coefficient are zero. Because the minimum is eventually the pole and the slope at the pole is zero. That is, if the sum of the residuals is Sr, it may be expressed as Equation 6.

Figure 112017015007522-pat00011
Figure 112017015007522-pat00011

여기서, Sr을 최소로 만드는 a,b,c,d를 결정하기 위해서 수학식 5의 방적식을 각 계수(a,b,c,d)에 관하여 편미분하고 0으로 놓는다. 이는 최소점은 극점에서 형성되고 극점에서는 기울기가 0이되기 때문에 편미분한 값이 0이 되어야 한다.   Here, in order to determine a, b, c, and d, which minimizes Sr, the spin equation of Equation 5 is partially differentiated with respect to each coefficient (a, b, c, d) and set to zero. This is because the minimum is formed at the pole and the slope is zero at the pole, so the partial derivative must be zero.

이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.This is expressed as a formula as follows.

Figure 112017015007522-pat00012
Figure 112017015007522-pat00012

위와 같이 4개의 방정식으로 표현할 수 있다. 4개의 식과 4개의 미지수(a,b,c,d)가 있는 상황이므로 연립방정식을 풀면 계수 a,b,c,d를 구한다.It can be expressed as four equations as above. Since there are four equations and four unknowns (a, b, c, d), solving the system of equations yields the coefficients a, b, c, d.

한편 이를 행렬식으로 나타내되, 기준센서의 출력값을 y라 하면, 다음과 같이 표현 가능하다. Meanwhile, this is expressed as a determinant, and if the output value of the reference sensor is y, it can be expressed as follows.

Figure 112017015007522-pat00013
Figure 112017015007522-pat00013

만약 40개의 데이터를 사용하였다면 N=40일 것이고 40개 지점에 대해 피교정 데이터 x값들이 계산되어 위 행렬식에 대입된다. 위 연립방정식을 계산하여 a,b,c,d를 구한다.If 40 data were used, N = 40, and the data to be calibrated for 40 points were calculated and substituted into the determinant. Calculate the system of equations above to find a, b, c, d.

여기서, 키입력부(230)를 통해 신호검출 모드를 설정하고, 상기 신호 검출모드에 따라 소정 시간내에 검출하는 데이터수가 설정될 수 있다. 이 데이터 수는 교정식을 생성하기 까지 걸리는 시간과 정확도에 영향을 미친다. 즉, 샘플데이터가 많을수록 정확도가 높아지지만 데이터를 획득하는 과정과 연산을 수행하는데 더 많은 시간이 소요되므로 교정시간이 길어지는 단점이 있다.Here, the signal detection mode may be set through the key input unit 230, and the number of data to be detected within a predetermined time may be set according to the signal detection mode. This number of data affects the time and accuracy it takes to generate a calibration. In other words, the more the sample data, the higher the accuracy, but the longer the calibration time is required because the more time is required to perform the data acquisition process and the operation.

메모리부(210)은 연산처리부(200)로부터 수신된 온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식을 저장하고, 또한 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 출력신호, 온도신호를 저장한다.The memory unit 210 stores the calibration equation according to the temperature and pressure or the calibration equation based on the pressure received from the calculation processing unit 200, and also stores the calibration pressure sensor output signal, the reference pressure sensor output signal, and the temperature signal. .

디스플레이부(220)는, 연산처리부(200)로부터 수신된 온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식을 출력하고, 또한 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 출력신호, 온도신호를 디스풀레이한다. 즉, 디스플레이부(220)는 현재 교정진행상황 및 교정결과 등을 표시한다.The display unit 220 outputs a calibration equation according to temperature and pressure or a calibration equation based on pressure received from the calculation processing unit 200, and also displays a pressure sensor output signal to be calibrated, a reference pressure sensor output signal, and a temperature signal. Be pulled. That is, the display 220 displays the current calibration progress status and the calibration results.

키입력부(230)는 개시/종료 스위치(미도시)이외에, 교정 시간 단축을 위하여 데이터 획득 포인트 개수 선택하도록 하는 다수개의 측정모드를 구비한다. In addition to the start / end switch (not shown), the key input unit 230 includes a plurality of measurement modes for selecting the number of data acquisition points to shorten the calibration time.

예를들어, 제1측정모드(Fast Mode)는, 소요시간 20분 내외로, 챔버내 압력을 달리하면서, 피교정압력센서의 출력값, 기준압력센서 출력값을 각각 50개를 검출하게 할 수 있다. 즉, 이는 압력을 변경하는 횟수를 50번으로 하여, 검출한 것이다. 경우에 따라서, 챔버내 온도별로 챔버내 압력을 달리하면서 신호를 검출하는 경우에는, 온도의 변경 수에 따라서 시간은 더 늘어나고, 데이터 개수도 더 늘어날 수 있다.For example, the first measurement mode (Fast Mode) can detect 50 output values of the pressure sensor to be calibrated and 50 output values of the reference pressure sensor while varying the pressure in the chamber within 20 minutes of the required time. That is, this is detected by making the number of times of changing the pressure 50 times. In some cases, when detecting a signal while varying the pressure in the chamber for each temperature in the chamber, the time may be increased according to the number of changes of the temperature, and the number of data may be further increased.

제2측정모드(Normal Mode)는, 소요시간 30분 내외로, 챔버내 압력을 달리하면서, 피교정압력센서의 출력값, 기준압력센서 출력값을 각각 70개를 검출하게 할 수 있다. (즉, 이는 압력을 변경하는 횟수를 70번으로 하여, 검출한 것이다.)The second measurement mode (Normal Mode) can detect 70 output values of the pressure sensor to be calibrated and 70 output values of the reference pressure sensor while varying the pressure in the chamber within 30 minutes of the required time. (I.e., it is detected by changing the pressure to 70 times.)

제3측정모드(Accurate Mode)는, 소요시간 40분 내외로, 챔버내 압력을 달리하면서, 피교정압력센서의 출력값, 기준압력센서 출력값을 각각 90개를 검출하게 할 수 있다. (즉, 이는 압력을 변경하는 횟수를 90번으로 하여, 검출한 것이다.)In the third measurement mode (Accurate Mode), it is possible to detect 90 output values of the pressure sensor to be calibrated and reference output values of the reference pressure sensor while varying the pressure in the chamber within 40 minutes of the required time. (I.e., it is detected by changing the pressure to 90 times.)

이는 회귀식을 만들어줄 샘플데이터 획득 수를 줄이면 교정시간은 단축되는 효과가 있으나 교정 정확도가 다소 감소하는 단점이 있다. 예를들어, 정밀한 압력값이 필요하지 않는 제품을 양산할 때, 교정 모드의 선택에 따라 교정시간을 줄일 수 있다면 생산효율이 증가 될 것이다.This reduces the calibration time by reducing the number of sample data acquisitions that will make the regression equation, but has the disadvantage that the calibration accuracy is somewhat reduced. For example, when producing a product that does not require precise pressure values, production efficiency will increase if the calibration time can be reduced by selecting the calibration mode.

표 1은 제3모드(Accurate Mode)의 출력값을 1로 기준으로 했을 때, 다른 모드에서 평균 출력값을 설명하기 위한 표이다. Table 1 is a table for describing an average output value in another mode when the output value of the third mode (Accurate Mode) is 1 as a reference.

모드 종류Mode type 상대적 정확도Relative accuracy Fast ModeFast mode 0.940.94 Normal ModeNormal Mode 0.980.98 Accurate Mode Accurate Mode 1One

예를 들어 제3모드(Accurate Mode)로 교정하여 나온 피교정 센서의 값이 100 torr 라고 한다면 제2모드(rmal Mode)로 교정했을 때 평균 98mmHg, 제1모드(Fast Mode)로 하였을 때는 94mmHg로 교정됨을 의미한다. For example, if the value of the sensor to be calibrated in the Accurate mode is 100 torr, the average value is 98mmHg when calibrating in the rmal mode and 94mmHg when the mode is set to the first mode. Means corrected.

프린터부(250)는 연산처리부(200)로부터 수신된 온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식을 출력하고, 또한 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 출력신호, 온도신호를 디스풀레이한다. 프린터부(250)는 감열 프린터로 이루어질 수 있다. 프린터부(250)를 통해 교정결과등을 간단하게 볼 수 있다.The printer unit 250 outputs a calibration formula according to the temperature and pressure or a calibration formula according to the pressure received from the calculation processing unit 200, and also despools the pressure sensor output signal, the reference pressure sensor output signal, and the temperature signal to be calibrated. Ray. The printer unit 250 may be a thermal printer. Through the printer 250, the calibration results can be viewed simply.

도 3은 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법의 일예를 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an example of a driving method of the pressure sensor calibration management system of the present invention.

도 3에서는 측정(교정)초기에 측정모드를 설정하고, 온도와 압력을 변화하면서, 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 수신하여 교정식을 구한다.In Fig. 3, the measurement mode is set at the beginning of the measurement (calibration), and the calibration equation is obtained by receiving the reference pressure sensor output signal, the calibrated pressure sensor output signal, and the temperature signal while changing the temperature and the pressure.

초기화단계로, 사용자가 키입력부(230)를 통해 챔버내 측정모드를 선택하면, 연산처리부(200)는, 키입력부(230)로부터 측정모드신호를 수신하며, 이에 따라, 측정모드에 따라 압력변경 횟수, 즉 피교정 압력센서 출력신호, 기준압력센서 각각이 검출할 데이터수, 즉 설정 데이터수(A)가 설정되어 있으므로, 데이터수 카운터(미도시)를 초기화 한다(S110). 경우에 따라서, 여기서, 변경되는 최대온도를 설정할 수 있다. 여기서, 데이터수 카운터를 클리어 하거나, 1 또는 2 등의 초기값으로 세트할 수 있다.In the initialization step, when the user selects the measurement mode in the chamber through the key input unit 230, the calculation processing unit 200 receives the measurement mode signal from the key input unit 230, accordingly, the pressure change according to the measurement mode Since the number of times, that is, the number of data to be detected by each of the pressure sensor output signal to be calibrated and the reference pressure sensor, that is, the number of setting data A is set, the data number counter (not shown) is initialized (S110). In some cases, the maximum temperature to be changed can be set here. Here, the data number counter can be cleared or set to an initial value such as 1 or 2.

히터 구동단계로, 연산처리부(200)는 챔버내 온도제어신호를 생성하여 히터제어부(180)로 전송하며, 이에 따라 히터(80)가 구동된다(S120). In the heater driving step, the operation processing unit 200 generates a temperature control signal in the chamber and transmits it to the heater control unit 180, whereby the heater 80 is driven (S120).

진공펌프 구동단계로, 연산처리부(200)는 챔버내를 진공으로 하는 압력제어신호를 압력제어부(160)로 전송하고, 압력제어부(160)는 제1밸브(51)를 열게 하는 제1밸브 제어신호를 생성하여 밸브 구동부(130)로 전송하고, 밸브 구동부(130)는 제1밸브 제어신호에 따라 제1밸브(51)를 열도록 구동시키고, 또한, 압력제어부(160)는 진공펌프 제어신호를 생성하여 펌프 구동부(150)로 전송하고, 펌프 구동부(150)는 진공펌프 제어신호에 따라 진공펌프(60)를 소정 시간동안(예를들어 1초간) 구동시킨다(S130).In the vacuum pump driving step, the arithmetic processing unit 200 transmits a pressure control signal for vacuuming the inside of the chamber to the pressure control unit 160, and the pressure control unit 160 controls the first valve to open the first valve 51. A signal is generated and transmitted to the valve driver 130, and the valve driver 130 is driven to open the first valve 51 according to the first valve control signal, and the pressure controller 160 is a vacuum pump control signal. To generate and transmit to the pump driving unit 150, the pump driving unit 150 drives the vacuum pump 60 for a predetermined time (for example, 1 second) according to the vacuum pump control signal (S130).

제1 신호검출 단계로, 기준 압력센서(20), 피교정 압력센서(10), 온도센서(30)로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부(200)가 수신한다(S140).In the first signal detection step, the reference pressure sensor 20, the calibrated pressure sensor 10, and the reference pressure sensor output signal, the calibrated pressure sensor output signal, and the temperature signal detected by the temperature sensor 30 are calculated and processed by the processor 200. ) Is received (S140).

즉, 초기화단계에서 개시 스위치에 의해 동작이 시작된 후, 히터 구동단계에서 히터를 동작시켜 챔버내 온도를 상승시키고, 진공펌프 구동단계에서 진공펌프를 1초간 동작하여 압력을 점차 하강시키며 측정(교정) 데이터들을 획득한다. 이 때 획득되는 측정 데이터는 기준압력센서 출력값(즉, 기준 압력 값)), 피교정 압력센서 출력값(즉, 피교정 센서 압력 값), 온도 값이다. 즉, 기준압력센서 출력값은 Yi=Y1,Y2,…Yn이고, 피교정 압력센서 출력값(즉, 피교정 센서 압력 값)은 X2i=X21,X22,…X2n이고, 피교정 압력센서 출력값의 제곱(피교정센서 압력 제곱값)은 X3i=X31,X32,…X3n이고, 피교정 압력센서 출력값의 세제곱(피교정센서 압력 세제곱값)은 X4i=X41,X42,…X4n이거, 온도 값은 X1i=X11,X12,…X1n이다. 또한 n은 측정(교정) 모드에 따라 설정된 값, 즉, 50, 70, 90 등 중 하나를 가지며, 이는 제2 신호검출 단계를 거치면서 데이터 개수가 n에 다다르게 된다.That is, after the operation is started by the start switch in the initialization step, the heater is operated in the heater driving step to increase the temperature in the chamber, and in the vacuum pump driving step, the vacuum pump is operated for 1 second to gradually decrease the pressure and measure (calibrate). Acquire data. The measurement data obtained at this time is a reference pressure sensor output value (ie, reference pressure value), a calibrated pressure sensor output value (ie, calibration sensor pressure value), and a temperature value. That is, the reference pressure sensor output values are Y i = Y 1 , Y 2 ,. Y n and the calibrated pressure sensor output (i.e. the calibrated sensor pressure value) is X 2i = X 21 , X 22 ,. X 2n, and the square of the pressure sensor output (calibration pressure of the sensor to be calibrated) is X 3i = X 31 , X 32 ,. X 3n, and the cube of the pressure sensor output (calibrated sensor pressure cube) is X 4i = X 41 , X 42 ,. X 4n This temperature is X 1i = X 11 , X 12 ,. X 1n . In addition, n has one of the values set according to the measurement (calibration) mode, that is, 50, 70, 90, and so on, and the number of data reaches n through the second signal detection step.

진공여부 판단단계로, 연산처리부(200)는 제1 신호검출 단계에서 수신된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호로부터 챔버내 압력이 1 torr 미만인지 여부를 판단하고, 챔버내 압력이 1 torr 미만이 아니라면, 데이터수 카운터(미도시)를 하나 증가시키고, 진공펌프 구동단계(130)로 되돌아 간다(S150, S155). 일반적으로 진공은 0 torr이나, 여기서는 피교정 압력센서 출력신호로부터 챔버내 압력이 1 torr 미만이면, 진공상태로 인식한다. 경우에 따라서, 여기서, 챔버내 온도가 기설정된 최대온도와 같거나 클 경우 히터구동을 종료할 수 있다.In the vacuum determination step, the calculation processing unit 200 determines whether the pressure in the chamber is less than 1 torr from the reference pressure sensor output signal and the calibration pressure sensor output signal received in the first signal detection step, and the pressure in the chamber If it is not less than 1 torr, the data number counter (not shown) is increased by one, and the flow returns to the vacuum pump driving step 130 (S150 and S155). Generally, the vacuum is 0 torr, but if the pressure in the chamber is less than 1 torr from the pressure sensor output signal to be calibrated, it is recognized as a vacuum state. In some cases, the heater driving may be terminated when the temperature in the chamber is equal to or greater than the preset maximum temperature.

진공펌프 구동종료단계로, 진공여부 판단단계에서 챔버내 압력이 1 torr보다 작으면, 진공상태이므로 진공펌프(70)의 구동을 종료하며, 또한, 히터(80)의 구동을 종료한다(S160).In the vacuum pump driving end step, if the pressure in the chamber in the vacuum determination step is less than 1 torr, the driving of the vacuum pump 70 is terminated because of the vacuum state, and the driving of the heater 80 is terminated (S160). .

히터 구동단계로부터 진공펌프 구동종료단계까지는, 기압(압력)이 점차 내려가면서, 또한 히터 구동을 계속하므로, 점차 온도는 올라가는 상태로 변화하는 동안에, 제1 신호검출 단계에서 측정하게 된다. 또한, 진공펌프 구동종료단계에서는 챔버 내가 진공이 되면 히터는 꺼지게 되면서 자연스럽게 온도는 하강하게 된다. 따라서, 진공펌프 구동종료단계 이후는 온도는 내려가면서, 기압(압력)은 올라가는 상태에서 신호를 측정하게 된다.From the heater driving step to the vacuum pump driving end step, the air pressure (pressure) is gradually lowered and the heater driving is continued, so that the temperature is measured in the first signal detection step while the temperature is gradually increased. In addition, in the vacuum pump driving termination step, when the inside of the chamber becomes a vacuum, the heater is turned off and the temperature naturally decreases. Therefore, after the end of the vacuum pump driving step, while the temperature is lowered, the air pressure (pressure) is raised to measure the signal.

가압단계로, 초기화단계로에서 수신된 측정모드신호에 따라 압력변경 횟수가 정해지며, 이에 따라 단계별로 가압을 행하게 되는 데, 연산처리부(200)는 챔버내 압력을 소정치만큼 가압하기 위한 압력제어신호를 생성하여 압력제어부(160)로 전송하며, 압력제어부(160)는 이로부터 제2밸브 구동신호를 생성하여 밸브 구동부(130)로 전송하며, 밸브 구동부(130)는 이에따라 제2밸브(52)를 열도록 구동시켜, 결과적으로 챔버내의 압력을 가압한다. 즉, 챔버내 압력을 소정치 가압하기 위해서, 제2밸브(52)를 소정시간(예를들어 0.5초단위로 제2밸브(52)를 열게 함) 열게 한다. 예를들어, 가압단계에서, 1회 압력을 올리도록 변경할 때마다, 제2밸브(52)를 0.5초 열도록 할 수 있다.In the pressurization step, the number of pressure changes is determined according to the measurement mode signal received in the initialization step, and accordingly, the pressurization is performed step by step. The operation processor 200 controls the pressure to pressurize the pressure in the chamber by a predetermined value. A signal is generated and transmitted to the pressure control unit 160, and the pressure control unit 160 generates a second valve driving signal therefrom and transmits the signal to the valve driving unit 130, and the valve driving unit 130 accordingly generates the second valve 52. ) To open, consequently pressurizing the pressure in the chamber. In other words, in order to pressurize the pressure in the chamber to a predetermined value, the second valve 52 is opened for a predetermined time (for example, to open the second valve 52 in units of 0.5 seconds). For example, in the pressurizing step, the second valve 52 may be opened for 0.5 seconds each time the pressure is changed to increase once.

제2 신호검출 단계로, 가압단계에서, 챔버(70) 내 압력이 소정치만큼 변경되면, 기준 압력센서(20), 피교정 압력센서(10), 온도센서(30)로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부(200)가 수신한다(S160). 제2 신호검출 단계는, 제1 신호검출 단계와 같이 신호를 검출한다. 즉, 여기서도, 기준압력센서 출력값은 Yi=Y1,Y2,…Yn이고, 피교정 압력센서 출력값(즉, 피교정 센서 압력 값)은 X2i=X21,X22,…X2n이고, 피교정 압력센서 출력값의 제곱(피교정센서 압력 제곱값)은 X3i=X31,X32,…X3n이고, 피교정 압력센서 출력값의 세제곱(피교정센서 압력 세제곱값)은 X4i=X41,X42,…X4n이거, 온도 값은 X1i=X11,X12,…X1n이다. In the second signal detecting step, when the pressure in the chamber 70 is changed by a predetermined value in the pressing step, the reference pressure sensor detected from the reference pressure sensor 20, the pressure to be calibrated 10, and the temperature sensor 30. The operation processor 200 receives the output signal, the pressure sensor output signal to be calibrated, and the temperature signal (S160). The second signal detection step detects a signal like the first signal detection step. That is, here, too, the reference pressure sensor output values are Y i = Y 1 , Y 2 ,. Y n and the calibrated pressure sensor output (i.e. the calibrated sensor pressure value) is X 2i = X 21 , X 22 ,. X 2n, and the square of the pressure sensor output (calibration pressure of the sensor to be calibrated) is X 3i = X 31 , X 32 ,. X 3n, and the cube of the pressure sensor output (calibrated sensor pressure cube) is X 4i = X 41 , X 42 ,. X 4n This temperature is X 1i = X 11 , X 12 ,. X 1n .

검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계(즉, 신호검출 종료여부 판단단계)로, 초기화 단계에서 설정된 측정모드에 따라, 정해진 피교정 압력센서 출력신호와 기준압력센서 각각이 검출하도록 설정된 데이터수, 즉, 설정 데이터수(A)와, 현재까지 검출된 데이터수(피교정 압력센서(10)의 출력값수), 즉, 검출 데이터수(즉, 데이터 카운터의 값)를 연산처리부(200)이 비교하여, 설정 데이터수(A)보다 검출 데이터수가, 크거나 같지 않다면(S190), 데이터수 카운터를 하나 증가시키고(S195), 가압단계로 되돌아간다.In the step of comparing the detected data number with the set data number (that is, determining whether the signal detection is completed or not), the number of data set to be detected by each of the predetermined pressure sensor output signal and the reference pressure sensor according to the measurement mode set in the initialization step, That is, the calculation processing unit 200 compares the set data number A with the number of data detected so far (the number of output values of the calibration pressure sensor 10), that is, the number of detected data (that is, the value of the data counter). If the detected data number is not greater than or equal to the set data number A (S190), the data number counter is increased by one (S195), and the pressure returns to the pressing step.

여기서, 데이터수 카운터에는 제1 신호검출 단계와 제2 신호검출 단계를 거쳐 얻어진 데이터 개수 값이 들어 있다. 설정 데이터수는 측정(교정) 모드에 따라 설정된 값으로, 50, 70, 90 중 하나이다.Here, the data count counter contains a data count value obtained through the first signal detection step and the second signal detection step. The number of setting data is a value set according to the measurement (calibration) mode, which is one of 50, 70, and 90.

가압단계로부터, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계까지는, 히터는 꺼진 상태로서 온도는 점차 내려가면서, 기압(압력)은 올라가는 상태로 변화하면서 신호를 측정한다. 이때 제2밸브를 조작하여 챔버 내 압력을 조금씩 올리면서 측정데이터를 획득한다. From the pressurizing step to the comparison step between the detected data number and the set data number, the heater is turned off and the temperature is gradually decreased while the air pressure (pressure) is changed to the rising state, and the signal is measured. At this time, by operating the second valve to gradually increase the pressure in the chamber to obtain the measurement data.

다중회귀 분석단계로, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계에서, 설정 데이터수(A)보다 검출된 데이터수가 크거나 같다면, 검출해야할 데이터를 전부 검출한 것이므로, 이들 검출데이터 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 이용하여 회귀분석을 행하여 교정식, 즉, 교정된 피교정 압력센서의 출력값을 추정하는 식을 검출한다(S210). 교정식은 온도와 압력에 따른 교정식 또는 압력에 따른 교정식이다.In the multiple regression analysis step, when the number of detected data is greater than or equal to the set data number A in the comparing step between the detected data number and the set data number, all the data to be detected are detected. A regression analysis is performed using the signal, the pressure sensor output signal, and the temperature signal to detect a calibration equation, that is, an equation for estimating the output value of the calibrated pressure sensor (S210). The calibration equation is a calibration equation for temperature and pressure or a calibration equation for pressure.

즉, 연산처리부는 상기 교정식(회귀식)을 수학식 1의 3차 다항식으로 나타내면, u(x1,x2) = β0 + β1x1 + β2x2 + β3(x2)2 + β4(x2)3 이다. 단 이때, 신호를 검출할 당시의 챔버내 온도를 x1 이라고 하고, 피교정센서 출력신호(압력값)를 x2 라하고, 교정된 피교정센서 출력신호의 추정값을 u(x1,x2)라 한다. 수학식 1의 각 항의 변수부를 X1 내지 X4로 치환하여, 첫번째 수집된 데이터에서의 교정식(회귀식) 부터 n번째 수집된 데이터에서의 교정식(회귀식)을 구하여 이들을 행렬로 나타내면 수학식 2와 같이 되고, 수학식 2와, 행렬로 나타낸 기준 압력센서의 출력값(Y)을 최소자승법에 따라 나타내면 수학식 3과 같으며, 수학식 3이 최소가 되는 회귀계수를 추정한다. 수학식 3은 최소자승법으로 나타낸 것으로 잔차 제곱(Sr)들의 합이며, 수학식 3의 최소값일 때의 회귀식의 계수인 β를 구하기 위해, 수학식 4와 같이, Sr을 회귀식의 계수인 β에 대해 편미분하고 이를 0으로 하는 연립방적식을 푼다. 즉, 수학식 4을 풀어서, β를 구하게 된다. That is, when the calculation unit expresses the correction equation (regression equation) as a third-order polynomial of Equation 1, u (x 1 , x 2 ) = β 0 + β 1 x 1 + β 2 x 2 + β 3 (x 2 ) 2 + β 4 (x 2 ) 3 . At this time, the temperature in the chamber at the time of detecting the signal is x 1 , the sensor output signal (pressure value) is x 2 , and the estimated value of the calibrated sensor output signal is u (x 1 , x 2). Is called. Substituting the variable part of each term of Equation 1 into X 1 to X 4 to obtain a correction equation (regression equation) from the first collected data to the correction equation (regression equation) from the nth collected data, and expressing them as a matrix Equation 2, the output value (Y) of the reference pressure sensor represented by the equation 2 and the matrix according to the least square method is the same as the equation (3), the equation 3 is estimated to the minimum regression coefficient. Equation 3 is the least squares method, and is the sum of residual squares (Sr), and Sr is the coefficient of the regression equation to obtain β, which is a coefficient of regression equation when the minimum value of Equation 3 is obtained. Differentiate for and solve the system of zeros. In other words, β is solved by solving equation (4).

교정식 출력단계로, 다중회귀 분석단계에서 구하여진 계수들(β)을 적용한 수학식 1을, 교정식으로 저장하고, 출력한다. 이때, 수치적으로 또는 그래프적으로 출력할 수 있다. In the calibration output step, Equation 1 to which the coefficients β obtained in the multiple regression analysis step is applied is stored as a calibration equation and output. At this time, it can output numerically or graphically.

도 4는 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템의 일예이다.4 is an example of the pressure sensor calibration management system of the present invention.

하우징부(11)에 챔버(70), 압력센서 교정신호 검출부(100), 진공펌프(60) 등이 수납되어 있다. 경우에 따라서, 측정시, 압력센서 교정신호 검출부(100)를 하우징부(11) 로부터 꺼내어 사용할 수도 있다. 피교정 압력센서(10)는 챔버(70)에 직접 장착된다. 기준 압력센서(20)는 챔버(70)에 직접 장착되거나, 그 센싱부만 챔버(70)에 장착되고, 기준 압력센서(20)의 몸체와 상기 센싱부는 전선으로 연결될 수 있다. The chamber 70, the pressure sensor calibration signal detection unit 100, the vacuum pump 60, and the like are housed in the housing unit 11. In some cases, the pressure sensor calibration signal detection unit 100 may be taken out of the housing unit 11 during measurement. The pressure sensor 10 to be calibrated is directly mounted to the chamber 70. The reference pressure sensor 20 may be directly mounted to the chamber 70, or only the sensing unit may be mounted to the chamber 70, and the body of the reference pressure sensor 20 and the sensing unit may be connected by wires.

도 5은 도 4의 압력센서 교정신호 검출부의 일 예이다.5 is an example of the pressure sensor calibration signal detector of FIG. 4.

도 5의 압력센서 교정신호 검출부(100)에는, 압력제어부(160), 메인보드(201), 디스플레이부(220), 키입력부(230), 커넥터부(260), 프린터부(250), 전원스위치(235) 등을 포함한다. 메인보드(201)는 연산처리부(200), 신호전처리부(110), 신호수집부(120) 등을 포함하며, 커넥터부(260)는 펌프 전원 커넥터, 센서 연결 커넥터 등등 외부 제어할 장치들과의 연결하기 위한 커넥터들이고, 전원스위치(235)는 시스템 ON/OFF 전원스위치이다.The pressure sensor calibration signal detection unit 100 of FIG. 5 includes a pressure control unit 160, a main board 201, a display unit 220, a key input unit 230, a connector unit 260, a printer unit 250, and a power supply. Switch 235 and the like. The main board 201 includes an arithmetic processing unit 200, a signal preprocessing unit 110, a signal collecting unit 120, and the like. The connector unit 260 includes a pump power connector, a sensor connection connector, and other devices to be externally controlled. Connectors for connecting the power switch 235 is a system ON / OFF power switch.

압력 교정시 온도를 일정하게 유지한 상황에서 압력 데이터를 획득하고 교정 데이터로 사용하는 경우, 예를 들어 챔버내 온도가 25℃일 때, 온도보정이 되지 않는 압력교정알고리즘으로, 교정된 센서를 60℃인 상황에서 사용하게 될 경우, 온도에 따른 압력값이 보정되지 않아 정확성이 많이 떨어진다. 온도 보정을 할 경우에는 커브피팅을 적용한 알고리즘을 사용할 경우, 다중회귀분석에 기반을 두게 된다. 따라서, 본 발명에서는 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 다중회귀분석을 통해 교정식을 도출한다.When pressure data is acquired and used as calibration data when the temperature is kept constant during pressure calibration, for example, when the temperature in the chamber is 25 ° C, the pressure calibration algorithm does not perform temperature compensation. When used in the case of ℃ ℃, the pressure value according to the temperature is not corrected much accuracy is lowered. In the case of temperature correction, the curve fitting algorithm is based on multiple regression analysis. Therefore, the present invention derives the calibration equation through multiple regression analysis using Equations 1 to 4.

즉, 온도 또한 압력센서의 출력에 영향을 미치기 때문에, 본 발명에서는 온도와 압력을 가변하면서 피교정센서 출력값(압력값), 기준 압력센서 출력값, 온도신호를 검출하여 이들을 이용하여 교정식을 도출하는 데, 이에 대해 부연 설명하면 다음과 같다.That is, since the temperature also affects the output of the pressure sensor, the present invention detects a calibration sensor output value (pressure value), a reference pressure sensor output value, and a temperature signal while varying the temperature and pressure, and uses them to derive a calibration equation. Descriptive explanations are as follows.

우선, 챔버(70)의 폐공간내 어떠한 공기의 유입이 발생하지 않는다고 가정한다. 즉, 진공펌프를 가동한다거나 솔레노이드밸브를 열어 공기의 유입을 발생시키는 일이 없는 것이다. 그러면 이상기체상태 방정식 PV = nRT 에서 폐공간의 부피가 변화하는 일이 없으므로 V는 일정하고, 다른 공기의 유입이 없으므로 nR이 일정하므로 P∝T가 되는 선형적인 관계를 가진다. 그러므로 이 상태에서 챔버에 부착된 히터를 통해 챔버 내 온도가 증가시키면 압력이 증가한다. 이론상으로는 이상기체상태 방정식에 따라 온도와 압력은 선형적인 관계를 나타내야 하지만 현실상 압력센서의 성능 문제로 정확하게 선형적인 관계를 보이지 않는다. 따라서 피교정센서의 교정값은 2가지 독립변수에 의해서 영향을 받는다. 즉, 현재 온도와 현재 피교정센서의 압력값에 영향을 받는다. First, it is assumed that no inflow of air occurs in the closed space of the chamber 70. In other words, the vacuum pump is not operated or the solenoid valve is opened to generate air inflow. Then, in the ideal gas state equation PV = nRT, V is constant because the volume of the closed space does not change, and since there is no inflow of other air, nR is constant, so P∝T is linear. Therefore, in this state, as the temperature in the chamber increases through the heater attached to the chamber, the pressure increases. In theory, according to the ideal gas equation, temperature and pressure should have a linear relationship, but in reality, the pressure sensor's performance is not exactly linear. Therefore, the calibration value of the calibrated sensor is influenced by two independent variables. That is, it is affected by the current temperature and the pressure value of the current calibrated sensor.

본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템은 휴대용으로 사용 가능하며, 기준 압력 센서, 압력 제어부, 신호 획득 보드, 메인 보드 및 디스플레이부를 포함하며, 이동이 용이하도록 하나의 키트형태로 이루어지며, 외부 센서 및 압력 제어 인터페이스를 위한 입출력 포트를 구비하며, 챔버나 배관 설비내 압력을 제어하기 위해 진공펌프나 솔레노이드밸브를 제어하기 위해 압력제어부를 구비하며 원하는 설정압력으로 세팅하기 위해 사용되어진다. 신호 획득 보드(미도시)는 신호전처리부(110), 신호수집부(120)를 포함하는 부분으로, 피교정 압력센서와 기준 압력센서에서 측정된 압력값을 디지털 값으로 변환하여 받아들이며 메인보드에 그 값을 전달한다. 메인보드는 각종 부가 장치들을 제어하고 신호 획득 보드를 통해 측정된 데이터에 근거해 내부 알고리즘을 통해 연산하여 보정식을 도출해낸다. 또한 교정 결과를 내장된 감열프린터로 출력가능해하여 손쉽게 교정기록을 관리하거나 가시적으로 관찰이 가능하다. The pressure sensor calibration management system of the present invention is portable and includes a reference pressure sensor, a pressure control unit, a signal acquisition board, a main board, and a display unit, and is formed in a kit for easy movement, and an external sensor and pressure It has an input / output port for the control interface, a pressure control unit for controlling a vacuum pump or a solenoid valve for controlling the pressure in the chamber or piping equipment, and is used to set the desired set pressure. The signal acquisition board (not shown) includes a signal preprocessing unit 110 and a signal collecting unit 120. The signal acquisition board (not shown) converts the pressure values measured by the pressure sensor to be calibrated and the reference pressure sensor into digital values. Pass that value. The main board controls various additional devices and calculates the correction equation through calculation through internal algorithm based on the data measured by the signal acquisition board. In addition, the calibration results can be output to the built-in thermal printer so that the calibration records can be easily managed or visually observed.

연산처리부(200)는 신호 획득 보드 또는 메인보드에 구비될 수 있으며, 경우에 따라서는 신호 획득 보드에 일부(즉, 회귀연산 과정등)를 구비하고, 메인보드에 다른 일부(즉, 밸브, 진공펌프제어 등)을 구비할 수 있다.The calculation processing unit 200 may be provided in the signal acquisition board or the main board, and in some cases, the signal acquisition board includes a part (ie, a regression calculation process) and the other part (ie, a valve and a vacuum) in the main board. Pump control or the like).

본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템에서, 피교정 센서와 기준 압력 센서는 같은 폐공간으로 구성된 챔버 내부 압력을 측정하며 기준 압력센서는 챔버 내의 압력을 측정하는 피교정 압력 센서에 대한 교정 기준을 제공하며, 또한, 압력 제어부는 진공펌프와 솔레노이드 밸브부를 제어하여 챔버 내 압력을 원하는대로 조절한다. 신호획득 장치는 동시에 모든 압력 센서로부터 압력 데이터를 획득하는 것과 교정하는 연산 과정을 진행하는 것까지 포함할 수 있다. 표시부는 현재 교정 진행상황과 온도 및 압력값 등의 정보를 보여준다. 따라서 본 발명의 압력 센서 교정 관리 시스템은 압력교정이 힘든 어느 장소에서나 정확도가 검증되지 않은 압력 센서라도 정확도가 매우 높은 기준 압력 센서의 성능이 나오도록 신속하고 정확하게 교정가능하다. In the pressure sensor calibration management system of the present invention, the sensor to be calibrated and the reference pressure sensor measure the pressure inside the chamber composed of the same closed space, and the reference pressure sensor provides a calibration reference for the pressure sensor to be calibrated to measure the pressure in the chamber. In addition, the pressure control unit controls the vacuum pump and the solenoid valve unit to adjust the pressure in the chamber as desired. The signal acquisition device can include acquiring pressure data from all pressure sensors at the same time and proceeding with a calibration operation. The display shows current calibration progress, temperature and pressure values. Therefore, the pressure sensor calibration management system of the present invention can be quickly and accurately calibrated so that even a pressure sensor whose accuracy has not been verified in any place where pressure calibration is difficult, yields the performance of the reference pressure sensor with high accuracy.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Therefore, the spirit of the present invention should be grasped only by the claims set out below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.

10 : 피교정 압력센서 11 : 하우징부
17 : 압력 센서 교정 관리 시스템 20 : 기준압력센서
30 : 온도센서 50 : 솔레노이드 밸브부
51 : 제1밸브 52 : 제2밸브
60 : 진공펌프 70 : 챔버
80 : 히터 100 : 압력센서 교정신호 검출부
110 : 전처리부 120 : 신호수집부
130 : 밸브 구동부 150 : 펌프 구동부
160 : 압력제어부 170 : 히터구동부
180 : 히터제어부 200 : 연산처리부
201 : 메인보드 210 : 메모리부
220 : 디스플레이부 230 : 키입력부
235 : 전원스위치 250 : 프린터부
260 : 커넥터부10: pressure sensor to be calibrated 11: housing part
17: pressure sensor calibration management system 20: reference pressure sensor
30: temperature sensor 50: solenoid valve portion
51: first valve 52: second valve
60: vacuum pump 70: chamber
80: heater 100: pressure sensor calibration signal detection unit
110: preprocessing unit 120: signal collecting unit
130: valve driving unit 150: pump driving unit
160: pressure control unit 170: heater driving unit
180: heater control unit 200: operation processing unit
201: motherboard 210: memory unit
220: display unit 230: key input unit
235 power switch 250 printer portion
260 connector

Claims (23)

폐공간으로 이루어지며, 기준 압력센서와, 피교정 압력센서가 장착되는, 챔버;
챔버의 온도를 측정하는, 온도센서;
제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)와, 외부 공기의 유입 정도를 조절하는 제2밸브(52)를 포함하되, 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브(52)가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단;
챔버내 압력을 달리하는 챔버내 압력제어신호를 생성하여 압력 조절수단으로 전송하여, 챔버내 압력을 달리하여 검출된, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력신호인 온도신호를 수신하고, 기준압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 이용하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부;
를 포함하여 이루어지며,
연산처리부는, 피교정 압력센서 출력신호를 변수로 하는 3차원 다항식을, 교정된 피교정 압력센서 출력 신호의 추정식으로 하고, 최소제곱법에 근거하여, 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 교정된 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하며,
연산처리부는 피교정 압력센서의 출력신호를 x 라 하고, 교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x))의 추정식을
u(x)=a+bx+cx2+dx3
(단, a, b, c, d는 계수로 실수임)
라 할때, 최소제곱법에 근거하여 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.A chamber comprising a closed space and equipped with a reference pressure sensor and a pressure sensor to be calibrated;
A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber;
It includes a vacuum pump 60 having a first valve 51, and a second valve 52 for adjusting the degree of inflow of external air, on one side of the chamber, having a first valve 51 at the top The vacuum pump 60 is connected, the other side of the chamber is equipped with a second valve 52, by adjusting the first valve, the second valve and the vacuum pump in accordance with the pressure control signal in the chamber received from the processing unit Pressure regulating means for regulating the pressure in the chamber;
A pressure control signal in the chamber that changes the pressure in the chamber is generated and transmitted to the pressure regulating means, and the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature sensor detected by varying the pressure in the chamber. An arithmetic processor configured to receive a temperature signal as an output signal and generate a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated by using a reference pressure sensor output signal, a calibrated pressure sensor output signal, and a temperature signal;
It is made, including
The calculation processing unit uses a three-dimensional polynomial equation whose variable is the pressure sensor output signal to be calibrated as an estimation equation of the calibrated pressure sensor output signal, and based on the least square method, Obtain the coefficient of the three-dimensional polynomial which makes the sum of the squares of the residuals to a minimum, and the above-mentioned equation applying the obtained coefficient of the three-dimensional polynomial to the correction equation of the calibrated pressure sensor output signal,
The calculation processing unit denotes the output signal of the calibrated pressure sensor as x, and the estimation equation of the calibrated pressure sensor output signal u (x) is calculated.
u (x) = a + bx + cx 2 + dx 3
(only, a, b, c, d are real as coefficients)
In this case, based on the least square method, the coefficient of the three-dimensional polynomial that minimizes the sum of the squares of the residuals of the reference pressure sensor output signal and the estimated equation ( A pressure sensor calibration management system, characterized in that a, b, c, d) is obtained, and the estimation equation to which the obtained three-dimensional polynomial coefficient is applied is a calibration equation of the pressure sensor output signal to be calibrated. 교정을 받고자 하는 압력센서로, 챔버에 장착되는, 피교정 압력센서;
피교정 압력센서의 교정기준을 제공하기 위한 수단으로, 챔버에 장착되는, 기준 압력센서;
챔버의 온도를 측정하는, 온도센서;
제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)와, 외부 공기의 유입 정도를 조절하는 제2밸브(52)를 포함하되, 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브(52)가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단;
챔버의 온도조절을 위해, 연산처리부로부터 챔버내 온도제어신호를 수신한 히터제어부에 의해 구동되어 챔버를 가온하는, 히터;
챔버내 압력을 달리하는 챔버내 압력제어신호를 생성하여 압력 조절수단으로 전송하며, 챔버내 온도를 달리하는 챔버내 온도제어신호를 생성하여 히터제어부로 전송하여, 챔버내 온도와 압력을 달리하여 검출된, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력신호인 온도신호를 수신하고, 기준압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도신호를 이용하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부;
를 포함하여 이루어지며,
연산처리부는, 피교정 압력센서 출력신호를 변수로 하는 3차원 다항식을, 교정된 피교정 압력센서 출력 신호의 추정식으로 하고, 최소제곱법에 근거하여, 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 교정된 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하며,
연산처리부는 온도센서로부터 수신된 온도신호를 x1 이고, 피교정센서 출력신호를 x2 이고, 3차원 다항식으로 나타낸 교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식을
Figure 112019007503302-pat00024

(단, β0, β1, β2, β3, β4 는 계수로 실수임)
라 할때, 최소제곱법에 근거하여 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수(β0, β1, β2, β3, β4 )를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.A pressure sensor to be calibrated, the pressure sensor being mounted to the chamber;
Means for providing calibration criteria for the pressure sensor to be calibrated, the reference pressure sensor being mounted to the chamber;
A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber;
It includes a vacuum pump 60 having a first valve 51, and a second valve 52 for adjusting the degree of inflow of external air, on one side of the chamber, having a first valve 51 at the top The vacuum pump 60 is connected, the other side of the chamber is equipped with a second valve 52, by adjusting the first valve, the second valve and the vacuum pump in accordance with the pressure control signal in the chamber received from the processing unit Pressure regulating means for regulating the pressure in the chamber;
For controlling the temperature of the chamber, the heater is driven by the heater control unit receiving the temperature control signal in the chamber from the operation processing unit, the heater to warm the chamber;
Generate and transmit the pressure control signal in the chamber to change the pressure in the chamber to the pressure regulating means, and generate the temperature control signal in the chamber to change the temperature in the chamber and send it to the heater control unit to detect by changing the temperature and pressure in the chamber Receiving the output signal of the reference pressure sensor, the output signal of the pressure sensor to be calibrated, and the temperature signal that is the output signal of the temperature sensor, and using the reference pressure sensor output signal, the pressure sensor output signal to be calibrated, and the temperature signal, A calculation processing unit for generating a calibration equation for calibrating the pressure sensor to be calibrated;
It is made, including
The calculation processing unit uses a three-dimensional polynomial equation whose variable is the pressure sensor output signal to be calibrated as an estimation equation of the calibrated pressure sensor output signal, and based on the least square method, Obtain the coefficient of the three-dimensional polynomial which makes the sum of the squares of the residuals to a minimum, and the above-mentioned equation applying the obtained coefficient of the three-dimensional polynomial to the correction equation of the calibrated pressure sensor output signal,
The computation processing unit estimates the calibrated calibrated pressure sensor output signal u (x 1 , x 2 ) represented by the temperature signal received from the temperature sensor x 1 , the sensor output signal x 2 , and a three-dimensional polynomial. Expression
Figure 112019007503302-pat00024

(Where β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 are real as coefficients)
In this case, the coefficient of the three-dimensional polynomial equation (β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4) that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation based on the least square method. ), And the estimation equation to which the obtained three-dimensional polynomial coefficient is applied is a calibration equation of the pressure sensor output signal to be calibrated. 제1항 또는 제2항에 있어서,
연산처리부는, 기준압력센서의 출력신호와, 피교정 압력센서의 출력신호와, 온도센서의 출력값인 온도신호를, 커브피팅(Curve Fitting)기반의 알고리즘에 적용하여 교정식을 구하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The calculation processing unit obtains a calibration equation by applying a curve fitting based algorithm to an output signal of a reference pressure sensor, an output signal of a pressure sensor to be calibrated, and a temperature signal that is an output value of a temperature sensor. Pressure sensor calibration management system. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1밸브는 열리고, 제2밸브는 닫힌 상태에서 진공펌프가 구동되어, 챔버내를 진공으로 만들며,
제1밸브가 닫힌상태에서, 제2밸브를 열어, 챔버내 압력을 가압하도록 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The first valve is opened, the second valve is closed and the vacuum pump is driven to vacuum the inside of the chamber,
The pressure sensor calibration management system, characterized in that to open the second valve to pressurize the pressure in the chamber with the first valve closed. 제2항에 있어서,
연산처리부는,
기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합을 나타내는 회귀식을, 3차원 다항식의 계수로 편미분하고, 편미분된 상기 회귀식을 0로 하여, 3차원 다항식의 계수를 구하고,
구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 2,
The calculation processing unit,
A regression equation representing the sum of the squares of the residuals of the reference pressure sensor output signal and the estimated equation is partially differentiated by the coefficient of the three-dimensional polynomial, and the coefficient of the three-dimensional polynomial is obtained by setting the partial differential regression equation to 0,
A pressure sensor calibration management system, characterized in that the estimation formula to which the obtained three-dimensional polynomial coefficient is applied is a calibration equation of the pressure sensor output signal to be calibrated. 제6항에 있어서,
교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식에서, x1을 X1으로, x2를 X2로, (x2)2을 X3으로, (x2)3 을 X4 로 치환하고, X1, X2, X3, X4 에 의해 형성된 행렬을 X라하고, 3차 다항식의 계수인 β0, β1, β2, β3, β4 에 의해 형성된 행렬을 β라하고, 기준센서 압력값을 Y 로 치환하고, 첫번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Y1에서부터 n번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Yn까지로 형성된 행렬을 y라고 할때.
연산처리부는 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수의 행렬(β)을
Figure 112019007503302-pat00015

에 의해 구하여지는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 6,
In the estimated equation for the calibrated pressure sensor output signal u (x 1 , x 2 ), x 1 is X 1 , x 2 is X 2 , (x 2 ) 2 is X 3 , and (x 2 ) Substitute 3 with X 4 , and the matrix formed by X 1 , X 2 , X 3 , X 4 is X, and β 0 , which is the coefficient of the cubic polynomial, The matrix formed by β 1 , β 2 , β 3 and β 4 is referred to as β, the reference sensor pressure value is replaced by Y, and the first detected reference pressure sensor output signal from the first detected reference pressure sensor output signal Y 1 is detected. Let y be the matrix formed by Y n .
The calculation processing unit generates a matrix β of coefficients of the three-dimensional polynomial that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation.
Figure 112019007503302-pat00015

Pressure sensor calibration management system, characterized in that obtained by. 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1밸브는, 진공펌프(60)의 흡기구에 장착된 밸브인 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The 1st valve is a valve attached to the inlet port of the vacuum pump (60), The pressure sensor calibration management system characterized by the above-mentioned. 삭제delete 제1항에 있어서,
챔버의 온도조절을 위해, 챔버를 가온하는 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 1,
And a heater for warming the chamber for temperature control of the chamber. 삭제delete 제1항에 있어서,
기준 압력센서 출력신호(fi)와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합(Sr)은
Figure 112019007503302-pat00016

(단, N은 피교정 압력센서의 출력신호 개수 또는 챔버내 압력의 변경회수)
이고,
기준 압력센서 출력신호(fi)와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합(Sr)을, 3차원 다항식의 각 계수( a, b, c, d)에 의해 편미분한 것을 0 으로하여, 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수( a, b, c, d)를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 1,
The sum Sr of the reference pressure sensor output signal fi and the residual of the estimation equation is
Figure 112019007503302-pat00016

N is the number of output signals of the pressure sensor to be calibrated or the number of times the pressure in the chamber changes.
ego,
The sum Sr of the reference pressure sensor output signal fi and the residual of the estimation equation is defined as the coefficient of each three-dimensional polynomial ( Coefficients of three-dimensional polynomials are assumed to be 0, the partial derivative of a, b, c, and d). a, b, c, d), and the coefficients of the A pressure sensor calibration management system, characterized in that the estimation equation to which a, b, c, and d) is applied is a calibration equation of a pressure sensor output signal to be calibrated. 제3항에 있어서,
사용자가 측정모드를 선택하도록 이루어진 키입력부를 더 구비하며,
선택된 측정모드에 따라 챔버내 압력의 변경회수가 달라지며, 챔버내 압력의 변경회수가 달라짐에 따라. 검출되는, 피교정압력센서의 출력신호(데이터)의 개수와 기준압력센서 출력신호(데이터)의 개수가 달라지는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 3,
The apparatus further includes a key input unit configured to select a measurement mode by the user.
The frequency of change of pressure in the chamber depends on the selected measurement mode, and the frequency of change of pressure in the chamber varies. And the number of the output signals (data) of the pressure sensor to be detected and the number of the reference pressure sensor output signals (data) are different. 제13항에 있어서,
제1측정모드(Fast Mode)는, 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 50이고,
제2측정모드(Normal Mode)는 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 70이고,
제3측정모드(Accurate Mode)는 피교정압력센서의 출력값 개수, 기준압력센서 출력값 개수, 압력을 변경하는 횟수가 각각 90인 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템.The method of claim 13,
In the first mode, the number of output values of the pressure sensor to be calibrated, the number of output values of the reference pressure sensor, and the number of times of changing the pressure are 50.
In the second measurement mode (Normal Mode), the number of output values of the pressure sensor to be calibrated, the number of output values of the reference pressure sensor, and the number of times of changing the pressure are 70, respectively.
The third measurement mode (Accurate Mode) is a pressure sensor calibration management system, characterized in that the number of output values of the pressure sensor to be calibrated, the reference pressure sensor output value, the number of times of changing the pressure is 90, respectively. 폐공간으로 이루어지며, 기준 압력센서와, 피교정 압력센서가 장착되는, 챔버; 챔버의 온도를 측정하는, 온도센서; 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)와, 외부 공기의 유입 정도를 조절하는 제2밸브(52)를 포함하되, 챔버의 일측에서, 상단에 제1밸브(51)를 구비한 진공펌프(60)가 연결되고, 챔버의 다른 일측에는 제2밸브(52)가 장착되며, 연산처리부로부터 수신된 챔버내 압력제어신호에 따라 제1밸브, 제2밸브 및 진공펌프를 조절함에 의해, 챔버의 압력을 조절하는, 압력 조절수단; 연산처리부로부터 챔버내 온도제어신호를 수신한 히터제어부에 의해 구동되어 챔버를 가온하는 히터; 챔버내 온도와 압력을 달리하여 검출된, 기준 압력센서, 피교정 압력센서 및 온도센서의 출력신호들을 수신하여, 피교정 압력센서를 교정하는 교정식을 생성하는 연산처리부를 포함하는 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
연산처리부는 챔버내 온도제어신호를 생성하여 히터제어부로 전송하여, 히터가 구동되게 하는, 히터 구동단계;
연산처리부는 챔버내를 진공으로 하는 압력제어신호를 압력제어부로 전송하여, 압력제어부는, 소정 시간동안, 제1밸브를 열고, 진공펌프를 구동하게 하는, 진공펌프 구동단계;
진공펌프 구동단계 후, 기준 압력센서, 피교정 압력센서, 온도센서로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부가 수신하는, 제1 신호검출 단계;
제1 신호검출 단계 후, 연산처리부는 제1 신호검출 단계에서 수신된 기준 압력센서 출력신호 또는 피교정 압력센서 출력신호로부터 챔버내 압력이 1 torr 미만인지 여부를 판단하고, 챔버내 압력이 1 torr 미만이 아니라면 진공펌프 구동단계로 되돌아가는, 진공여부 판단단계;
진공여부 판단단계에서 챔버내 압력이 1 torr보다 작으면, 연산처리부는 진공펌프의 구동 및 히터의 구동을 종료하게 하는, 진공펌프 구동종료단계;
연산처리부는 챔버내 압력을 소정치만큼 가압하기 위한 압력제어신호를 생성하여 압력제어부로 전송하며, 압력제어부는 제2밸브를 소정시간 동안 열어 챔버내로 공기가 유입되게 함으로써, 챔버내를 가압하는, 가압단계;
가압단계 후, 기준 압력센서, 피교정 압력센서, 온도센서로부터 검출된 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 연산처리부가 수신하는, 제2 신호검출 단계;
제2 신호검출 단계 후, 기 설정된 설정 데이터수와, 검출된 피교정 압력센서의 출력값 수인, 검출 데이터수를, 연산처리부가 비교하여, 설정 데이터수보다 검출 데이터수가, 크거나 같지 않다면, 가압단계로 되돌아가는, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계;
검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계에서, 설정 데이터수보다 검출된 데이터수가 크거나 같다면, 제1 신호검출 단계와 제2 신호검출 단계에서 검출된, 기준 압력센서 출력신호, 피교정 압력센서 출력신호, 온도 신호를 이용하여 회귀분석을 행하여, 교정된 피교정 압력센서의 출력신호에 대한 교정식을 생성하는, 회귀분석단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.A chamber comprising a closed space and equipped with a reference pressure sensor and a pressure sensor to be calibrated; A temperature sensor for measuring the temperature of the chamber; It includes a vacuum pump 60 having a first valve 51, and a second valve 52 for adjusting the degree of inflow of external air, on one side of the chamber, having a first valve 51 at the top The vacuum pump 60 is connected, the other side of the chamber is equipped with a second valve 52, by adjusting the first valve, the second valve and the vacuum pump in accordance with the pressure control signal in the chamber received from the processing unit Pressure regulating means for regulating the pressure in the chamber; A heater driven by the heater controller which receives the temperature control signal in the chamber from the operation processor to warm the chamber; Pressure sensor calibration management including an arithmetic processing unit that receives the output signals of the reference pressure sensor, the calibrated pressure sensor, and the temperature sensor detected by varying the temperature and pressure in the chamber, and generates a calibration equation for calibrating the calibrated pressure sensor. In the driving method of the system,
Computing processing unit generates a temperature control signal in the chamber and transmits to the heater control unit, the heater driving step to drive the heater;
The arithmetic processing unit transmits a pressure control signal for vacuuming the inside of the chamber to the pressure control unit, wherein the pressure control unit includes: a vacuum pump driving step of opening the first valve and driving the vacuum pump for a predetermined time;
A first signal detecting step of receiving, by the processing unit, a reference pressure sensor output signal, a calibrated pressure sensor output signal, and a temperature signal detected from the reference pressure sensor, the calibrated pressure sensor, and the temperature sensor after the vacuum pump driving step;
After the first signal detection step, the operation processor determines whether the pressure in the chamber is less than 1 torr from the reference pressure sensor output signal or the calibration pressure sensor output signal received in the first signal detection step, and the pressure in the chamber is 1 torr. If not less than, returning to the vacuum pump driving step, whether the vacuum determination step;
In the vacuum determination step, if the pressure in the chamber is less than 1 torr, the operation processing unit, the vacuum pump driving termination step for terminating the driving of the vacuum pump and the driving of the heater;
The calculation processing unit generates a pressure control signal for pressurizing the chamber pressure by a predetermined value and transmits the pressure control signal to the pressure control unit, and the pressure control unit opens the second valve for a predetermined time to pressurize the inside of the chamber by introducing air into the chamber. Pressing step;
A second signal detection step of receiving, by the processing unit, a reference pressure sensor output signal, a calibration pressure sensor output signal, and a temperature signal detected from the reference pressure sensor, the calibration pressure sensor, and the temperature sensor after the pressing step;
After the second signal detection step, the calculation step compares the preset number of setting data with the number of detection data, which is the number of output values of the detected pressure sensor, to determine if the number of detection data is greater than or equal to the number of setting data. A comparison step of the number of detected data and the number of set data returned to the control unit;
In the comparison step between the detected data number and the set data number, if the detected data number is greater than or equal to the set data number, the reference pressure sensor output signal and the pressure-corrected pressure sensor detected in the first signal detection step and the second signal detection step. A regression analysis step of performing a regression analysis using the output signal and the temperature signal to generate a calibration equation for the output signal of the calibrated pressure sensor;
Method for driving a pressure sensor calibration management system, characterized in that comprising a. 삭제delete 제15항에 있어서,
히터 구동단계로부터 진공펌프 구동종료단계까지는, 챔버내 기압(압력)이 점차 내려가면서, 히터에 의해 챔버내 온도는 점차 올라가는 상태인 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.The method of claim 15,
A method of driving a pressure sensor calibration management system, characterized in that, from the heater driving step to the vacuum pump driving end step, the chamber internal pressure gradually rises while the pressure in the chamber decreases gradually. 제15항에 있어서,
가압단계로부터, 검출 데이터수와 설정 데이터수의 비교단계까지는, 히터가 꺼진 상태로서 챔버 내의 온도는 점차 내려가면서, 기압(압력)은 점차 올라가는 상태인 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.The method of claim 15,
From the pressurizing step to the comparison step between the detected data number and the set data number, the pressure of the pressure sensor calibration management system is characterized in that the air pressure (pressure) gradually rises while the temperature in the chamber gradually decreases as the heater is turned off. Way. 삭제delete 삭제delete 제15항에 있어서,
회귀분석단계에서, 연산처리부는 온도센서로부터 수신된 온도신호를 x1 이고, 피교정센서 출력신호를 x2 이고, 3차원 다항식으로 나타낸 교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식을
Figure 112019007503302-pat00017

(단, β0, β1, β2, β3, β4 는 계수로 실수임)
라 할때, 최소제곱법에 근거하여 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수(β0, β1, β2, β3, β4 )를 구하고, 구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.The method of claim 15,
In the regression analysis step, the processing unit is a temperature signal received from the temperature sensor x 1 , the output signal to be calibrated x 2 , the calibrated pressure sensor output signal (u (x 1 , x) represented by a three-dimensional polynomial 2 )
Figure 112019007503302-pat00017

(Where β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4 are real as coefficients)
In this case, the coefficient of the three-dimensional polynomial equation (β 0 , β 1 , β 2 , β 3 , β 4) that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation based on the least square method. ), And the estimation equation to which the obtained three-dimensional polynomial coefficient is applied is a calibration equation of the pressure sensor output signal to be calibrated. 제21항에 있어서,
연산처리부는, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식을 구함에 있어서,
기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합을 나타내는 회귀식을, 3차원 다항식의 계수로 편미분하고, 편미분된 상기 회귀식을 0로 하여, 3차원 다항식의 계수를 구하고,
구하여진 3차원 다항식의 계수를 적용한 상기 추정식을, 피교정 압력센서 출력신호의 교정식으로 하는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.The method of claim 21,
In calculating the correction equation of the output signal of the pressure sensor to be calibrated,
A regression equation representing the sum of the squares of the residuals of the reference pressure sensor output signal and the estimated equation is partially differentiated by the coefficient of the three-dimensional polynomial, and the coefficient of the three-dimensional polynomial is obtained by setting the partial differential regression equation to 0,
And a method of calibrating a pressure sensor output signal to be calibrated, wherein the estimation equation to which the obtained three-dimensional polynomial coefficient is applied is a calibration equation of the pressure sensor output signal to be calibrated. 제22항에 있어서,
교정된 피교정 압력센서 출력 신호(u(x1,x2))의 추정식에서, x1을 X1으로, x2를 X2로, (x2)2을 X3으로, (x2)3 을 X4 로 치환하고, X1, X2, X3, X4 에 의해 형성된 행렬을 X라하고, 3차 다항식의 계수인 β1, β2, β3, β4 에 의해 형성된 행렬을 β라하고, 기준센서 압력값을 Y 로 치환하고, 첫번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Y1에서부터 n번째 검출된 기준 압력센서 출력 신호 Yn까지로 형성된 행렬을 y라고 할때.
연산처리부는 기준 압력센서 출력신호와 상기 추정식의 잔차의 제곱의 합이 최소가 되게 하는 3차원 다항식의 계수의 행렬(β)을
Figure 112017015007522-pat00018

에 의해 구하여지는 것을 특징으로 하는, 압력 센서 교정 관리 시스템의 구동방법.The method of claim 22,
In the estimated equation for the calibrated pressure sensor output signal u (x 1 , x 2 ), x 1 is X 1 , x 2 is X 2 , (x 2 ) 2 is X 3 , and (x 2 ) Substitute 3 with X 4 , and the matrix formed by X 1 , X 2 , X 3 , X 4 is X, and β 1 , β 2 , β 3 , β 4 , which are coefficients of the cubic polynomial When the matrix formed by is referred to as β, the reference sensor pressure value is replaced by Y, and the matrix formed from the first detected reference pressure sensor output signal Y 1 to the nth detected reference pressure sensor output signal Y n is y. .
The calculation processing unit generates a matrix β of coefficients of the three-dimensional polynomial that minimizes the sum of the squares of the reference pressure sensor output signal and the residual of the estimation equation.
Figure 112017015007522-pat00018

A method for driving a pressure sensor calibration management system, which is obtained by
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