KR20240082426A - 저항 검사 장치 및 방법 - Google Patents

저항 검사 장치 및 방법 Download PDF

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손영욱
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Abstract

저항 검사 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 저항 검사 장치는 대상 저항에 직렬로 연결되는 기준 저항, 기준 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제1 차동 증폭기, 대상 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제2 차동 증폭기, 제1 및 제2 차동 증폭기의 출력을 비교하는 비교기, 및 비교기의 출력에 기반하여 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저항 검사 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING RESISTANCE}
본 발명은 저항 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저항의 상태를 검사할 수 있는 저항 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
저항을 검사 또는 측정하기 위한 방법으로 2단자 저항측정법, 4단자 저항측정법 등이 이용되고 있다. 2단자 및 4단자 저항측정법은 정전류원을 통해 측정하고자 하는 저항으로 전류를 인가한 후 전압계를 통해 저항 양단의 전압을 측정하고, 측정된 전압으로부터 저항을 계산하는 방법이다. 이러한 종래의 방법으로 정밀 저항을 측정하기 위해서는 고정밀 정전류원 및 고정밀 계측기가 요구되며, 정전류원 및 계측기의 성능이 떨어지는 경우 오차가 증가하게 되어 저항의 검사 또는 측정에 대한 정확도가 낮아지는 문제점이 존재한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1288105호(2013.07.15.)의 '측정 장치'에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 목적은, 저항의 검사를 위해 이용되는 전원에 노이즈가 포함되어 있는 경우에도 용이하게 저항에 대한 검사를 수행할 수 있는 저항 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 저항 검사 장치는 대상 저항에 직렬로 연결되는 기준 저항; 상기 기준 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제1 차동 증폭기; 상기 대상 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제2 차동 증폭기; 상기 제1 및 제2 차동 증폭기의 출력을 비교하는 비교기; 및 상기 비교기의 출력에 기반하여 상기 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 기준 저항의 저항값은, 상기 대상 저항의 임계값에 대응하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 비교기는, 상기 제1 차동 증폭기의 출력이 상기 제2 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 하이를 출력하고, 상기 제2 차동 증폭기의 출력이 상기 제1 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 로우를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 프로세서는, 상기 비교기의 출력이 논리 하이인 경우 상기 대상 저항이 정상인 것으로 판단하고, 상기 비교기의 출력이 논리 로우인 경우 상기 대상 저항이 정상이 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 저항 검사 방법은 프로세서가, 제1 차동 증폭기를 통해 기준 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 단계; 상기 프로세서가, 제2 차동 증폭기를 통해 상기 기준 저항에 직렬로 연결되는 대상 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 단계; 상기 프로세서가, 비교기를 통해 상기 제1 및 제2 차동 증폭기의 출력을 비교하는 단계; 및 상기 프로세서가, 상기 비교기의 출력에 기반하여 상기 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 저항의 검사를 위해 이용되는 전원에 노이즈가 포함되어 있는 경우에도 용이하게 저항에 대한 검사를 수행할 수 있으며, 저항의 검사에 고정밀 정전류 장치를 필요로 하지 않아 보다 경제적으로 저항에 대한 검사를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치를 보인 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 방법을 보인 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 저항 검사 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치를 보인 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치를 보인 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치는 기준 저항(10), 제1 차동 증폭기(30), 제2 차동 증폭기(40), 증폭기 전원(50), 비교기(60) 및 프로세서(70)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 구성 요소 외에 다양한 구성 요소를 더 포함하거나, 위 구성 요소들 중 일부 구성 요소를 생략할 수 있다.
기준 저항(10)은 대상 저항(20)에 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 대상 저항(20)은 검사의 대상이 되는 저항으로서, 예를 들어 전기차 충전 인렛에서 발생하는 접촉 저항 등이 대상 저항에 해당할 수 있다. 기준 저항(10)은 대상 저항(20)에 이상이 발생하였는지 여부를 확인하기 위해 이용되는 저항일 수 있다. 기준 저항(10)의 저항 값은 대상 저항(20)의 임계값에 대응하는 값으로 설정될 수 있다. 즉, 정상 상태의 대상 저항(20)이 갖을 수 있는 최대 값 또는 이로부터 산출되는 값(예를 들어, 해당 최대 값에서 소정치만큼 가산한 값, 또는 해당 최대 값에서 소정치만큼 감산한 값)이 기준 저항(10)의 저항 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 대상 저항(20) 또는 대상 저항(20)을 포함하는 장치가 대상 저항(20)이 1mΩ 이하일 때 안정적으로 작동하는 것으로 가정하면, 기준 저항(10)은 1mΩ으로 설정될 수 있다. 사용자는 기준 저항(10)의 저항 값을 고려하여 기준 저항(10)의 저항 값을 설정할 수 있으며, 설정된 저항 값을 갖는 저항을 대상 저항(20)에 연결할 수 있다. 다양한 대상 저항(20)에 대하여 검사가 가능하도록, 본 발명은 기준 저항(10)을 용이하게 교체할 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
기준 저항(10)은 프로브(미도시)를 통해 대상 저항(20)에 연결될 수 있다. 기준 저항(10)의 일단에는 프로브가 연결되어 있을 수 있으며, 프로브가 대상 저항(20)의 일단에 접촉됨으로써 기준 저항(10)이 대상 저항(20)에 직렬 연결될 수 있다. 한편, 기준 저항(10)의 타단에는 외부 전원의 양극이 연결될 수 있고, 대상 저항(20)의 타단에는 외부 전원의 음극이 연결될 수 있으며, 이에 따라 기준저항-프로브-대상 저항(20)을 통해 전류가 흐르게 되어 기준 저항(10) 및 대상 저항(20) 각각에 전압이 인가될 수 있다.
제1 차동 증폭기(30)는 기준 저항(10)의 양단 전압 차이를 증폭하여 제1 신호를 출력할 수 있다. 제1 차동 증폭기(30)의 입력단에는 기준 저항(10)의 일단 및 타단이 각각 연결될 수 있으며, 제1 차동 증폭기(30)는 기준 저항(10) 일단에 대한 전압과 기준 저항(10) 타단에 대한 전압 간의 차이를 차동 증폭하여 제1 신호를 생성할 수 있다.
제2 차동 증폭기(40)는 대상 저항(20)의 양단 전압 차이를 증폭하여 제2 신호를 출력할 수 있다. 제2 차동 증폭기(40)의 입력단에는 대상 저항(20)의 일단 및 타단이 각각 연결될 수 있으며, 제2 차동 증폭기(40)는 대상 저항(20) 일단에 대한 전압과 대상 저항(20) 타단에 대한 전압 간의 차이를 차동 증폭하여 제2 신호를 생성할 수 있다. 제2 차동 증폭기(40)의 증폭 이득(gain)과 제1 차동 증폭기(30)의 증폭 이득은 동일하게 설정될 수 있다.
증폭기 전원(50)은 제1 및 제2 차동 증폭기(40)로 전원을 공급할 수 있다.
비교기(60)는 제1 차동 증폭기(30)의 출력과 제2 차동 증폭기(40)의 출력을 비교하고, 그 비교 결과를 출력할 수 있다. 비교기(60)의 입력단에는 제1 차동 증폭기(30)의 출력단과 제2 차동 증폭기(40)의 출력단이 연결될 수 있으며, 비교기(60)는 제1 차동 증폭기(30)의 출력단으로부터 출력되는 제1 신호와 제2 차동 증폭기(40)의 출력단으로부터 출력되는 제2 신호 간의 대소를 비교하여 제3 신호를 생성할 수 있다. 비교기(60)는 제1 신호의 전압 값이 제2 신호의 전압 값보다 큰 경우(즉, 제1 차동 증폭기(30)의 출력이 제2 차동 증폭기(40)의 출력보다 큰 경우) 논리 하이를 출력하고, 제2 신호의 전압 값이 제1 신호의 전압 값보다 작은 경우 논리 로우를 출력할 수 있다.
프로세서(70)는 제1 차동 증폭기(30), 제2 차동 증폭기(40), 증폭기 전원(50) 및 비교기(60)와 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(70)는 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 SoC(System on Chip)로도 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 프로세서(70)에 연결된 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있으며, 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.
프로세서(70)는 비교기(60)의 출력에 기반하여 대상 저항(20)에 대한 검사를 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(70)는 비교기(60)의 출력에 기반하여 대상 저항(20)에 이상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(70)는 비교기(60)의 출력에 기반하여 대상 저항(20)이 설정된 임계값 이상으로 증가하였는지 여부를 확인할 수 있다.
프로세서(70)는 비교기(60)의 출력인 제3 신호가 논리 하이인 경우 대상 저항(20)이 정상인 것으로 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(70)는 제1 차동 증폭기(30)의 출력이 제2 차동 증폭기(40)의 출력보다 큰 경우(즉, 기준 저항(10)이 대상 저항(20)보다 큰 저항 값을 갖는 경우) 대상 저항(20)에 이상이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 반면, 프로세서(70)는 비교기(60)의 출력인 제3 신호가 논리 로우인 경우 대상 저항(20)이 정상이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 즉, 프로세서(70)는 제2 차동 증폭기(40)의 출력이 제1 차동 증폭기(30)의 출력보다 큰 경우(즉, 대상 저항(20)이 기준 저항(10)보다 큰 저항 값을 갖는 경우) 대상 저항(20)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 정보를 사용자에게 출력하기 위한 출력 인터페이스(예: 디스플레이)(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 프로세서(70)는 대상 저항(20)에 대한 검사 결과를 출력 인터페이스를 통해 출력함으로써, 대상 저항(20)에 대한 검사 결과를 사용자에게 알릴 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 비교기(60)의 출력을 필터링하는 로우 패스 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 로우 패스 필터는 비교기(60)에 연결되어 비교기(60)의 출력을 필터링할 수 있다. 기준 저항(10)과 대상 저항(20)이 거의 동일한 경우에는 제1 차동 증폭기(30)의 출력과 제2 차동 증폭기(40)의 출력이 거의 동일할 수 있으며, 이 경우 비교기(60)의 출력에서 채터링(Chattering)이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 목적으로, 비교기(60)의 출력단에 로우 패스 필터가 연결될 수 있으며, 프로세서(70)는 로우 패스 필터를 통해 출력되는 신호에 기반하여 대상 저항(20)에 대한 검사를 수행할 수 있다. 한편, 로우 패스 필터가 연결되는 경우에는 논리 하이와 논리 로우를 구분하는 비교기(60)의 문턱값이 달라질 수 있다. 예를 들어, 로우 패스 필터가 연결되는 경우에는 그렇지 않은 경우보다 문턱값이 낮게 설정될 수 있으며, 이에 따라 제1 차동 증폭기(30)와 제2 차동 증폭기(40)의 출력이 거의 동일한 경우에도 비교기(60)로부터 논리 하이 신호가 출력될 수 있다.
정전류 인가 시에 대상 저항에 걸리는 전압을 측정함으로써 대상 저항의 저항 값을 측정하는 방식으로 저항에 대한 검사를 수행하는 종래 기술의 경우 정전류에 노이즈가 발생하면 저항 검사(측정)에 대한 정확도가 떨어지므로 고성능 고정밀 정전류원이 요구되는 반면, 대상 저항에 걸리는 전압과 대상 저항에 직렬로 연결된 기준 저항에 걸리는 전압을 비교함으로써 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 본 발명의 경우 저항의 검사를 위해 이용되는 전원에 노이즈가 포함되어 있더라도 기준 저항과 대상 저항에 동일하게 전압 변동이 발생함에 따라 노이즈에 의한 영향을 무시할 수 있으며, 이에 저항의 검사에 고정밀 정전류 장치가 필요하지 않아 보다 경제적으로 저항에 대한 검사를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 방법을 보인 흐름도이다.
이하에서는 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 방법을 설명하도록 한다. 도 2의 프로세스는 외부 전원(양극)-기준 저항(10)-대상 저항(20)-외부 전원(음극) 형태로 회로가 구성된 상태에서 수행될 수 있다. 후술하는 과정 중 일부 과정은 후술하는 순서와 다른 순서로 수행되거나 생략될 수 있다. 한편, 이하에서는 전술한 내용과 중복되는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하고 그 시계열적인 구성을 중심으로 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(70)는 제1 차동 증폭기(30)를 통해 기준 저항(10)의 양단 전압 차이를 증폭할 수 있다(S100). 즉, 프로세서(70)는 제1 차동 증폭기(30)를 통해 기준 저항(10) 일단에 대한 전압과 기준 저항(10) 타단에 대한 전압 간의 차이를 차동 증폭하여 제1 신호를 생성할 수 있다.
이어서, 프로세서(70)는 제2 차동 증폭기(40)를 통해 대상 저항(20)의 양단 전압 차이를 증폭할 수 있다(S200). 즉, 프로세서(70)는 제2 차동 증폭기(40)를 통해 대상 저항(20) 일단에 대한 전압과 대상 저항(20) 타단에 대한 전압 간의 차이를 차동 증폭하여 제2 신호를 생성할 수 있다.
이어서, 프로세서(70)는 비교기(60)를 통해 제1 차동 증폭기(30)의 출력과 제2 차동 증폭기(40)의 출력을 비교할 수 있다(S300). 즉, 프로세서(70)는 비교기(60)를 통해 제1 차동 증폭기(30)의 출력단으로부터 출력되는 제1 신호와 제2 차동 증폭기(40)의 출력단으로부터 출력되는 제2 신호 간의 대소를 비교하여 제3 신호를 생성할 수 있다.
이어서, 프로세서(70)는 비교기(60)의 출력에 기반하여 대상 저항(20)에 대한 검사를 수행할 수 있다(S400). 프로세서(70)는 비교기(60)의 출력인 제3 신호가 논리 하이인 경우 대상 저항(20)이 정상인 것으로 판단하고, 제3 신호가 논리 로우인 경우 대상 저항(20)이 정상이 아닌 것으로 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 검사 장치 및 방법은 저항의 검사를 위해 이용되는 전원에 노이즈가 포함되어 있는 경우에도 용이하게 저항에 대한 검사를 수행할 수 있으며, 저항의 검사에 고정밀 정전류 장치를 필요로 하지 않아 보다 경제적으로 저항에 대한 검사를 수행할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기준 저항 20: 대상 저항
30: 제1 차동 증폭기 40: 제2 차동 증폭기
50: 증폭기 전원 60: 비교기
70: 프로세서

Claims (8)

  1. 대상 저항에 직렬로 연결되는 기준 저항;
    상기 기준 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제1 차동 증폭기;
    상기 대상 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 제2 차동 증폭기;
    상기 제1 및 제2 차동 증폭기의 출력을 비교하는 비교기; 및
    상기 비교기의 출력에 기반하여 상기 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 저항의 저항값은, 상기 대상 저항의 임계값에 대응하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 검사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비교기는, 상기 제1 차동 증폭기의 출력이 상기 제2 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 하이를 출력하고, 상기 제2 차동 증폭기의 출력이 상기 제1 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 로우를 출력하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 비교기의 출력이 논리 하이인 경우 상기 대상 저항이 정상인 것으로 판단하고, 상기 비교기의 출력이 논리 로우인 경우 상기 대상 저항이 정상이 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 장치.
  5. 프로세서가, 제1 차동 증폭기를 통해 기준 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 단계;
    상기 프로세서가, 제2 차동 증폭기를 통해 상기 기준 저항에 직렬로 연결되는 대상 저항의 양단 전압 차이를 증폭하는 단계;
    상기 프로세서가, 비교기를 통해 상기 제1 및 제2 차동 증폭기의 출력을 비교하는 단계; 및
    상기 프로세서가, 상기 비교기의 출력에 기반하여 상기 대상 저항에 대한 검사를 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기준 저항의 저항값은, 상기 대상 저항의 임계값에 대응하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 검사 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 비교하는 단계에서, 상기 비교기는,
    상기 제1 차동 증폭기의 출력이 상기 제2 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 하이를 출력하고, 상기 제2 차동 증폭기의 출력이 상기 제1 차동 증폭기의 출력보다 큰 경우 논리 로우를 출력하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 수행하는 단계에서, 상기 프로세서는,
    상기 비교기의 출력이 논리 하이인 경우 상기 대상 저항이 정상인 것으로 판단하고, 상기 비교기의 출력이 논리 로우인 경우 상기 대상 저항이 정상이 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 저항 검사 방법.
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