아날로그 센서의 개체차(個體差) 보정 방법

Abstract

최근, 산업안전이나 환경 등의 문제가 대두되며 가정, 운송, 의료, 식품 등 여러 분야에서 다양한 종류의 환경 센서에 대한 수요가 확장되었고 국내/외의 센서 시장규모 역시 매년 증가하고 있다. 또한 사물 인터넷 시장이 급격하게 성장함에 따라 소형기기에서의 센서 수요가 급증하였고 이에 따라 센서에 대한 요구사항 역시 변화하여 선택성, 민감성, 반응성뿐만 아니라 소모 전력, 가격, 크기 등의 문제가 중요해졌다. 이처럼 다양해진 요구사항을 만족시키는 센서를 개발하기 위하여 많은 시도가 이루어지고 있다. 그러나 이러한 다양한 센서의 요구사항을 충족시키는 센서를 개발하여도 실제로 센서를 생산함에 있어 모든 센서를 일정한 품질로 유지하는 것은 별개의 문제이다. 센서의 개발이 완료된 후 시판을 위하여 대량 생산을 하는 과정에서 발생하게되는 동종 센서 간의 개체차 문제는 해당 센서의 전체적인 신뢰도를 낮추는 치명적인 문제이다. 이러한 센서의 신뢰도 문제를 개선하기 위해서 제작공정을 더욱 정밀하게 할 수 있지만 이는 자칫 센서제작비용의 지나친 증대로 이어질 수 있어 현실적인 해결방법이 될 수 없다. 따라서 불가피하게 발생하는 개체차를 보정하여 서의 신뢰도를 확보할 수 있는 현실적인 방법으로 센서의 개체차 보정법을 제시한다. 구체적인 아날로그 센서의 개체차 보정 실시 예로, 가스센서의 개체차 보정 과정을 제시하며, 이는 1)측정, 2)기준 Data 추출, 3)Scale Factor 생성/적용, 4) 공식 생성/적용, 5)농도비교의 5단계로 이루어져있다. 해당 과정을 반복함으로써 센서의 고유한 동작 특성을 가장 잘 반영하는 수식을 찾고, 각각의 센서에는 Scale Factor를 부여하여 센서 간의 개체차를 보정함으로써 비용의 증대없이 오차를 최소화 하고 센서의 신뢰도를 확보하는 방법이다.