일반기술

3중 브리지 구조를 이용한 3축 가속도 센싱회로

본 발명은 3중 브리지 형태로 회로를 구성하여 X, Y, Z 3축 방향의 가속도를 정확하게 검출할 수 있는 센싱회로에 관한 것이다. 종래 가속도 센서의 결함을 감안하여 안출한 것으로, 보상 신호처리 회로가 필요 없이 간단한 구성으로 X, Y, Z 3축 방향의 가속도를 검출할 수 있도록 함을 목적으로 한다. 구성은 가속도 센서를 구성함에 있어서, 가운데 센서의 지지부(center support)를 구성하고 진동질량(m)은 90도 간격으로 배열한 4개의 빔(beam)으로 고정하며, 상기 빔당 각 2개씩 8개의 압저항 소자를 배치하고 지지대 위에 참조저항(Rref)을 배치하여 구성하였다. 회로는 x축 검출 브리지와 y축 검출 브리지를 구성한 후, x및 y축 검출 브리지의 양단의 저항의 변화로 인해 발생하는 전압의 변화로 z축의 가속도를 검출하는 z축 검출브리지로 구성하며, X축 검출 브리지와 Y축 검출 브리지의 합성 저항이 참조저항(Rref)과 같도록 하기 위해서 모든 저항의 크기는 동일하게 설계하고. 참조저항(Rref)은 고정저항으로 형성하기 위하여 가속도의 변화에 영향을 미치지 않는 영역 내에 형성한 것이다.기존의 3차원 가속도 센싱 기법은 타축에 의한 영향을 줄이기 위하여 센싱 회로의 뒷단에 복잡한 신호처리회로와 보상회로를 첨가하여야하므로 초소형화, 회로와 가속도를 동시에 가공하여 만드는 일괄공정에는 매우 부적합하므로 마이크로센서를 만들 경우 단가가 매우 비싸게 된다. 그러나, 3중 브리지 구조의 3차원 가속도 센싱회로를 이용하면, 타축에 대한 감도가 매우 뛰어나므로, 차동증폭기 다음 단에 간단한 회로만을 사용함으로 마이크로센서를 일괄공정에 의하여 생산할 때 매우 유리하다.