일반기술

적분형 용량 전압 변환장치

용량형 압력센서의 비선형성을 해결하는 적분형 용량-전압 변환장치를 제공한다.적분형 용량-전압 변환장치는, 스위치 커패시터 적분기와 차동증폭기로 구성되고, 인가된 압력에 반비례하는 압력센서의 용량을 선형적으로 가변되는 전압으로 변환하여 출력하는 것으로서 초기 전극간격의 90%에 해당하는 변위에 대해서 0.01%/FS 이하의 매우 낮은 비선형성을 갖고, 오프셋 용량과 기생용량에 대하여 둔감한 특성을 보였으며, 또한 신호처리의 필수 기능인 오프셋 보정과 이득조정 기능을 갖는다.본 발명의 목적은 별도의 메모리 등을 사용하지 않고, 압력센서의 비선형적인 용량변화를 선형적인 검출전압으로 변환하는 적분형 용량-전압 변환장치를 제공하는데 있다.본 발명의 다른 목적은 오프셋 및 이득 조절이 용이하고, 오프셋에 의한 선형성의 훼손을 최소로 할 수 있는 적분형 용량-전압 변환장치를 제공하는데 있다.본 발명의 또 다른 목적은 압력을 검출할 수 있는 다이내믹 범위를 넓히고, 감도를 향상시킬 수 있는 적분형 용량-전압 변환장치를 제공하는데 있다.일반적으로 정전용량형 압력센서가 가지고 있는 비선형성의 주요 요인은, 정전용량형 압력센서의 용량이 압력에 반비례하고, 압력센서의 신호 처리회로의 출력은 용량의 변화에 비례하기 때문으로서 압력센서의 신호를 처리하는 신호 처리회로의 출력전압이 압력센서의 압력에 따른 변위에 비례하도록 하는 것이 바람직하다.그러므로 본 발명의 적분형 용량-전압 변환장치는, 압력센서의 커패시터를 적분기의 피드백용 커패시터로 사용하여 압력센서의 압력 변화에 출력전압이 선형적으로 비례하도록 하는 것으로서 인가되는 압력에 따라 가변되는 완전 차동용량형 압력센서의 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터를 각기 통해 출력신호를 피드백시키면서 입력전압을 적분하는 적분기와, 상기 적분기가 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터를 통해 피드백시키면서 입력전압을 적분한 두 적분전압을 차동 증폭하는 차동 증폭기로 구성됨을 특징으로 한다.