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문제 정의
- 본 논문은 저 궤도 인공위성에 적용된 서미스터의 온도 측정 정확도에 대한 분석 내용을 나타내었다.
가설 설정
- 이상적 전압값은 6311A stimulus 전류와 서미스터 저항값과의 산술적 곱에 의해 주어진 값이다. 그 다음 칼럼은 안정도 오차에 의해서 발생한 오차 전압, 노이즈에 의한 오차 전압, 그리고 하니스 저항에 의한 오차 전압값을 각각 나타내는 칼럼이며 이러한 오차 요인들의 합과 이상적인 전압의 합이 실제 측정되는 전압 (Measure(V))으로 가정하였으며 이러한 측정 전압을 선형보간법을 사용하여 온도로 변환한 것을 측정온도(Measure(C)) 칼럼에 나타내었다. 최종온도 오차는 가장 좌측의 온도와 선형보간법에 의해 구해진 온도와의 차이, 그리고 온도 센서 자체의 드리프트에 의한 0.
- 그림 3에 나타낸 정 전류 회로의 출력 전류안정도(stability) 분석의 결과를 아래 표 1에 정리하였다. 분석을 위하여 그림 3에 나타낸 OP AMP는 이상적인 OP AMP라고 가정을 하였으며 회로의 저항을 RNC90, RNC50 그리고 RM0603 모델인 경우에 대하여 각각의 출력 전류 안정도 분석 결과를 표 1에 나타내었다.
- 분석을 위하여 정 전류 회로를 공급하고 전압을 측정하는 박스에서 서미스터 센서까지의 거리는 10m, 정 전류는 1mA, 하니스의 종류는 22 AWG와 26 AWG 두 가지 경우로 가정하여 분석하였으며 그 결과를 표 2에 정리하였다. 분석 결과 22AWG 하니스를 사용할 경우 10m 거리에서 약 lmV 정도의 전압 강하가 발생하는 것으로 나타났다.
- 앞서 언급한 오차 요인들을 모두 고려하여 최악 조건 분석 (Worst Case Analysis)을 수행하였으며 각 오차 요인들의 최대 오차를 고려하여 온도 측정 시 얼마나 오차가 발생할 수 있는지 예측하고 이를 통하여 정확도를 추정하였다. 분석을 위하여 정 전류 회로의 출력 전류는 6311 A, 안정도(stability) 1%, 서미스터 센서까지의 거리 6.5m, 측정 노이즈는 10mV로 가정하였으며 또한 서미스터는 YSI-10을 사용하며, 22AWG 하니스를 사용하는 것으로 가정하고 분석하였다. 표 3에서 왼쪽에서부터 온도(T), 서미스터 저항값(R), 그리고 이상적 전압(perfect(V))을 나타낸다.
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