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NTC thermistor를 사용한 voltage divider 회로에서 divider resistance결정
Determination of divider resistance in voltage divider circuits used NTC thermistor. 원문보기

한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(C), 2010 June 30, 2010년, pp.221 - 225  

구자훈 (한림대학교 컴퓨터공학과) ,  김종대 (한림대학교 유비쿼터스 컴퓨팅학과) ,  이완연 (한림대학교 유비쿼터스 컴퓨팅학과) ,  박찬영 (한림대학교 유비쿼터스 컴퓨팅학과) ,  김유섭 (한림대학교 유비쿼터스 컴퓨팅학과) ,  송혜정 (한림대학교 유비쿼터스 컴퓨팅학과)

초록
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본 연구에서는 제한된 온도 영역에서 보통 정밀 온도 측정 소자로 많이 쓰이는 NTC 써미스터를 사용하여 전압 분배 회로(voltage divider circuits)를 구성하였다. 분압 저항이 온도측정 해상도에 미치는 영향을 분석하고, 회로의 분압 저항을 결정하는 방법으로서 측정하고자 하는 온도 구간의 최대 온도와 최저 온도의 NTC 써미스터 저항 값을 조화평균을 사용하여 분압 저항(divider resistance)으로 사용하였다. 선택한 분압 저항이 이상적인 저항인지에 대하여 조화평균으로 계산한 분압 저항과 대조군 저항으로 전압 분배 회로를 병렬로 구성하였다. 센서들을 항온조 넣어 설정온도($50^{\circ}C$, $70^{\circ}C$, $90^{\circ}C$)에서 각각의 온도를 측정한 후 측정 데이터의 표준편차를 구하여 평균 온도 분해능을 비교 하는 실험을 하였다. 실험결과 측정온도 구간의 최대 온도와 최소 온도에서의 NTC 써미스터 저항 값을 조화평균으로 계산한 분압 저항 값이 대조군 저항에 비해 설정온도에서 보다 높은 평균 온도 분해능(sensing resolution)을 보였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 정해진 온도 집합에서의 평균 온도 분해능이 최고가 되도록 분압 저항 값을 선정하는 방법을 논한다. [1]에서는 이상적인 회로를 가정하고 simulation을 통해서 얻은 온도-전압 특성 곡선과 그 밖의 다른 사항 들을 고려해서 주관적으로 선정했다.
  • 이번 연구에서는 제한된 온도 영역에서 정밀 온도 측정 소자로 많이 쓰이는 NTC 써미스터를 사용하여 간단한 전압 분배회로를 구성하여 온도를 측정할 때, 측정하고자 하는 온도 구간의 최대 온도와 최저 온도에서의 써미스터 저항 값의 조화평균 값을 분압저항 값으로 결정하는 것이 온도 측정의 해상도를 높이는데 이상적인 값인지에 대해 실험을 통해서 증명해 보았다.

가설 설정

  • 정확한 온도 측정을 위해서는 센서를 calibration해서 사용해 한다. 이번 연구에서 사용하는 0.2℃ interchageable thermistor는 calibration하면 다수의 thermistor가 동질의 특성을 가질 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
NTC thermistor의 장점은? NTC thermistor는 제한된 온도 영역에서 보통 정밀 온도 측정 소자로 많이 쓰이는 platinum sensor보다 온도 상수가 10배 이상으로 민감도가 좋고, 저가격, 빠른 응답, 다양한 모양과 크기 등의 장점을 가지고 있다[1],[2]. 이와 같은 장점 때문에 제한된 온도 범위를 다루는 바이오메디컬 분야에서는 NTC thermistor가 주로 채택되고 있다[3].
온도 분해능에 지대한 영향을 미치는 것은? 결과적으로 온도 분해능은 온도와 분압 저항(divider resistance)의 함수가 되어 최적의 분압 저항 값을 선정해야 한다. 다시 말하면 분압 저항값은 온도 분해능에 지대한 영향을 미친다. 그러나 적절한 저항 값을 주관적 조사(subjective test)를 통하여 선정한 연구 외에는 체계적으로 조사한 연구가 찾아 볼 수가 없다[1].
NTC thermistor를 이용하여 온도를 측정할 경우 사용하는 브릿지회로의 단점은? NTC thermistor를 이용하여 온도를 측정할 경우 주로 브릿지회로나 분압기를 사용하며 비선형 특성으로 인하여 여러 가지 선형화 방법이 연구되었다[4-6]. 그러나 브릿지회로를 사용하여 멀티채널로 연결할 경우 채널 변경이 느리고 회로의 부피가 커진다는 단점이 있다[1]. NTC thermistor의 민감도가 매우 좋으므로 간단한 분압기로 정전압을 분압하여 ADC를 통하여 측정해도 좋은 해상도를 얻을 수 있다[1].
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