관련 통계자료 다운로드 스마트 센서 구성도
최근 유비쿼터스가 화두로 떠오르면서 스마트 센서 기술이 관심을 모으고 있다. 네트워크 컴퓨팅 기술과 더불어 ‘똑똑한 센서’가 시공간을 초월해 필요한 정보를 얻고, 각종 장치들이 스스로 기능을 수행하는 데 중추적인 역할을 수행할 수 있기 때문이다.
스마트 센서란 한마디로 기존 센서 기술과 마이크로 컴퓨터 기술을 결합한 것이다. 즉 컴퓨터가 갖는 우수한 데이터 처리 능력, 판단 기능, 메모리 기능, 통신 기능 등 기존 센서에선 찾아볼 수 없던 많은 장점을 갖고 있다.
이러한 장점들은 에러·오프세트·비선형성 등 출력 데이터들을 보정하는 데 있어 ‘전자 트리밍(trimming)’을 수행할 수 있기 때문에 가능한 것으로 전문가들은 설명한다. 기존 센서는 후막 저항 레이저 트리밍이나 디스크리트 다이오드 퓨징(discrete diode fusing) 등 아날로그 트리밍 방식을 사용, 보정역할이 극히 제한적이다.
그러나 스마트 센서의 전자적 트리밍은 컴퓨터의 연산 기능과 메모리 기능을 이용해 수십 비트 이상의 보정 데이터를 스스로 산출해 내고 비휘발성메모리(EPROM·EEPROM)에 곧바로 저장할 수 있다. 또 전자 트리밍은 일괄테스트(batch test) 등을 가능하게 한다. 결국 많은 센서를 동시 테스트함으로써 제품가격을 낮추는 효과를 낼 수 있다.
전자 트리밍 기술의 또 다른 특징은 미세조정을 하기 위해 계수를 다시 변경할 수 있다는 점이다. 기존 아날로그 트리밍 방식의 경우 트리밍이 끝난 이후 이를 재조정하기 매우 어려웠다.
이처럼 스마트 센서는 센서상태를 자가감시하고 스스로 동작시간을 조절하는 역할을 한다. 예컨대 원격 센서의 상태를 적절하게 유지, 소비전력을 줄임으로써 원격감지시스템의 배터리 사용시간을 크게 증가시킬 수 있는 것이다.
특히 멤스(MEMS) 기술 발달에 힘입어 스마트 센서의 정밀도·성능이 향상되면서 압력·가속도·유량·영상·위치·온도·습도 등으로 그 활용 분야가 널리 확대되고 있는 추세다. 또 내장된 통신 기능을 통해 센서 네트워크를 구성, 자동차 등 소형 시스템에서부터 항공기·빌딩·공장·지능형도로 등에 이르는 대규모 시스템에 분산된 센서의 효율적인 신호들을 자동 수집하고 관리할 수 있다. 센서 크기가 소형화돼 자동차·항공기 경량화에도 유리하다.
따라서 21세기 인간 중심의 사회에선 자동차·의료·공장자동화·환경·운수·우주항공 등 산업 전 분야에 걸쳐 고성능 및 다기능화된 스마트 마이크로 센서 수요가 클 것으로 판단, 미국·일본 등 선진국들은 기술 확보에 박차를 가하고 있다.
전자부품연구원 이대성 선임연구원은 “최근 멤스 기술이 접목되면서 센서와 IC가 함께 집적화되고 이에 따라 스마트 센서 기술은 고정밀·초소형으로 발전되고 있다”며 “센서 분야의 기술 종속을 탈피하고 미래 수요에 대처하기 위해선 센서칩을 포함한 스마트 센서 기술 개발에 더욱 힘을 기울여야 할 것”이라고 말했다.
<안수민기자 smahn@etnews.co.kr>