JP2557570B2 - 放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方式 - Google Patents
放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方式Info
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- JP2557570B2 JP2557570B2 JP3076510A JP7651091A JP2557570B2 JP 2557570 B2 JP2557570 B2 JP 2557570B2 JP 3076510 A JP3076510 A JP 3076510A JP 7651091 A JP7651091 A JP 7651091A JP 2557570 B2 JP2557570 B2 JP 2557570B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両用燃料タ
ンク内の燃料のレベルを検出するためのレベルセンサに
関し、特に温度補償を行い、かつ短時間で精度よく液面
レベルを測定する方式に関する。
ンク内の燃料のレベルを検出するためのレベルセンサに
関し、特に温度補償を行い、かつ短時間で精度よく液面
レベルを測定する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】放熱式レベルセンサは、抵抗体であるセ
ンサの液面に対する浸漬深さによって抵抗が変化するこ
とを利用し、センサに定電流を流して加熱を行い、該セ
ンサの液面に応じた抵抗変化を電圧に変換して液体レベ
ルを検出する方式のセンサである。
ンサの液面に対する浸漬深さによって抵抗が変化するこ
とを利用し、センサに定電流を流して加熱を行い、該セ
ンサの液面に応じた抵抗変化を電圧に変換して液体レベ
ルを検出する方式のセンサである。
【０００３】このセンサの出力電圧は浸漬深さだけでな
く、周囲の温度によっても影響を受ける。
く、周囲の温度によっても影響を受ける。
【０００４】そこで、先に本出願人が開発した例えば特
開昭６３ー３１１９２７号公報に示すように、前記セン
サと同様な構造の温度補償用抵抗体を並設し、センサの
液面レベルに応じた抵抗値変化が温度補償用抵抗体との
接続点における電圧変化として現れることを利用して液
体のレベル測定を行うようにしていた。つまり、前記温
度補償用抵抗体は、センサとともに液体内に浸漬される
ものであるが、自己加熱されていないので、抵抗値は液
面のレベル変化には追随せず、周囲温度変化によっての
み抵抗値が変化し、これによって液体のレベル測定が自
動的に行われることになる。
開昭６３ー３１１９２７号公報に示すように、前記セン
サと同様な構造の温度補償用抵抗体を並設し、センサの
液面レベルに応じた抵抗値変化が温度補償用抵抗体との
接続点における電圧変化として現れることを利用して液
体のレベル測定を行うようにしていた。つまり、前記温
度補償用抵抗体は、センサとともに液体内に浸漬される
ものであるが、自己加熱されていないので、抵抗値は液
面のレベル変化には追随せず、周囲温度変化によっての
み抵抗値が変化し、これによって液体のレベル測定が自
動的に行われることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種の液体のレベル
測定を精度良く行うためには、センサおよび温度補償用
抵抗体の抵抗の温度係数を一定に揃える必要がある。
測定を精度良く行うためには、センサおよび温度補償用
抵抗体の抵抗の温度係数を一定に揃える必要がある。
【０００６】また、これらセンサおよび温度補償用抵抗
体は実際構造は、ロッド状の支持体の外周にＮｉ線をス
パイラル状に巻いたものであるため、熱容量が相当大き
く、安定した出力が得られるまでに数分を要し、特にタ
ンク容量が空に近くなり浸漬深さが少なくなると出力が
安定するまでに長い時間がかかっていた。
体は実際構造は、ロッド状の支持体の外周にＮｉ線をス
パイラル状に巻いたものであるため、熱容量が相当大き
く、安定した出力が得られるまでに数分を要し、特にタ
ンク容量が空に近くなり浸漬深さが少なくなると出力が
安定するまでに長い時間がかかっていた。
【０００７】このため、使用者側が不安定時期にメータ
を読み取った場合などには液面レベルに間違いを生じ、
実用上問題となる。
を読み取った場合などには液面レベルに間違いを生じ、
実用上問題となる。
【０００８】さらにまた、前記抵抗体は実際には、セン
サよりも高い抵抗値が必要であるため、抵抗線が長くな
り熱容量が異なる。このため周囲温度が変化した場合、
その変化の間は両者に温度差が生じ、一時的に液体のレ
ベル測定誤差が生ずる欠点があった。
サよりも高い抵抗値が必要であるため、抵抗線が長くな
り熱容量が異なる。このため周囲温度が変化した場合、
その変化の間は両者に温度差が生じ、一時的に液体のレ
ベル測定誤差が生ずる欠点があった。
【０００９】本発明は以上の欠点に鑑みなされたもので
あって、第１の発明は温度補償用抵抗体をなくし、該抵
抗体を並設することによる前述の問題点を解決し、液体
のレベル測定精度の向上および短時間での測定ができる
ようにした放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定
方式を提供することを目的とする。
あって、第１の発明は温度補償用抵抗体をなくし、該抵
抗体を並設することによる前述の問題点を解決し、液体
のレベル測定精度の向上および短時間での測定ができる
ようにした放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定
方式を提供することを目的とする。
【００１０】また、第２の発明および第３の発明は、第
１の発明よりさらに測定精度を向上させた、放熱式レベ
ルセンサによる液体のレベル測定方式を提供することを
目的とする。
１の発明よりさらに測定精度を向上させた、放熱式レベ
ルセンサによる液体のレベル測定方式を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、抵抗体であるセンサに間欠
的に定電流を流すパルス回路と、前記センサから出力さ
れる初期電圧を記憶する記憶手段と、初期状態から所定
時間経過までの出力電圧を前記初期電圧で割り算する演
算手段と、前記演算手段から得られた出力の時間に対す
る上昇勾配から定常状態となる定常電圧を予測する予測
手段とを備え、この演算結果を液体のレベル出力として
表示手段に出力することを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、抵抗体であるセンサに間欠
的に定電流を流すパルス回路と、前記センサから出力さ
れる初期電圧を記憶する記憶手段と、初期状態から所定
時間経過までの出力電圧を前記初期電圧で割り算する演
算手段と、前記演算手段から得られた出力の時間に対す
る上昇勾配から定常状態となる定常電圧を予測する予測
手段とを備え、この演算結果を液体のレベル出力として
表示手段に出力することを特徴とする。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、抵抗体であ
るセンサに間欠的に定電流を流すパルス回路と、前記セ
ンサから出力される初期電圧を記憶する記憶手段と、初
期状態から所定時間経過までの出力電圧を前記初期電圧
で割り算する演算手段と、前記演算手段から得られた出
力の時間に対する上昇勾配から定常状態となる定常電圧
を予測する予測手段と、前記予測手段からの定常電圧か
ら、初期電圧に予め設定した係数を乗じて得た修正値を
減算し修正定常電圧を得る修正手段とを備えこの修正結
果を液体のレベル出力として表示手段に出力することを
特徴とする。
るセンサに間欠的に定電流を流すパルス回路と、前記セ
ンサから出力される初期電圧を記憶する記憶手段と、初
期状態から所定時間経過までの出力電圧を前記初期電圧
で割り算する演算手段と、前記演算手段から得られた出
力の時間に対する上昇勾配から定常状態となる定常電圧
を予測する予測手段と、前記予測手段からの定常電圧か
ら、初期電圧に予め設定した係数を乗じて得た修正値を
減算し修正定常電圧を得る修正手段とを備えこの修正結
果を液体のレベル出力として表示手段に出力することを
特徴とする。
【００１３】さらにまた、請求項３記載の発明は、抵抗
体であるセンサに間欠的に定電流を流すパルス回路と、
前記センサから出力される初期電圧を記憶する記憶手段
と、初期状態から所定時間経過までの出力電圧を前記初
期電圧で割り算する演算手段と、演算手段から得られた
出力の時間に対する上昇勾配から補償勾配を演算決定す
る勾配決定手段と、この手段による補償勾配の所定の時
間位置における出力から、初期電圧に予め設定した係数
を乗じて得た修正値を減算し、この減算された修正出力
に基づき前記補償勾配を修正して修正補償勾配を演算決
定する勾配修正手段と、この手段からの修正補償勾配に
基づいて定常状態となる定常電圧を演算予測する予測手
段と、これの演算結果を液体のレベル出力として表示す
る表示手段とから構成されたことを特徴とする。
体であるセンサに間欠的に定電流を流すパルス回路と、
前記センサから出力される初期電圧を記憶する記憶手段
と、初期状態から所定時間経過までの出力電圧を前記初
期電圧で割り算する演算手段と、演算手段から得られた
出力の時間に対する上昇勾配から補償勾配を演算決定す
る勾配決定手段と、この手段による補償勾配の所定の時
間位置における出力から、初期電圧に予め設定した係数
を乗じて得た修正値を減算し、この減算された修正出力
に基づき前記補償勾配を修正して修正補償勾配を演算決
定する勾配修正手段と、この手段からの修正補償勾配に
基づいて定常状態となる定常電圧を演算予測する予測手
段と、これの演算結果を液体のレベル出力として表示す
る表示手段とから構成されたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】請求項１に記載の第１の発明においては、定電
流を流す初期段階では、センサはほとんど加熱されてい
ないので、初期電圧は周囲温度による抵抗値に基づく出
力電圧と見なすことができ、加熱状態のセンサから出力
される電圧をこの値で割ることで、液体のレベル測定出
力が得られる。
流を流す初期段階では、センサはほとんど加熱されてい
ないので、初期電圧は周囲温度による抵抗値に基づく出
力電圧と見なすことができ、加熱状態のセンサから出力
される電圧をこの値で割ることで、液体のレベル測定出
力が得られる。
【００１５】また、測定時間を短くするために、通電後
からの液体のレベル測定出力をサンプリングし、通電時
間に対する出力に近似させることで、十分時間が経過し
た後のレベル出力を得ることができる。
からの液体のレベル測定出力をサンプリングし、通電時
間に対する出力に近似させることで、十分時間が経過し
た後のレベル出力を得ることができる。
【００１６】また、請求項２記載の第２の発明および請
求項３記載の第３の発明は、前記第１の発明よりさらに
温度補償の精度を向上させた放熱式レベルセンサによる
液体のレベル測定方式であって、第２および第３の発明
を説明する前に、第１の発明のパルス方式によるレベル
測定の温度補償につき、さらに詳述する。
求項３記載の第３の発明は、前記第１の発明よりさらに
温度補償の精度を向上させた放熱式レベルセンサによる
液体のレベル測定方式であって、第２および第３の発明
を説明する前に、第１の発明のパルス方式によるレベル
測定の温度補償につき、さらに詳述する。
【００１７】パルス方式において数秒間、一定の電流を
通電する。電流通電によりセンサ電圧は上昇し、その上
昇量は液面レベルに比例する。しかし、電流通電終了時
のタンクがＦＵＬＬの場合と、ＥＭＰＴＹの場合の電圧
差は小さく、実用的分解能は得られない。そこで、前述
の上昇量に代わり、電圧立ち上がりの平均的な傾きから
液面レベルに比例した出力を得ることにした。これは第
１の発明であって、具体的には例えば数ｍｓｅｃごとに
センサ電圧をデジタル入力し、マイコンにより１次近似
処理を行って傾き（補償勾配）を求め、出力分解能を上
げた。
通電する。電流通電によりセンサ電圧は上昇し、その上
昇量は液面レベルに比例する。しかし、電流通電終了時
のタンクがＦＵＬＬの場合と、ＥＭＰＴＹの場合の電圧
差は小さく、実用的分解能は得られない。そこで、前述
の上昇量に代わり、電圧立ち上がりの平均的な傾きから
液面レベルに比例した出力を得ることにした。これは第
１の発明であって、具体的には例えば数ｍｓｅｃごとに
センサ電圧をデジタル入力し、マイコンにより１次近似
処理を行って傾き（補償勾配）を求め、出力分解能を上
げた。
【００１８】図５（ａ），同図（ｂ）は横軸に時間をと
り、縦軸に電流値、抵抗値をそれぞれとった線図で、曲
線ａは定電流を、曲線ｂは周囲温度が低い場合の空気中
通電による抵抗値変化を、曲線ｃは周囲温度が高い場合
の空気中通電による抵抗値の変化を示す。電流は時間ｔ
0 から始まり、時間ｔ0 ′で安定した状態となる。
り、縦軸に電流値、抵抗値をそれぞれとった線図で、曲
線ａは定電流を、曲線ｂは周囲温度が低い場合の空気中
通電による抵抗値変化を、曲線ｃは周囲温度が高い場合
の空気中通電による抵抗値の変化を示す。電流は時間ｔ
0 から始まり、時間ｔ0 ′で安定した状態となる。
【００１９】この図が示すように、抵抗値は周囲温度に
より異なった変化を示す。
より異なった変化を示す。
【００２０】時間ｔにおける抵抗は、周囲温度による抵
抗の変化を考慮すると、数１となる。
抗の変化を考慮すると、数１となる。
【００２１】
【数１】
【００２２】抵抗値は周囲温度により変わるので、その
影響を補償する必要がある。電流通電直後は上述したよ
うに、ほとんど加熱されないので、通電前の周囲温度に
相当した抵抗値と同じである。（液体のレベルとは無関
係である。）図５（ａ）におけるｔ＝ｔ1 の抵抗値は数
２となる。
影響を補償する必要がある。電流通電直後は上述したよ
うに、ほとんど加熱されないので、通電前の周囲温度に
相当した抵抗値と同じである。（液体のレベルとは無関
係である。）図５（ａ）におけるｔ＝ｔ1 の抵抗値は数
２となる。
【００２３】
【数２】
【００２４】そこで、電流通電直後の抵抗値（以下、初
期抵抗値と称する。数２）をメモリに入れ、各時間でサ
ンプリングした抵抗値を割ることで周囲温度の影響を補
償する。
期抵抗値と称する。数２）をメモリに入れ、各時間でサ
ンプリングした抵抗値を割ることで周囲温度の影響を補
償する。
【００２５】時間ｔにおける補償された抵抗値を数３に
示す。
示す。
【００２６】
【数３】
【００２７】図６（ａ）における抵抗曲線ｂ′、ｃ′
は、図５（ａ）における抵抗曲線ｂ、ｃに対し周囲温度
の影響を補償したものである。
は、図５（ａ）における抵抗曲線ｂ、ｃに対し周囲温度
の影響を補償したものである。
【００２８】しかし、本図はこのように周囲温度を補償
した場合でも、周囲温度により勾配（補償勾配）は異な
り出力に差が生じることを示している。
した場合でも、周囲温度により勾配（補償勾配）は異な
り出力に差が生じることを示している。
【００２９】図７は周囲温度と出力（最終の定常電圧）
との関係を示したもので、補償前の出力線ｄに対し、補
償後の出力線ｄ′はほぼ一定の出力を示しているが、周
囲温度が高くなるにつれ、出力が増加している。
との関係を示したもので、補償前の出力線ｄに対し、補
償後の出力線ｄ′はほぼ一定の出力を示しているが、周
囲温度が高くなるにつれ、出力が増加している。
【００３０】また、図８は初期電圧（初期抵抗）も周囲
温度の上昇とともに上昇することを示す。
温度の上昇とともに上昇することを示す。
【００３１】上述のように、周囲温度補償後において
も、周囲温度上昇により出力が上昇し、定常出力が一致
しないのは、次のような理由によるものと考えられる。
も、周囲温度上昇により出力が上昇し、定常出力が一致
しないのは、次のような理由によるものと考えられる。
【００３２】すなわち、抵抗値が大きいと電流通電によ
る抵抗値の変化量も大きくなるが、前述した補償方式に
よれば、初期抵抗値（初期電圧値）で割ることで規格化
され、時間に対する傾きは変わらない。つまり、周囲温
度による抵抗値の違いや、同一温度におけるサンプル間
の抵抗値の差が与える影響は補償される。これは請求項
１記載の発明である。
る抵抗値の変化量も大きくなるが、前述した補償方式に
よれば、初期抵抗値（初期電圧値）で割ることで規格化
され、時間に対する傾きは変わらない。つまり、周囲温
度による抵抗値の違いや、同一温度におけるサンプル間
の抵抗値の差が与える影響は補償される。これは請求項
１記載の発明である。
【００３３】一方、センサ全体の発熱量は抵抗値が大き
い方が当然多い。センサの一部分からの発熱量が、他に
影響を与えないなら上述の温度補償でよい。ところがセ
ンサ表面では対流が発生しているために、下部から通電
により発生した熱が、上へ移動する。
い方が当然多い。センサの一部分からの発熱量が、他に
影響を与えないなら上述の温度補償でよい。ところがセ
ンサ表面では対流が発生しているために、下部から通電
により発生した熱が、上へ移動する。
【００３４】上述したように、温度補償する際には、電
流通電直後の抵抗値（電圧値）を使い割り算している。
このときは対流が起きていないが、その直後から徐々に
下部からセンサ表面を伝わって暖められた空気が上昇
し、センサが暖められ抵抗値も上昇する。したがって、
ある短い通電時間においては、通電時間が長くなるにつ
れ、抵抗値が上昇する割合も大きくなることが推測され
る。そして、この割合は通電前の抵抗値に比例すると考
えられる。
流通電直後の抵抗値（電圧値）を使い割り算している。
このときは対流が起きていないが、その直後から徐々に
下部からセンサ表面を伝わって暖められた空気が上昇
し、センサが暖められ抵抗値も上昇する。したがって、
ある短い通電時間においては、通電時間が長くなるにつ
れ、抵抗値が上昇する割合も大きくなることが推測され
る。そして、この割合は通電前の抵抗値に比例すると考
えられる。
【００３５】次ぎにこれを裏付けるデータを示す。すな
わち、抵抗値の違うセンサを作成して定電流を流し、初
期電圧と出力電圧（定常電圧）との関係を調べた。これ
の結果は図９に示すように、初期電圧が高いほど出力電
圧は高くなり、その発熱も大きくなる。
わち、抵抗値の違うセンサを作成して定電流を流し、初
期電圧と出力電圧（定常電圧）との関係を調べた。これ
の結果は図９に示すように、初期電圧が高いほど出力電
圧は高くなり、その発熱も大きくなる。
【００３６】そこで、第２の発明は、第１の発明により
得られた定常電圧を修正して対流の影響を取り除いたも
のである。すなわち、割り算により得られた上昇勾配か
ら予測した定常電圧ＶｔC から、初期電圧Ｖ1 に設定係
数Ｇ1 を乗じた修正値を減じ、修正定常電圧Ｖ″ｔC を
レベル測定値とし、対流の影響を除去したものである。
すなわち Ｖ″ｔC ＝ＶｔC −Ｖ1 ×Ｇ1 なお、係数Ｇ1 は、センサ、タンクの構成などにより、
実験的に求めればよい。
得られた定常電圧を修正して対流の影響を取り除いたも
のである。すなわち、割り算により得られた上昇勾配か
ら予測した定常電圧ＶｔC から、初期電圧Ｖ1 に設定係
数Ｇ1 を乗じた修正値を減じ、修正定常電圧Ｖ″ｔC を
レベル測定値とし、対流の影響を除去したものである。
すなわち Ｖ″ｔC ＝ＶｔC −Ｖ1 ×Ｇ1 なお、係数Ｇ1 は、センサ、タンクの構成などにより、
実験的に求めればよい。
【００３７】次ぎに、第３の発明においては、第１の発
明において各出力を初期電圧で割り算し、この出力の時
間に対する勾配を演算し、これを周囲温度を補償した補
償勾配とし、これにより定常状態の電圧を予測して求め
た。本発明はこの補償勾配がなお誤差を含んでいるのを
補正するものであるが、上述したように、この誤差は初
期電圧の大小に比例して生ずると考えられるので、予め
設定した時間位置における補償勾配による出力（Ｖｐ）
から、初期電圧Ｖ1 に予め設定した設定係数Ｇ2 を乗じ
た修正値を減じ、この減算により得られた修正出力Ｖ′
ｐに基づいて修正補償勾配を設定する方式である。すな
わち Ｖ′ｐ＝ＶｐーＶ1 ×Ｇ2 である。
明において各出力を初期電圧で割り算し、この出力の時
間に対する勾配を演算し、これを周囲温度を補償した補
償勾配とし、これにより定常状態の電圧を予測して求め
た。本発明はこの補償勾配がなお誤差を含んでいるのを
補正するものであるが、上述したように、この誤差は初
期電圧の大小に比例して生ずると考えられるので、予め
設定した時間位置における補償勾配による出力（Ｖｐ）
から、初期電圧Ｖ1 に予め設定した設定係数Ｇ2 を乗じ
た修正値を減じ、この減算により得られた修正出力Ｖ′
ｐに基づいて修正補償勾配を設定する方式である。すな
わち Ｖ′ｐ＝ＶｐーＶ1 ×Ｇ2 である。
【００３８】なお、前記係数Ｇ2 はセンサ、タンク、の
構成、設定する時間位置などに対応して実験的に設定す
ればよい。
構成、設定する時間位置などに対応して実験的に設定す
ればよい。
【００３９】
【実施例】以下、これら発明の第１実施例、第２実施例
および第３実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
および第３実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【００４０】まず、第１実施例につき説明する。これは
第１の発明の実施例で、図１において１は燃料タンク、
ＦＬはタンク１内に浸漬した抵抗体となるレベルセンサ
である。
第１の発明の実施例で、図１において１は燃料タンク、
ＦＬはタンク１内に浸漬した抵抗体となるレベルセンサ
である。
【００４１】このレベルセンサＦＬの両端には、パルス
回路２を通じて定電流Ｉが流される。この電流Ｉを流す
ことによりレベルセンサＦＬの両端に生じた出力電圧Ｖ
ｐはＡＤ変換部３を通じてＣＰＵ４に取込まれる。
回路２を通じて定電流Ｉが流される。この電流Ｉを流す
ことによりレベルセンサＦＬの両端に生じた出力電圧Ｖ
ｐはＡＤ変換部３を通じてＣＰＵ４に取込まれる。
【００４２】パルス回路２から発生する電流Ｉは、第２
図（ｂ）に示すようにｔ0 〜ｔF までの周期を有する大
周期が、冷却時間をおいて繰り返す態様となっており、
その全体の周期は３秒程度に設定されている。ただし、
回路の立ち上がりから定電流Ｉになるのにｔ0 ′が必要
である。
図（ｂ）に示すようにｔ0 〜ｔF までの周期を有する大
周期が、冷却時間をおいて繰り返す態様となっており、
その全体の周期は３秒程度に設定されている。ただし、
回路の立ち上がりから定電流Ｉになるのにｔ0 ′が必要
である。
【００４３】したがって電圧Ｖｐは、第２図（ａ）に示
すように、その周期ごとに初期状態から液面のレベル
（レベルが低いと勾配が大きく、高いと勾配が小さい）
に応じた勾配で上昇するサイクルを繰り返し、順次ＣＰ
Ｕ４に取込まれその時刻データとともに、順次ＣＰＵ４
内の記憶部に記憶される（図の拡大部分）。ＣＰＵ４と
記憶部とで記憶手段４ａが構成される。
すように、その周期ごとに初期状態から液面のレベル
（レベルが低いと勾配が大きく、高いと勾配が小さい）
に応じた勾配で上昇するサイクルを繰り返し、順次ＣＰ
Ｕ４に取込まれその時刻データとともに、順次ＣＰＵ４
内の記憶部に記憶される（図の拡大部分）。ＣＰＵ４と
記憶部とで記憶手段４ａが構成される。
【００４４】ここで、初期電圧、すなわちｔ1 での出力
電圧Ｖ1は、電流ＩによってはセンサＦＬが加熱されて
いない状態の出力電圧と見なすことができる。
電圧Ｖ1は、電流ＩによってはセンサＦＬが加熱されて
いない状態の出力電圧と見なすことができる。
【００４５】つまり、従来の温度補償用抵抗と同様の抵
抗値に基づく出力電圧と見なすことができ、ＣＰＵ４は
この初期出力電圧を記憶し、ＣＰＵ４で構成される演算
手段４ｂは続けて入力される電圧Ｖｔ2 〜ＶｔF の値を
この初期電圧Ｖ1 で割り算を行うことで、これら出力の
時間に対する上昇勾配を得、これを予測手段４ｃで処理
して、周囲温度に対し補償された出力の補償勾配が得ら
れ、これから液体のレベル測定データ（定常状態の電圧
ＶｔC ）を得られる。このデータに基づき表示部５に液
体のレベル測定したレベル出力を表示させる。
抗値に基づく出力電圧と見なすことができ、ＣＰＵ４は
この初期出力電圧を記憶し、ＣＰＵ４で構成される演算
手段４ｂは続けて入力される電圧Ｖｔ2 〜ＶｔF の値を
この初期電圧Ｖ1 で割り算を行うことで、これら出力の
時間に対する上昇勾配を得、これを予測手段４ｃで処理
して、周囲温度に対し補償された出力の補償勾配が得ら
れ、これから液体のレベル測定データ（定常状態の電圧
ＶｔC ）を得られる。このデータに基づき表示部５に液
体のレベル測定したレベル出力を表示させる。
【００４６】なお、センサＦＬの熱容量は大きいのでＶ
ｔ0 〜ＶｔF までのサンプリング電圧では定常的な電圧
レベルに至るまでには至らない。
ｔ0 〜ＶｔF までのサンプリング電圧では定常的な電圧
レベルに至るまでには至らない。
【００４７】他方、例えばｔ1 〜ｔn までの期間、例え
ば５秒間で１０ｍｓｅｃのサンプリング間隔であると５
００ケのサンプリング電圧をえられる。
ば５秒間で１０ｍｓｅｃのサンプリング間隔であると５
００ケのサンプリング電圧をえられる。
【００４８】したがって予測手段を構成するＣＰＵ４に
は第３図に示すように、その上昇勾配から補償勾配を決
定し、これに基づいて定常状態となる時間ｔcにおける
近似的な電圧Ｖｔc を演算するプログラムが内蔵され、
その値を表示部５に表示させることにより、大きな出力
電圧で表示を行うことができる。
は第３図に示すように、その上昇勾配から補償勾配を決
定し、これに基づいて定常状態となる時間ｔcにおける
近似的な電圧Ｖｔc を演算するプログラムが内蔵され、
その値を表示部５に表示させることにより、大きな出力
電圧で表示を行うことができる。
【００４９】次ぎに第２実施例につき図１〜図３を参照
して説明する。これは第２の発明の実施例であって、第
１実施例とほぼ同様な構成であるが、修正手段４ｆを有
する点が相違する。
して説明する。これは第２の発明の実施例であって、第
１実施例とほぼ同様な構成であるが、修正手段４ｆを有
する点が相違する。
【００５０】すなわち、第１実施例により得られた定常
電圧ＶｔC を修正して対流の影響を取り除いたものであ
る。すなわち、ＣＰＵ４により構成される修正手段４ｆ
においては、割り算により得られた上昇勾配に基づいて
予測した定常電圧ＶｔC から、初期電圧Ｖ1 に設定係数
Ｇ1を乗じた修正値を減じ、修正定常電圧Ｖ″ｔC をレ
ベル測定値とし、表示部５に出力する。対流の影響を除
去したものである。すなわち Ｖ″ｔC ＝ＶｔC −Ｖ1 ×Ｇ1 なお、係数Ｇ1 は、センサＦＬ、タンクの構成などによ
り、実験的に求めればよい。
電圧ＶｔC を修正して対流の影響を取り除いたものであ
る。すなわち、ＣＰＵ４により構成される修正手段４ｆ
においては、割り算により得られた上昇勾配に基づいて
予測した定常電圧ＶｔC から、初期電圧Ｖ1 に設定係数
Ｇ1を乗じた修正値を減じ、修正定常電圧Ｖ″ｔC をレ
ベル測定値とし、表示部５に出力する。対流の影響を除
去したものである。すなわち Ｖ″ｔC ＝ＶｔC −Ｖ1 ×Ｇ1 なお、係数Ｇ1 は、センサＦＬ、タンクの構成などによ
り、実験的に求めればよい。
【００５１】次ぎに第３実施例につき図１、図３、図４
（ａ）および同図（ｂ）を参照して説明する。
（ａ）および同図（ｂ）を参照して説明する。
【００５２】本実施例は、第３の発明の実施例であっ
て、第１実施例とほぼ同様な構成であり、センサＦＬ、
これに定電流を通電するパルス回路２、これの初期電圧
Ｖ1 を記憶する記憶手段４ａ、出力電圧Ｖｐを初期電圧
Ｖ1で割り算する演算手段４ｂ、予測手段４ｃを有する
が、さらに勾配決定手段（ＣＰＵ）４ｄと、勾配修正手
段（ＣＰＵ）４ｅを設けた点が第１実施例と相違してい
る。
て、第１実施例とほぼ同様な構成であり、センサＦＬ、
これに定電流を通電するパルス回路２、これの初期電圧
Ｖ1 を記憶する記憶手段４ａ、出力電圧Ｖｐを初期電圧
Ｖ1で割り算する演算手段４ｂ、予測手段４ｃを有する
が、さらに勾配決定手段（ＣＰＵ）４ｄと、勾配修正手
段（ＣＰＵ）４ｅを設けた点が第１実施例と相違してい
る。
【００５３】勾配決定手段４ｄは、演算手段４ｂで出力
電圧Ｖ1 、Ｖｔ2 F 、Ｖｔ3 F ……に対して初期電圧Ｖ
1 で割り算を行ったが、この割り算結果からの上昇勾配
を処理して平均勾配を算出し、補償勾配ｍを演算決定す
る。
電圧Ｖ1 、Ｖｔ2 F 、Ｖｔ3 F ……に対して初期電圧Ｖ
1 で割り算を行ったが、この割り算結果からの上昇勾配
を処理して平均勾配を算出し、補償勾配ｍを演算決定す
る。
【００５４】次ぎに勾配修正手段４ｅでは、この補償勾
配ｍからセンサの加熱による対流の影響を除去修正す
る。すなわち、補償勾配ｍの所定時間位置、例えばｔF
における出力ＶｔFFから、初期電圧Ｖ1 に係数Ｇ2 を乗
じた修正値Ｖ1 ×Ｇ2 を減じ、修正出力Ｖ′ｔFFを求
め、これに基づいて修正補償勾配ｎを演算決定する。
配ｍからセンサの加熱による対流の影響を除去修正す
る。すなわち、補償勾配ｍの所定時間位置、例えばｔF
における出力ＶｔFFから、初期電圧Ｖ1 に係数Ｇ2 を乗
じた修正値Ｖ1 ×Ｇ2 を減じ、修正出力Ｖ′ｔFFを求
め、これに基づいて修正補償勾配ｎを演算決定する。
【００５５】それから、この修正補償勾配ｎに基づき、
定常状態の出力電圧Ｖ′ｔC を算出し、表示部５に表示
させるまでは第１実施例と同様なので、詳細な説明を省
略する。
定常状態の出力電圧Ｖ′ｔC を算出し、表示部５に表示
させるまでは第１実施例と同様なので、詳細な説明を省
略する。
【００５６】なお、前記所定時間位置ｔF は上述の位置
に限定されず、どこでもよい。また係数Ｇ2 は実験的に
決定すれば良く、所定時間位置との関係において決定さ
れる。
に限定されず、どこでもよい。また係数Ｇ2 は実験的に
決定すれば良く、所定時間位置との関係において決定さ
れる。
【００５７】
【発明の効果】以上実施例によって説明したように、こ
の発明の放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方
式にあっては、液体のレベル測定用抵抗体をなくし、該
抵抗体を並設することによる問題点である抵抗値の温度
係数差による出力誤差がなく、また、熱容量差による一
時的な出力誤差がなく、さらには出力が安定するまでの
間の待ち時間がないので、速やかに計測値を表示できる
などの利点がある。
の発明の放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方
式にあっては、液体のレベル測定用抵抗体をなくし、該
抵抗体を並設することによる問題点である抵抗値の温度
係数差による出力誤差がなく、また、熱容量差による一
時的な出力誤差がなく、さらには出力が安定するまでの
間の待ち時間がないので、速やかに計測値を表示できる
などの利点がある。
【００５８】さらにまた、第２の発明および第３の発明
においては、周囲温度に対する補償のみならず、センサ
の対流による影響も補償したので、極めて高精度に測定
ができる。
においては、周囲温度に対する補償のみならず、センサ
の対流による影響も補償したので、極めて高精度に測定
ができる。
【図１】第１、第２および第３の発明の各実施例のシス
テム構成を示すブロック図。
テム構成を示すブロック図。
【図２】第１の発明および第２の発明の各実施例におけ
るパルス回路から発生する電流の周期とセンサからの出
力電圧との関係を示すグラフ。
るパルス回路から発生する電流の周期とセンサからの出
力電圧との関係を示すグラフ。
【図３】第１、第２および第３の発明の各実施例におけ
る定常状態になるまでの電圧変化を示すグラフ。
る定常状態になるまでの電圧変化を示すグラフ。
【図４】第３の発明の実施例におけるパルス回路から発
生する電流の周期とセンサからの出力電圧との関係を示
し、かつ補償勾配設定を説明するグラフ。
生する電流の周期とセンサからの出力電圧との関係を示
し、かつ補償勾配設定を説明するグラフ。
【図５】第１、第２および第３の発明の作用を説明する
線図で、パルス回路から発生する電流と通電によるセン
サ抵抗値の変化を示すグラフ。
線図で、パルス回路から発生する電流と通電によるセン
サ抵抗値の変化を示すグラフ。
【図６】同じくパルス回路から発生する電流と温度補償
された抵抗値との関係を示すグラフ。
された抵抗値との関係を示すグラフ。
【図７】同じく周囲温度とセンサ出力（定常状態）との
関係を示すグラフ。
関係を示すグラフ。
【図８】同じく周囲温度とセンサ初期電圧との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
【図９】第２および第３の発明の作用を説明する線図
で、初期電圧とセンサ出力電圧との関係を示すグラフ。
で、初期電圧とセンサ出力電圧との関係を示すグラフ。
【図１０】同じく周囲温度と温度補償されたセンサの出
力との関係を示すグラフ。
力との関係を示すグラフ。
ＦＬ レベルセンサ Ｇ1 係数 Ｇ2 係数 ｍ 補償勾配 ｎ 修正補償勾配 Ｖ1 初期電圧 ＶｔC 定常電圧 Ｖ′ｔC 修正定常電圧 ｔF 所定時間位置 Ｖ′ｔFF 修正出力 ２ パルス回路 ４ ＣＰＵ ４ａ 記憶手段（ＣＰＵ） ４ｂ 演算手段（ＣＰＵ） ４ｃ 予測手段（ＣＰＵ） ４ｄ 勾配決定手段（ＣＰＵ） ４ｅ 勾配修正手段（ＣＰＵ） ４ｆ 修正手段（ＣＰＵ） ５ 表示手段
Claims (3)
- 【請求項１】 抵抗体であるセンサに間欠的に定電流を
流すパルス回路と、前記センサから出力される初期電圧
を記憶する記憶手段と、初期状態から所定時間経過まで
の出力電圧を前記初期電圧で割り算する演算手段と、前
記演算手段から得られた出力の時間に対する上昇勾配か
ら定常状態となる定常電圧を予測する予測手段とを備
え、この演算結果を液体のレベル出力として表示手段に
出力することを特徴とする放熱式レベルセンサによる液
体のレベル測定方式。 - 【請求項２】 抵抗体であるセンサに間欠的に定電流を
流すパルス回路と、前記センサから出力される初期電圧
を記憶する記憶手段と、初期状態から所定時間経過まで
の出力電圧を前記初期電圧で割り算する演算手段と、前
記演算手段から得られた出力の時間に対する上昇勾配か
ら定常状態となる定常電圧を予測する予測手段と、前記
予測手段からの定常電圧から、初期電圧に予め設定した
係数を乗じて得た修正値を減算し修正定常電圧を得る修
正手段とを備えこの修正結果を液体のレベル出力として
表示手段に出力することを特徴とする放熱式レベルセン
サによる液体のレベル測定方式。 - 【請求項３】 抵抗体であるセンサに間欠的に定電流を
流すパルス回路と、前記センサから出力される初期電圧
を記憶する記憶手段と、初期状態から所定時間経過まで
の出力電圧を前記初期電圧で割り算する演算手段と、演
算手段から得られた出力の時間に対する上昇勾配から補
償勾配を演算決定する勾配決定手段と、この手段による
補償勾配の所定の時間位置における出力から、初期電圧
に予め設定した係数を乗じて得た修正値を減算し、この
減算された修正出力に基づき前記補償勾配を修正して修
正補償勾配を演算決定する勾配修正手段と、この手段か
らの修正補償勾配に基づいて定常状態となる定常電圧を
演算予測する予測手段と、これの演算結果を液体のレベ
ル出力として表示する表示手段とから構成されたことを
特徴とする放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3076510A JP2557570B2 (ja) | 1990-04-10 | 1991-04-09 | 放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方式 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-93097 | 1990-04-10 | ||
| JP9309790 | 1990-04-10 | ||
| JP3076510A JP2557570B2 (ja) | 1990-04-10 | 1991-04-09 | 放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218723A JPH04218723A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2557570B2 true JP2557570B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=26417657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3076510A Expired - Fee Related JP2557570B2 (ja) | 1990-04-10 | 1991-04-09 | 放熱式レベルセンサによる液体のレベル測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557570B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3754850A1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-12-23 | TE Connectivity Norge AS | Sensor assembly for measuring the level of a liquid |
| CN114216541B (zh) * | 2021-11-06 | 2025-01-03 | 深圳市矽海半导体有限公司 | 一种温度补偿式的液位检测算法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0789074B2 (ja) * | 1987-07-30 | 1995-09-27 | ダイキン工業株式会社 | 液面検知装置 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3076510A patent/JP2557570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04218723A (ja) | 1992-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |