JP2000356657A - 電圧計測システム - Google Patents
電圧計測システムInfo
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- JP2000356657A JP2000356657A JP11167798A JP16779899A JP2000356657A JP 2000356657 A JP2000356657 A JP 2000356657A JP 11167798 A JP11167798 A JP 11167798A JP 16779899 A JP16779899 A JP 16779899A JP 2000356657 A JP2000356657 A JP 2000356657A
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- power supply
- supply line
- signal processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で高精度の計測が可能な電圧計測システ
ムを提供する。 【解決手段】 電圧計測システムは、センサ1と信号処
理回路2とにより構成される。センサ1は、安定化され
ていない電源ライン3に直接接続されて計測すべき物理
量の変化を電圧値の変化として検出する。信号処理回路
2は、センサ1からの出力電圧V1をA/D変換したの
ち信号処理する。信号処理回路2は、電源ライン3の電
源電圧を一定の比率で分圧して得られた参照電圧V2を
使用して、電源ライン3の電圧変動に基づくセンサ1の
出力電圧の変動をキャンセルする。
ムを提供する。 【解決手段】 電圧計測システムは、センサ1と信号処
理回路2とにより構成される。センサ1は、安定化され
ていない電源ライン3に直接接続されて計測すべき物理
量の変化を電圧値の変化として検出する。信号処理回路
2は、センサ1からの出力電圧V1をA/D変換したの
ち信号処理する。信号処理回路2は、電源ライン3の電
源電圧を一定の比率で分圧して得られた参照電圧V2を
使用して、電源ライン3の電圧変動に基づくセンサ1の
出力電圧の変動をキャンセルする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、オートバ
イなどのバッテリーを電源とする燃料計や水温計等を含
む電圧計測システムに関する。
イなどのバッテリーを電源とする燃料計や水温計等を含
む電圧計測システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車の燃料計測、水温計測
には可変抵抗を使用したポジションセンサ及び温度セン
サ等が使用されている。これらのセンサを使用した計測
システムは、基本的には図3に示すように、DC12V
のバッテリーから導出された電源ライン31に接続され
たセンサを構成する可変抵抗32の抵抗値が変化するこ
とに伴う電流値の変化を、コンビネーションメータ33
内に設けられた指針の振れに変換して計測値を表示する
ように構成されている。
には可変抵抗を使用したポジションセンサ及び温度セン
サ等が使用されている。これらのセンサを使用した計測
システムは、基本的には図3に示すように、DC12V
のバッテリーから導出された電源ライン31に接続され
たセンサを構成する可変抵抗32の抵抗値が変化するこ
とに伴う電流値の変化を、コンビネーションメータ33
内に設けられた指針の振れに変換して計測値を表示する
ように構成されている。
【0003】また、最近では、自動車の計器類がディジ
タル化していることから、例えば図4に示すように、抵
抗41と可変抵抗42との分圧回路によって構成された
センサ43を使用して、可変抵抗42の抵抗値変化を電
圧変化として捉え、このセンサ43の出力電圧VOをA
/D変換器51でA/D変換してディジタル信号として
処理するようにした計測システムが一般的になってき
た。この場合、A/D変換された計測値は、CPU52
で処理されて表示器53に表示されることになる。
タル化していることから、例えば図4に示すように、抵
抗41と可変抵抗42との分圧回路によって構成された
センサ43を使用して、可変抵抗42の抵抗値変化を電
圧変化として捉え、このセンサ43の出力電圧VOをA
/D変換器51でA/D変換してディジタル信号として
処理するようにした計測システムが一般的になってき
た。この場合、A/D変換された計測値は、CPU52
で処理されて表示器53に表示されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の計測システムのうち前者は、バッテリー、即ち電源ラ
イン31の電圧変動に伴って、可変抵抗32に流れる電
流値も変化するので、指針の位置が定格電圧に対して変
化してしまうという問題がある。特に、自動車、オート
バイ等のバッテリーは、内部の電装品の稼動状態によっ
てその電源電圧が変動し易く、指針の誤差として無視で
きないレベルにある。
の計測システムのうち前者は、バッテリー、即ち電源ラ
イン31の電圧変動に伴って、可変抵抗32に流れる電
流値も変化するので、指針の位置が定格電圧に対して変
化してしまうという問題がある。特に、自動車、オート
バイ等のバッテリーは、内部の電装品の稼動状態によっ
てその電源電圧が変動し易く、指針の誤差として無視で
きないレベルにある。
【0005】一方、後者のシステムでは、電源ライン3
1の電源電圧変動に敏感であるため、図4に示すように
電源ライン31のバッテリー電圧VB(=12V)を、
三端子レギュレータ61及びその入出力に配置された安
定化のためのキャパシタ62,63からなる定電圧電源
回路64でDC5V程度に安定化し、この5Vの定格電
圧をセンサ43に供給しなければならない。定電圧電源
回路64は、通常、CPU52等と共に信号処理回路5
4側に配置されており、センサ43は、燃料タンクやラ
ジエータなどに設置されるので、定電圧電源回路64か
らセンサ43まで5V電源ライン34とセンサ43の出
力ライン35とを配線しなければならず、コストアップ
になるという問題がある。コストの点を考えると、セン
サ43には、その近くに設置されている機器などから引
き出し可能な12Vの電源ライン31から電力を供給し
た方が都合が良い。また、検出電圧のノイズ耐性を上げ
るためには電流量を増した方が良いが、5Vの定電圧電
源を使用しているので、出力電流容量とコストの問題が
生ずる。
1の電源電圧変動に敏感であるため、図4に示すように
電源ライン31のバッテリー電圧VB(=12V)を、
三端子レギュレータ61及びその入出力に配置された安
定化のためのキャパシタ62,63からなる定電圧電源
回路64でDC5V程度に安定化し、この5Vの定格電
圧をセンサ43に供給しなければならない。定電圧電源
回路64は、通常、CPU52等と共に信号処理回路5
4側に配置されており、センサ43は、燃料タンクやラ
ジエータなどに設置されるので、定電圧電源回路64か
らセンサ43まで5V電源ライン34とセンサ43の出
力ライン35とを配線しなければならず、コストアップ
になるという問題がある。コストの点を考えると、セン
サ43には、その近くに設置されている機器などから引
き出し可能な12Vの電源ライン31から電力を供給し
た方が都合が良い。また、検出電圧のノイズ耐性を上げ
るためには電流量を増した方が良いが、5Vの定電圧電
源を使用しているので、出力電流容量とコストの問題が
生ずる。
【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、安価で高精度の計測が可能な電圧計測システムを
提供することを目的とする。
ので、安価で高精度の計測が可能な電圧計測システムを
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電圧計測シ
ステムは、安定化されていない電源ラインに直接接続さ
れて計測すべき物理量の変化を電圧値の変化として検出
する検出器と、この検出器からの出力電圧をA/D変換
したのち信号処理する信号処理手段とを備え、前記信号
処理手段は、前記電源ラインの電源電圧を一定の比率で
分圧して得られた参照電圧を使用して、前記電源ライン
の電圧変動に基づく前記検出器の出力電圧の変動をキャ
ンセルするものであることを特徴とする。
ステムは、安定化されていない電源ラインに直接接続さ
れて計測すべき物理量の変化を電圧値の変化として検出
する検出器と、この検出器からの出力電圧をA/D変換
したのち信号処理する信号処理手段とを備え、前記信号
処理手段は、前記電源ラインの電源電圧を一定の比率で
分圧して得られた参照電圧を使用して、前記電源ライン
の電圧変動に基づく前記検出器の出力電圧の変動をキャ
ンセルするものであることを特徴とする。
【0008】本発明によれば、検出器は、近くを通る電
源ラインから直接電源電圧を供給されて動作し、電源ラ
インの電圧変動は、やはり同じ電源ラインの電源電圧を
一定の分圧比で分圧して得た参照電圧を使用してキャン
セルすることができる。このため、検出器に定電圧電源
ラインを導く必要がなく、コスト低減を図ることができ
る。
源ラインから直接電源電圧を供給されて動作し、電源ラ
インの電圧変動は、やはり同じ電源ラインの電源電圧を
一定の分圧比で分圧して得た参照電圧を使用してキャン
セルすることができる。このため、検出器に定電圧電源
ラインを導く必要がなく、コスト低減を図ることができ
る。
【0009】信号処理手段は、例えば検出器の出力電圧
と参照電圧とを順次A/D変換することによりサンプリ
ングし、電源ラインに変動がないときの参照電圧V2Rに
対する実際にサンプリングされた参照電圧V2の比A
(=V2/V2R)を求めると共に、検出器の出力電圧V1
をAで割ることにより電源ラインの電圧変動をキャンセ
ルするものである。また、信号処理手段は、参照電圧を
基準電圧として検出器の出力電圧をA/D変換するA/
D変換器を有するものでも良い。
と参照電圧とを順次A/D変換することによりサンプリ
ングし、電源ラインに変動がないときの参照電圧V2Rに
対する実際にサンプリングされた参照電圧V2の比A
(=V2/V2R)を求めると共に、検出器の出力電圧V1
をAで割ることにより電源ラインの電圧変動をキャンセ
ルするものである。また、信号処理手段は、参照電圧を
基準電圧として検出器の出力電圧をA/D変換するA/
D変換器を有するものでも良い。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
の一実施例に係る計測システムの構成を示す回路図であ
る。このシステムは、自動車の液量検出又は水温検出等
を行って計測値をパネルに表示するシステムであり、液
量や水温等の検出すべき物理量を測定するために検出部
位に配置されたセンサ1と、このセンサ1の出力を信号
処理して計測値を表示するためにセンサ1から離間した
運転席のパネルの裏面等に配置された信号処理回路2と
を備えて構成されている。
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
の一実施例に係る計測システムの構成を示す回路図であ
る。このシステムは、自動車の液量検出又は水温検出等
を行って計測値をパネルに表示するシステムであり、液
量や水温等の検出すべき物理量を測定するために検出部
位に配置されたセンサ1と、このセンサ1の出力を信号
処理して計測値を表示するためにセンサ1から離間した
運転席のパネルの裏面等に配置された信号処理回路2と
を備えて構成されている。
【0011】これらセンサ1及び信号処理回路2には、
自動車用のDC12V(=VB)のバッテリーからの電
源ライン3が導入されている。センサ1は、電源ライン
3と接地電位との間に直接に接続された抵抗11と可変
抵抗12とからなり、可変抵抗12の抵抗値が測定すべ
き物理量(ポジション、温度等)に応じて変化すること
により、抵抗11,12で電源電圧VBを分圧して得た
センサ出力電圧V1が変化するものとなっている。この
センサ出力電圧V1は、出力ライン4を介して信号処理
回路2まで導かれている。
自動車用のDC12V(=VB)のバッテリーからの電
源ライン3が導入されている。センサ1は、電源ライン
3と接地電位との間に直接に接続された抵抗11と可変
抵抗12とからなり、可変抵抗12の抵抗値が測定すべ
き物理量(ポジション、温度等)に応じて変化すること
により、抵抗11,12で電源電圧VBを分圧して得た
センサ出力電圧V1が変化するものとなっている。この
センサ出力電圧V1は、出力ライン4を介して信号処理
回路2まで導かれている。
【0012】信号処理回路2は、次のように構成されて
いる。即ち、信号処理回路2に導かれた電源ライン1を
抵抗21,22で分圧して参照電圧V2を生成するため
の分圧回路23が設けられている。センサ出力電圧V1
と分圧回路23からの参照電圧V2とは、切替器24で
順次切り換えられてA/D変換器25に導入されて順次
A/D変換される。A/D変換器25の出力はCPU2
6に供給され、ここで後述する所定の演算処理に供され
る。演算結果は測定値表示データとして表示器27に表
示される。
いる。即ち、信号処理回路2に導かれた電源ライン1を
抵抗21,22で分圧して参照電圧V2を生成するため
の分圧回路23が設けられている。センサ出力電圧V1
と分圧回路23からの参照電圧V2とは、切替器24で
順次切り換えられてA/D変換器25に導入されて順次
A/D変換される。A/D変換器25の出力はCPU2
6に供給され、ここで後述する所定の演算処理に供され
る。演算結果は測定値表示データとして表示器27に表
示される。
【0013】次に、この計測システムの動作について説
明する。いま、センサ1の抵抗11,可変抵抗12,分
圧回路23の抵抗21,22の抵抗値をそれぞれR1,
RV,R2,R3とすると、センサ出力電圧V1及び参照電
圧V2はそれぞれ次のように求められる。
明する。いま、センサ1の抵抗11,可変抵抗12,分
圧回路23の抵抗21,22の抵抗値をそれぞれR1,
RV,R2,R3とすると、センサ出力電圧V1及び参照電
圧V2はそれぞれ次のように求められる。
【0014】
【数1】V1=VB・RV/(R1+RV) V2=VB・R3/(R2+R3)
【0015】ここで、バッテリーの電源電圧VBは、各
種電装品の稼動状態によって大きく変動し、この結果、
センサ出力電圧V1,参照電圧V2も変動する。ここで、
電源電圧VBが本来の電源電圧VBRのときに得られるV
1,V2の値をV1R,V2Rとすると、
種電装品の稼動状態によって大きく変動し、この結果、
センサ出力電圧V1,参照電圧V2も変動する。ここで、
電源電圧VBが本来の電源電圧VBRのときに得られるV
1,V2の値をV1R,V2Rとすると、
【0016】
【数2】V1R=VBR・RV/(R1+RV) V2R=VBR・R3/(R2+R3)
【0017】となる。ここで検出したい値はV1Rであ
る。またV2Rは定数となる。従って、
る。またV2Rは定数となる。従って、
【0018】
【数3】A=V2/V2R
【0019】とおき、
【0020】
【数4】V1R=V1/A
【0021】によって、求めたい測定値、即ち電源変動
をキャンセルしたセンサ出力電圧V1Rを求めることがで
きる。このためCPU26は、切替器24を切り換えて
V1,V2を順次サンプリングし、上記数3,4の演算を
行って、補正されたセンサ出力電圧V1Rを求め、更に積
分処理により測定データを安定化させる。得られた測定
データが表示器27に表示されたり、他の制御手段へ制
御量として供給される。
をキャンセルしたセンサ出力電圧V1Rを求めることがで
きる。このためCPU26は、切替器24を切り換えて
V1,V2を順次サンプリングし、上記数3,4の演算を
行って、補正されたセンサ出力電圧V1Rを求め、更に積
分処理により測定データを安定化させる。得られた測定
データが表示器27に表示されたり、他の制御手段へ制
御量として供給される。
【0022】このシステムによれば、センサ1への電源
供給は自動車の広い範囲で張り巡らされた電源ライン3
から行うことができ、センサ1と信号処理回路2との間
の接続も出力ライン4のみで行うことができる。そし
て、電源電圧の変動は、参照電圧V2を参照することで
キャンセルすることができるので、正確な測定が可能に
なる。
供給は自動車の広い範囲で張り巡らされた電源ライン3
から行うことができ、センサ1と信号処理回路2との間
の接続も出力ライン4のみで行うことができる。そし
て、電源電圧の変動は、参照電圧V2を参照することで
キャンセルすることができるので、正確な測定が可能に
なる。
【0023】ちなみに、R1=500Ω,RV=10〜100Ω,
R2=70KΩ,R3=500Ωとすると、
R2=70KΩ,R3=500Ωとすると、
【0024】
【数5】 V2R=12・500/70500 ≒85mV
【0025】となる。ここで、センサ1の可変抵抗12
の抵抗値RV=20Ωのとき、VBが本来の12Vから10
Vに低下して、V1=384.6mV、V2=70.9mVが得られた
とすると、A=70.9/85≒0.83、V1R=384.6/0.83≒4
60mVとなる。同様に、VBが11Vまで上昇すると、V1
=423.1mV、V2=78.0mVが得られ、A=78/85≒0.92、
V1R=423.1/0.92≒460mVとなり、電源変動に殆ど依存
しない測定値を得ることができる。
の抵抗値RV=20Ωのとき、VBが本来の12Vから10
Vに低下して、V1=384.6mV、V2=70.9mVが得られた
とすると、A=70.9/85≒0.83、V1R=384.6/0.83≒4
60mVとなる。同様に、VBが11Vまで上昇すると、V1
=423.1mV、V2=78.0mVが得られ、A=78/85≒0.92、
V1R=423.1/0.92≒460mVとなり、電源変動に殆ど依存
しない測定値を得ることができる。
【0026】図2は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。この実施例が図1の実施例と異なる点は、参照電圧
V2がA/D変換器25の基準電圧として供給されてい
る点である。即ち、通常、A/D変換器では、A/D変
換の基準となる基準電圧を与え、この電圧との比較によ
って、入力された電圧のレベルを決定するが、参照電圧
V2をこの基準電圧に使用する。これにより、A/D変
換器25へのセンサ出力電圧V1と参照電圧V2とが共に
電源電圧VBの変動の影響を同様に受けることになるの
で、電源変動分をキャンセルすることができる。
る。この実施例が図1の実施例と異なる点は、参照電圧
V2がA/D変換器25の基準電圧として供給されてい
る点である。即ち、通常、A/D変換器では、A/D変
換の基準となる基準電圧を与え、この電圧との比較によ
って、入力された電圧のレベルを決定するが、参照電圧
V2をこの基準電圧に使用する。これにより、A/D変
換器25へのセンサ出力電圧V1と参照電圧V2とが共に
電源電圧VBの変動の影響を同様に受けることになるの
で、電源変動分をキャンセルすることができる。
【0027】なお、以上の実施例では、自動者の燃料計
や水温計に本発明を適用した例について説明したが、こ
の発明は、その他、洗濯機の水量、風呂桶の水量、車両
の洗浄液量等、広く利用可能であることは言うまでもな
い。
や水温計に本発明を適用した例について説明したが、こ
の発明は、その他、洗濯機の水量、風呂桶の水量、車両
の洗浄液量等、広く利用可能であることは言うまでもな
い。
【0028】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、検
出器が、近くを通る電源ラインから直接電源電圧を供給
されて動作し、電源ラインの電圧変動は、やはり同じ電
源ラインの電源電圧を一定の分圧比で分圧して得た参照
電圧を使用してキャンセルすることができるため、検出
器に定電圧電源ラインを導く必要がなく、コスト低減を
図ることができるという効果を奏する。
出器が、近くを通る電源ラインから直接電源電圧を供給
されて動作し、電源ラインの電圧変動は、やはり同じ電
源ラインの電源電圧を一定の分圧比で分圧して得た参照
電圧を使用してキャンセルすることができるため、検出
器に定電圧電源ラインを導く必要がなく、コスト低減を
図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係る計測システムの回
路図である。
路図である。
【図2】 この発明の他の実施例に係る計測システムの
回路図である。
回路図である。
【図3】 従来の計測システムの回路図である。
【図4】 従来の他の計測システムの回路図である。
1,43…センサ、2,54…信号処理回路、3,31
…電源ライン、4,35…出力ライン、23…分圧回
路、24…切替器、25,51…A/D変換器、26,
52…CPU、27,53…表示器。
…電源ライン、4,35…出力ライン、23…分圧回
路、24…切替器、25,51…A/D変換器、26,
52…CPU、27,53…表示器。
Claims (3)
- 【請求項1】 安定化されていない電源ラインに直接接
続されて計測すべき物理量の変化を電圧値の変化として
検出する検出器と、 この検出器からの出力電圧をA/D変換したのち信号処
理する信号処理手段とを備え、 前記信号処理手段は、前記電源ラインの電源電圧を一定
の比率で分圧して得られた参照電圧を使用して、前記電
源ラインの電圧変動に基づく前記検出器の出力電圧の変
動をキャンセルするものであることを特徴とする電圧計
測システム。 - 【請求項2】 前記信号処理手段は、前記検出器の出力
電圧と前記参照電圧とを順次A/D変換することにより
サンプリングし、前記電源ラインに変動がないときの参
照電圧V2Rに対する実際にサンプリングされた前記参照
電圧V2の比A(=V2/V2R)を求めると共に、前記検
出器の出力電圧V1をAで割ることにより前記電源ライ
ンの電圧変動をキャンセルした計測値を得るものである
ことを特徴とする請求項1記載の電圧計測システム。 - 【請求項3】 前記信号処理手段は、前記参照電圧を基
準電圧として前記検出器の出力電圧をA/D変換するも
のであることを特徴とする請求項1記載の電圧計測シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167798A JP2000356657A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 電圧計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167798A JP2000356657A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 電圧計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356657A true JP2000356657A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15856314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167798A Pending JP2000356657A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 電圧計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000356657A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101666851A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-03-10 | 深圳市普禄科智能检测设备有限公司 | 一种绝缘、电压、接地测试及接地查找装置及其使用方法 |
| KR100996141B1 (ko) | 2008-11-12 | 2010-11-24 | 한국전기연구원 | 전력품질 측정 시스템, 및 거기에 이용되는 디바이더 회로 |
| CN101950476A (zh) * | 2010-10-15 | 2011-01-19 | 四川省绵阳西南自动化研究所 | 一种多路电压信号监控装置 |
| KR101146404B1 (ko) | 2010-12-20 | 2012-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그를 포함하는 배터리 팩 |
| CN103063907A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 武汉烽火富华电气有限责任公司 | 一种电子式电压互感器信号采集系统 |
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| CN105092942A (zh) * | 2014-05-06 | 2015-11-25 | 普天信息技术有限公司 | 掉电告警系统 |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11167798A patent/JP2000356657A/ja active Pending
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