JPH03135733A - 液体レベル検出装置 - Google Patents
液体レベル検出装置Info
- Publication number
- JPH03135733A JPH03135733A JP1274174A JP27417489A JPH03135733A JP H03135733 A JPH03135733 A JP H03135733A JP 1274174 A JP1274174 A JP 1274174A JP 27417489 A JP27417489 A JP 27417489A JP H03135733 A JPH03135733 A JP H03135733A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- liquid level
- platinum
- thin film
- insulating substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は自動車のガソリン残量等の液体レベル検出装置
として利用可能である。
として利用可能である。
従来の技術
従来ガソリン残量の検出は、ガソリンにフロートをうか
べ 一端をフロートに接続した棒の他端を支点に接続し
、この棒の途中で可変抵抗の摺動子を動かすことにより
、フロートの上下位置を電気抵抗値に変換し、電気的に
検出していた。
べ 一端をフロートに接続した棒の他端を支点に接続し
、この棒の途中で可変抵抗の摺動子を動かすことにより
、フロートの上下位置を電気抵抗値に変換し、電気的に
検出していた。
発明が解決しようとする課題
上記従来例ではフロートや棒など機械的な構成を必要と
し、長期的な信頼性、精度、再現性等が充分ではない。
し、長期的な信頼性、精度、再現性等が充分ではない。
可変抵抗についても、直線性、温度特性、長期的な信頼
性に問題があり、従来例の構成での高精度化、高信頼化
にはコストアップ等の課題があった。
性に問題があり、従来例の構成での高精度化、高信頼化
にはコストアップ等の課題があった。
課題を解決するだめの手段
上記目的を達成するために、本発明は、液体槽内に配置
される熱伝導性絶縁基板の上端部と下端部に白金系薄膜
抵抗体を配設し、さらに絶縁基板の上端部の白金系薄膜
抵抗体に発熱体を配設し、前記白金系薄膜抵抗体のそれ
ぞれを定電流源に接続するとともに、それぞれの抵抗体
の端子電圧の差を検出する演算増幅器を設けたことを特
徴とするものである。
される熱伝導性絶縁基板の上端部と下端部に白金系薄膜
抵抗体を配設し、さらに絶縁基板の上端部の白金系薄膜
抵抗体に発熱体を配設し、前記白金系薄膜抵抗体のそれ
ぞれを定電流源に接続するとともに、それぞれの抵抗体
の端子電圧の差を検出する演算増幅器を設けたことを特
徴とするものである。
作用
本発明によれば、従来の液体レベル検出装置の機械的構
成と可変抵抗とをなくし、全てを電気的な構成で置き換
えることができるため、液体レベル検出の精度、信頼性
、再現性が著しく向上する。
成と可変抵抗とをなくし、全てを電気的な構成で置き換
えることができるため、液体レベル検出の精度、信頼性
、再現性が著しく向上する。
実施例
本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説明する。
絶縁基板は均質な熱伝導性であればよく、熱の不良導体
は望ましくない。磁器基板が適当である。磁器基板１の
上端部に発熱体４及び白金系薄膜からなる上部抵抗体２
を設け、下端部にも同じように下部抵抗体３を配置する
。これ等の抵抗体をそれぞれ定電流源に接続し、それぞ
れの抵抗体に生じる電圧を演算増幅器に入力することに
より、それ等の差電圧を検出する。
は望ましくない。磁器基板が適当である。磁器基板１の
上端部に発熱体４及び白金系薄膜からなる上部抵抗体２
を設け、下端部にも同じように下部抵抗体３を配置する
。これ等の抵抗体をそれぞれ定電流源に接続し、それぞ
れの抵抗体に生じる電圧を演算増幅器に入力することに
より、それ等の差電圧を検出する。
このように本実施例では熱伝導性の絶縁基板を液体の中
に浸し、基板の上端部と下端部の温度差を電気的に検出
することにより、液面レベルを測定する構成であり、機
械的な構成や測定誤差の原因となる可変抵抗も必要とせ
ず、高精度、高信頼なレベル検出装置を提供することが
できる。
に浸し、基板の上端部と下端部の温度差を電気的に検出
することにより、液面レベルを測定する構成であり、機
械的な構成や測定誤差の原因となる可変抵抗も必要とせ
ず、高精度、高信頼なレベル検出装置を提供することが
できる。
第２図は磁器基板の液面位置（Ｈ−ｈ）と、差電圧との
間の関係において直線性を維持するため、磁器基板を下
に行くほど細くしたことを特徴とする実施例を示す。温
度測定に他の測温抵抗体を用いても同じ結果が得られる
。
間の関係において直線性を維持するため、磁器基板を下
に行くほど細くしたことを特徴とする実施例を示す。温
度測定に他の測温抵抗体を用いても同じ結果が得られる
。
また第３図ａに示すように絶縁基板の上端部から下端部
まで、白金系薄膜抵抗体を形成し、液体に浸漬された部
分が液体の吸熱により冷却され抵抗値が低下することか
ら、抵抗体の抵抗値を測定することにより、液面レベル
を検出できる。また第３図すに示すように、絶縁基板の
上端部から下端部まで白金系薄膜抵抗体のチップを多数
個貼り付け、これ等を直列に接続することによシ、同様
の検出を行なうことができる。これ等の場合、白金系薄
膜抵抗体が発熱体をも兼ねている。第３図ａでは絶縁基
板の全面に白金系薄膜抵抗体を形成しなければならず、
着膜設備の大型化を招き、抵抗膜厚の均等性がレベル検
出の直線性に直結するため抵抗体全面にわたって均等な
膜厚の実現に細かい製造上の配慮を必要とする。高価な
白金系材料を多量に着膜することから、材料コストも高
くつく。同図すでも多数個の抵抗体チップの抵抗値の均
等性がレベル検出の直線性に直結するため、抵抗値と抵
抗温度係数のばらつきを小さくすることが製造上の課題
である。多数個の抵抗体チップを絶縁基板に貼り付け、
これ等を直列に接続することも、多くの工数を要し製造
上の課題である。
まで、白金系薄膜抵抗体を形成し、液体に浸漬された部
分が液体の吸熱により冷却され抵抗値が低下することか
ら、抵抗体の抵抗値を測定することにより、液面レベル
を検出できる。また第３図すに示すように、絶縁基板の
上端部から下端部まで白金系薄膜抵抗体のチップを多数
個貼り付け、これ等を直列に接続することによシ、同様
の検出を行なうことができる。これ等の場合、白金系薄
膜抵抗体が発熱体をも兼ねている。第３図ａでは絶縁基
板の全面に白金系薄膜抵抗体を形成しなければならず、
着膜設備の大型化を招き、抵抗膜厚の均等性がレベル検
出の直線性に直結するため抵抗体全面にわたって均等な
膜厚の実現に細かい製造上の配慮を必要とする。高価な
白金系材料を多量に着膜することから、材料コストも高
くつく。同図すでも多数個の抵抗体チップの抵抗値の均
等性がレベル検出の直線性に直結するため、抵抗値と抵
抗温度係数のばらつきを小さくすることが製造上の課題
である。多数個の抵抗体チップを絶縁基板に貼り付け、
これ等を直列に接続することも、多くの工数を要し製造
上の課題である。
しかし本実施例では、熱伝導性絶縁基板に形成する白金
系薄膜抵抗体を、絶縁基板の上端部と下端部に各１個づ
つと限定し、小さい抵抗形状でよいことから、抵抗体チ
ップを貼り付けてもよく、着膜設備の大型化の問題は解
消する。着膜が部分限定であることから広い部分の膜厚
の均等性も不要である。抵抗体は２個であることから、
材料使用量も少なく、抵抗体チップを貼り付けるにして
も、工数も少なく安価に製造可能である。
系薄膜抵抗体を、絶縁基板の上端部と下端部に各１個づ
つと限定し、小さい抵抗形状でよいことから、抵抗体チ
ップを貼り付けてもよく、着膜設備の大型化の問題は解
消する。着膜が部分限定であることから広い部分の膜厚
の均等性も不要である。抵抗体は２個であることから、
材料使用量も少なく、抵抗体チップを貼り付けるにして
も、工数も少なく安価に製造可能である。
では、この液体レベル検出装置の原理について詳しく説
明する。
明する。
絶縁基板の上端部の発熱体が定電力で駆動されると、発
生した熱は絶縁基板を伝わって下端部まで達する。上端
部抵抗体２の高さ寸法をＨ１絶縁基板が高さ寸法りまで
液体に漬かっているとすると、この部分は液体の温度で
２と同一温度で一定となる。従って上端部抵抗体２の温
度Ｔ、はＴ、＝ｒ （Ｈ−ｈ ） １−１−Ｔ２−＝・
（１）ｒ：絶縁基板の単位長さ当りの熱抵抗 １：絶縁基板の熱流 で決定される。上端部と下端部の抵抗体をそれぞれ定電
流電源に接続し、それぞれの抵抗体に発生する電圧Ｖ、
、Ｖ２の差電圧ａｙを演算増幅器６で検出すると、 ｖ、＝Ｒ４×Ｉ＝Ｒｏ（１−４−ｔｔＴ、）Ｘ −・
−（２）Ｖ２＝Ｒ２ＸＩ＝Ｒ（１（１＋αＴ ２）Ｉ
・・−＝−（３）Ｒ１：温度Ｔ１での抵抗体の抵抗
値 Ｒ２：温度で２での抵抗体の抵抗値 Ｒｏ二二基湿温度の抵抗体の抵抗値 エニ電流値 α：白金系薄膜抵抗体の温度係数 （２）式から（３）式を引くと ｄ ｖ＝ｖ １−Ｖ２＝ＲｏＸＩＸα（Ｔ、−Ｔ２）
・−−−−・（４）（４）式に（１）式を代入すると ｄｖ＝Ｒｏ×工×α×ｒｘｉ（Ｈ−ｈ） ・・・・・
・（６）（６）式より差電圧ａＶは液面の位置（Ｈ−ｈ
）に比例する。（Ｈ−ｈ）が大きくなりＴ、が上昇する
と、発熱体からの熱の流れは、絶縁基板の熱伝導のみで
なく、絶縁基板上端部からの熱輻射が大きくなり、熱伝
導に比べて無視できなくなる。この場合みかけの熱抵抗
は小さくなるため、絶縁基板の幅寸法を上端部を太く、
下端部へ行くに従って細くすることにより、ｒを一定と
して（６）式の直線比例関係を維持することができる。
生した熱は絶縁基板を伝わって下端部まで達する。上端
部抵抗体２の高さ寸法をＨ１絶縁基板が高さ寸法りまで
液体に漬かっているとすると、この部分は液体の温度で
２と同一温度で一定となる。従って上端部抵抗体２の温
度Ｔ、はＴ、＝ｒ （Ｈ−ｈ ） １−１−Ｔ２−＝・
（１）ｒ：絶縁基板の単位長さ当りの熱抵抗 １：絶縁基板の熱流 で決定される。上端部と下端部の抵抗体をそれぞれ定電
流電源に接続し、それぞれの抵抗体に発生する電圧Ｖ、
、Ｖ２の差電圧ａｙを演算増幅器６で検出すると、 ｖ、＝Ｒ４×Ｉ＝Ｒｏ（１−４−ｔｔＴ、）Ｘ −・
−（２）Ｖ２＝Ｒ２ＸＩ＝Ｒ（１（１＋αＴ ２）Ｉ
・・−＝−（３）Ｒ１：温度Ｔ１での抵抗体の抵抗
値 Ｒ２：温度で２での抵抗体の抵抗値 Ｒｏ二二基湿温度の抵抗体の抵抗値 エニ電流値 α：白金系薄膜抵抗体の温度係数 （２）式から（３）式を引くと ｄ ｖ＝ｖ １−Ｖ２＝ＲｏＸＩＸα（Ｔ、−Ｔ２）
・−−−−・（４）（４）式に（１）式を代入すると ｄｖ＝Ｒｏ×工×α×ｒｘｉ（Ｈ−ｈ） ・・・・・
・（６）（６）式より差電圧ａＶは液面の位置（Ｈ−ｈ
）に比例する。（Ｈ−ｈ）が大きくなりＴ、が上昇する
と、発熱体からの熱の流れは、絶縁基板の熱伝導のみで
なく、絶縁基板上端部からの熱輻射が大きくなり、熱伝
導に比べて無視できなくなる。この場合みかけの熱抵抗
は小さくなるため、絶縁基板の幅寸法を上端部を太く、
下端部へ行くに従って細くすることにより、ｒを一定と
して（６）式の直線比例関係を維持することができる。
発明の効果
本発明により、従来例の機械的構成と可変抵抗とを廃止
し、全てを電気的な構成で置き換えることができる。従
って液体レベル検出の精度、信頼性、再現性の向上に著
しい改善が可能となる。本発明によれば、磁器基板の上
端部と下端部に小さい抵抗体を配置するだけでよく、こ
れ等２個の抵抗体はＲ８とαが同じであればよい。Ｒｏ
のばらつきは定電流工を調整することにより、αのばら
つきは演算増幅器の周辺抵抗値を調整することにより、
それぞれ補正することができる。
し、全てを電気的な構成で置き換えることができる。従
って液体レベル検出の精度、信頼性、再現性の向上に著
しい改善が可能となる。本発明によれば、磁器基板の上
端部と下端部に小さい抵抗体を配置するだけでよく、こ
れ等２個の抵抗体はＲ８とαが同じであればよい。Ｒｏ
のばらつきは定電流工を調整することにより、αのばら
つきは演算増幅器の周辺抵抗値を調整することにより、
それぞれ補正することができる。
第１図は本発明の一実施例の液体レベル検出装置の構成
図、第２図は本発明の一実施例の磁器基板の構成図、第
３図は本発明を生み出すステップとなった考案の磁器基
板の構成図である。 １・・・・・・磁器基板、２・・・・・・上端部抵抗体
、３・・・・・・下端部抵抗体、４・・・・・・発熱体
、５・・・・・・定電流源。 ６・・・・・・演算増幅器。
図、第２図は本発明の一実施例の磁器基板の構成図、第
３図は本発明を生み出すステップとなった考案の磁器基
板の構成図である。 １・・・・・・磁器基板、２・・・・・・上端部抵抗体
、３・・・・・・下端部抵抗体、４・・・・・・発熱体
、５・・・・・・定電流源。 ６・・・・・・演算増幅器。
Claims (4)
- （１）液体槽内に配置される熱伝導性絶縁基板の上端部
と下端部に白金系薄膜抵抗体を配設し、さらに絶縁基板
の上端部の白金系薄膜抵抗体に発熱体を配設し、前記白
金系薄膜抵抗体のそれぞれを定電流源に接続するととも
に、それぞれの抵抗体の端子電圧の差を検出する演算増
幅器を設けたことを特徴とする液体レベル検出装置。 - （２）熱伝導性絶縁基板として磁器基板を使用したこと
を特徴とする請求項１記載の液体レベル検出装置。 - （３）発熱体のある磁器基板の上端部を太くし、下端部
へ行くに従って徐々に細くしたことを特徴とする請求項
１または２記載の液体レベル検出装置。 - （４）白金系薄膜抵抗体のかわりに、白金系以外の測温
抵抗体を用いた請求項１記載の液体レベル検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274174A JPH03135733A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 液体レベル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274174A JPH03135733A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 液体レベル検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135733A true JPH03135733A (ja) | 1991-06-10 |
Family
ID=17538066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1274174A Pending JPH03135733A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 液体レベル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03135733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282660B2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-10-16 | Fanuc Ltd | Machining fluid level detection device for wire cut electrical discharge machines |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1274174A patent/JPH03135733A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7282660B2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-10-16 | Fanuc Ltd | Machining fluid level detection device for wire cut electrical discharge machines |
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