JPH038697B2 - - Google Patents
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- JPH038697B2 JPH038697B2 JP59112277A JP11227784A JPH038697B2 JP H038697 B2 JPH038697 B2 JP H038697B2 JP 59112277 A JP59112277 A JP 59112277A JP 11227784 A JP11227784 A JP 11227784A JP H038697 B2 JPH038697 B2 JP H038697B2
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- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
- G01F23/76—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats characterised by the construction of the float
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
(産業上の利用分野)
この発明は自動車、産業用機械器具等に設けら
れるタンクその他の各種容器内における、ガソリ
ン、オイル、石油、水その他の各種液体のレベル
を検出して表示するための液体レベル計に係り、
詳しくは液面レベルの検出部におけるコイルのイ
ンダクタンス変化を電圧変化に変換するL−V変
換回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] Purpose of the Invention (Field of Industrial Application) This invention is for storing gasoline, oil, petroleum, water, and other various liquids in tanks and other various containers installed in automobiles, industrial machinery, etc. Pertaining to liquid level meters for detecting and displaying levels,
Specifically, the present invention relates to an LV conversion circuit that converts a change in inductance of a coil in a liquid level detection section into a voltage change.
(従来の技術)
従来、第14図に示すアームフロート式の液面
レベル計があつた。この液面レベル計について簡
単に説明すると、101は液体の容器に取付ける
セツトプレートであつてその下面には回転ポテン
シヨメータ(図示しない)を内装したボデイ10
2が取付けられている。103はボデイ102の
上部に回動可能に取付けられたフロートアームで
あつて、その下端には発泡ゴムにて形成されたフ
ロート104が取着されている。このフロートア
ーム103の上端は、前記ポテンシヨメータを回
動しうるように連結されている。(Prior Art) Conventionally, there has been an arm float type liquid level meter shown in FIG. To briefly explain this liquid level meter, reference numeral 101 is a set plate attached to a liquid container, and the body 10 has a rotary potentiometer (not shown) built into its lower surface.
2 is installed. A float arm 103 is rotatably attached to the upper part of the body 102, and a float 104 made of foamed rubber is attached to the lower end of the float arm. The upper end of the float arm 103 is connected to the potentiometer so that it can rotate.
105はボデイ102に設けられたフロートア
ームのストツパである。106がボデイ102の
下面から下方に延びるシヤフトであつて、レベル
スイツチ107のケーブル108が巻き付けられ
ている。109は出力ケーブルである。 105 is a stopper for a float arm provided on the body 102. A shaft 106 extends downward from the lower surface of the body 102, and a cable 108 of a level switch 107 is wound around it. 109 is an output cable.
このアームフロート式液面レベル計において
は、フロートアーム103の形状誤差、取付け
精度等の点から精度が低い、フロートアームの
軸受部のフリクシヨンによつてフロート104位
置の検出精度にバラツキが生じる、軸に対しス
ラスト方向の揺動に弱い回転タイプであるため、
回転角と液面レベルとの間のリニアリテイが低
い、液体の容器内に挿入しにくい、容器内に
おいてフロートアーム103の移動する範囲が広
くなりすぎる等という問題点があつた。 In this arm float type liquid level meter, accuracy is low due to shape error of the float arm 103, installation accuracy, etc., variation in detection accuracy of the float 104 position due to friction of the bearing part of the float arm, Since it is a rotating type that is susceptible to vibration in the thrust direction,
There were problems such as low linearity between the rotation angle and the liquid level, difficulty in inserting the float arm 103 into the liquid container, and an excessively wide movement range of the float arm 103 within the container.
また、従来、第15〜17図に示すリニアポテ
ンシヨメータ式の液面レベル計もあつた。この液
面レベル計についても簡単に説明しておくと、1
10はセツトプレート、111はその下面に取付
けられた円筒状のケースである。112はケース
111の下端に取着されたブツシングラバーであ
つて、その中央部にはスリツト状の穴113が形
成され、第17図に示すように内側へ折返されて
いる。 Furthermore, conventionally, there have been linear potentiometer type liquid level meters shown in FIGS. 15 to 17. To briefly explain this liquid level meter, 1.
10 is a set plate, and 111 is a cylindrical case attached to the lower surface thereof. Reference numeral 112 denotes a bushing rubber attached to the lower end of the case 111, which has a slit-like hole 113 formed in its center and is folded back inward as shown in FIG.
114はケース内に設けられたリニアポテンシ
ヨメータであつて、第16図に示すようにコモン
ライン115と矩形波状の抵抗パターン116が
コーテイングされている。同リニアポテンシヨメ
ータ114の下端は前記穴113に密着してい
る。117はリニアポテンシヨメータ114に外
嵌されたフロートであつて、前記コモンライン1
15と抵抗パターン116とを短絡している。1
18はエア抜き穴、119,120は液体の流通
穴である。 114 is a linear potentiometer provided in the case, and as shown in FIG. 16, it is coated with a common line 115 and a rectangular wave-like resistance pattern 116. The lower end of the linear potentiometer 114 is in close contact with the hole 113. 117 is a float fitted onto the linear potentiometer 114, and is connected to the common line 1.
15 and the resistor pattern 116 are short-circuited. 1
18 is an air vent hole, and 119 and 120 are liquid circulation holes.
このリニアポテンシヨメータ式液面レベル計に
おいては、フロート117のリニアポテンシヨ
メータ114に対するフリクシヨンがフロート1
17の浮力に影響して、精度が低くなる、フロ
ート117が大きくなる、フロート117の揺
動を極力避けるためのケース111が必要であ
る、リニアポテンシヨメータ114が露出して
おり、かつ抵抗体115,116の凹凸があるた
め液中のごみが付着しやすい、従つて接触不良
やフロートの引掛りの生ずるおそれがある等とい
う問題点があつた。 In this linear potentiometer type liquid level meter, the friction of the float 117 with respect to the linear potentiometer 114 is
The buoyancy of the float 117 is affected, resulting in lower accuracy.The float 117 becomes larger.A case 111 is required to avoid swinging of the float 117 as much as possible.The linear potentiometer 114 is exposed and has a resistor. Because of the unevenness of the points 115 and 116, there were problems in that dirt in the liquid was likely to adhere to the float, resulting in poor contact and the risk of the float getting caught.
(発明が解決しようとする問題点)
そこで、本願発明者は最近、上記のような問題
点を解消した液面レベル計を発明しているが、こ
の液面レベル計において問題となつたのは、どの
ようにしたらコイルのインダクタンス変化を正確
かつ低コストに電圧変化に変換することができる
かということであつた。(Problems to be Solved by the Invention) Therefore, the inventor of the present application has recently invented a liquid level meter that solves the above-mentioned problems, but the problems with this liquid level meter are as follows. The question was how to convert changes in coil inductance into changes in voltage accurately and at low cost.
すなわち、コアを有するコイルの外周に、導電
体リングを内蔵したフロートを移動可能に設け、
導電体リングの移動に伴うコイルのインダクタン
ス変化をL−V変換回路により電圧変化に変換し
て指示計を駆動するように液面レベル計を構成し
たが、従来のL−V変換回路を用いた場合、精度
や信頼性が低い、コストが高くなる等という問題
があつた。 That is, a float with a built-in conductor ring is movably provided around the outer periphery of a coil having a core,
The liquid level meter was configured to drive the indicator by converting the inductance change of the coil due to the movement of the conductor ring into a voltage change by the LV conversion circuit, but it was not possible to use the conventional LV conversion circuit. In this case, there were problems such as low accuracy and reliability, and high cost.
本発明は上記L−V変換回路における問題点を
解決するためになされたものである。 The present invention has been made in order to solve the problems in the above-mentioned LV conversion circuit.
発明の構成
(問題点を解決するための手段)
この発明の液面レベル計は上記問題点を解決す
るために、コイルの全長に亘り絶縁性を有する磁
性体のコアを挿通し、そのコイルの外周に、導電
体リングを有したフロートを移動可能に設け、導
電体リングの移動に伴うコイルのインダクタンス
変化をL−V変換回路により電圧変化に変換し
て、指示計を駆動するように構成した液面レベル
計において、前記L−V変換回路はコイルにLR
直列回路を形成する抵抗を接続し、このLR直列
回路に発振回路を接続するとともに、LR直列回
路に生ずる電圧が基準電圧に達するまでの応答時
間を抽出してコイルのインダクタンスに対応した
電圧を出力するよう構成したものである。Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the liquid level meter of the present invention has an insulating magnetic core inserted over the entire length of the coil. A float having a conductor ring is movably provided on the outer periphery, and the inductance change of the coil due to the movement of the conductor ring is converted into a voltage change by an LV conversion circuit to drive the indicator. In the liquid level meter, the L-V conversion circuit is connected to the coil by LR.
Connect a resistor that forms a series circuit, connect an oscillation circuit to this LR series circuit, extract the response time until the voltage generated in the LR series circuit reaches the reference voltage, and output a voltage corresponding to the inductance of the coil. It is configured to do so.
(作用)
発振回路からLR直列回路を形成する抵抗に発
振電圧が印加されると、応答遅れが生ずる。LR
直列回路に生ずる電圧が基準電圧に達するまでの
応答時間は、コイルのインダクタンスに対応して
変化する。L−V変換回路はこの応答時間を抽出
するので、コイルのインダクタンスに対応した電
圧を精度よく出力する。(Function) When an oscillation voltage is applied from the oscillation circuit to the resistor forming the LR series circuit, a response delay occurs. LR
The response time until the voltage generated in the series circuit reaches the reference voltage varies depending on the inductance of the coil. Since the LV conversion circuit extracts this response time, it accurately outputs a voltage corresponding to the inductance of the coil.
(実施例)
以下、自動車の燃料タンクに装着されガソリン
や軽油等の燃料の残量を表示する液面レベル計に
おいて、本発明を具体化した一実施例を図面に従
つて説明する。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings in a liquid level meter that is attached to a fuel tank of an automobile and displays the remaining amount of fuel such as gasoline or diesel oil.
まず、第1図に従つて本実施例の構成全体の概
略を説明しておくと、本実施例は棒状のコアを有
するコイルの外周に、導電体リングを内蔵したフ
ロートが移動可能に設けられてなる検出部Aと、
同コイルに接続されてそのインダクタンス変化を
電圧変化に変換するL−V変換回路Bと、L−V
変換回路Bの出力電圧を指示計の特性に合せるた
めの出力補正回路Cと、液面レベルの指示計Dと
よりなるものである。そこで、これら各部A〜D
の順に詳述する。 First, the overall structure of this embodiment will be briefly explained with reference to FIG. A detection part A consisting of
An L-V conversion circuit B is connected to the same coil and converts the inductance change into a voltage change;
It consists of an output correction circuit C for matching the output voltage of the conversion circuit B to the characteristics of the indicator, and an indicator D for measuring the liquid level. Therefore, these parts A to D
The details will be explained in this order.
検出部A
検出部Aにつき第2〜5図に従つて説明する
と、1はガソリン、軽油等の燃料2を貯溜する自
動車の燃料タンクであつて、上板3と底板4のみ
が図示されている。5は上板3に設けられた検出
部Aの装着穴である。Detection part A The detection part A will be explained according to FIGS. 2 to 5. Reference numeral 1 is a fuel tank of an automobile that stores fuel 2 such as gasoline or diesel oil, and only the top plate 3 and bottom plate 4 are shown. . Reference numeral 5 denotes a mounting hole for the detection section A provided in the upper plate 3.
6はタンク1の上板3にネジ7によつて取付け
られた検出部Aのハウジングであつて、その中央
部には貫通孔8が設けられている。9はハウジン
グ6の上部に設けられた収納凹部であつて、その
上面にはカバー10が取着されている。11はハ
ウジング6とタンク1の間に介装されたゴム製の
パツキンである。 Reference numeral 6 denotes a housing of the detection part A that is attached to the upper plate 3 of the tank 1 with screws 7, and a through hole 8 is provided in the center thereof. Reference numeral 9 denotes a storage recess provided in the upper part of the housing 6, and a cover 10 is attached to the upper surface thereof. 11 is a rubber gasket interposed between the housing 6 and the tank 1.
12は上端において貫通孔8に取付けられ、底
板4の直上まで下方に鉛直に延びる棒状のコイル
であつて、次述するようにコア、巻き線及びスリ
ーブを有している。同コイル12のインダクタン
スをL、直流抵抗をrとする。13は非磁性体の
コアホルダ13aによつて貫通孔8に取付けら
れ、底板4の直上まで延びる棒状のコアであつ
て、高透磁率及び絶縁性を有する磁性体、例えば
フエライトによつて直径10mm、長さ160mmの寸法
に形成されている。 12 is a rod-shaped coil that is attached to the through hole 8 at the upper end and extends vertically downward to just above the bottom plate 4, and has a core, a winding, and a sleeve as described below. The inductance of the coil 12 is L, and the DC resistance is r. 13 is a rod-shaped core that is attached to the through hole 8 by a core holder 13a made of a non-magnetic material and extends directly above the bottom plate 4, and is made of a magnetic material having high magnetic permeability and insulation properties, such as ferrite, and has a diameter of 10 mm. It is formed with a length of 160mm.
14はコア13の外周に巻き付けられたコイル
12の巻き線であつて、次のような巻き方が施さ
れている。すなわち、特に第3図aに示すよう
に、コア13の最下端部の約10mmには不巻部14
aが形成され、コア13下端からの距離で10〜
140mmの範囲には均一かつ一方向に巻かれた平巻
部14bが形成され、コア13上端からの距離で
10〜20mmの範囲には多数巻きされた密巻部14c
が形成され、コア13の最上端部の約10mmには不
巻部14dが形成されている。15は巻き線14
の外周に遊嵌され、貫通孔8に嵌着された合成樹
脂製(非磁性体)のスリーブであつて、巻き線1
4を保護するとともに、次に述べるフロートの上
下動をガイドするようになつている。16はスリ
ーブ15の下端に嵌着された合成樹脂製(非磁性
体)のキヤツプであつて、燃料2のスリーブ15
内への侵入を防いでいる。 14 is a winding wire of the coil 12 wound around the outer periphery of the core 13, and is wound in the following manner. That is, as particularly shown in FIG.
a is formed, and the distance from the bottom of the core 13 is 10 ~
A flat wound portion 14b is formed in a range of 140 mm and is wound uniformly and in one direction, and the distance from the upper end of the core 13 is
In the range of 10 to 20 mm, there is a densely wound part 14c in which a large number of windings are made.
is formed, and an unwound portion 14d is formed at about 10 mm at the uppermost end of the core 13. 15 is the winding wire 14
A synthetic resin (non-magnetic material) sleeve loosely fitted around the outer periphery of the winding 1 and fitted into the through hole 8.
4, and also guides the vertical movement of the float, which will be described next. 16 is a cap made of synthetic resin (non-magnetic material) fitted to the lower end of the sleeve 15;
Prevents intrusion inside.
17はコイル12の外周に上下動可能に遊嵌さ
れたフロートであつて、ゴム又は合成樹脂の発泡
体(非磁性体)によりドーナツ状に形成されてお
り、その比重は燃料2の比重より小さい。従つ
て、フロート17は燃料2上に浮き、燃料2の液
面レベルの変化によつて上下動される。18はフ
ロート17の内周に取着された導電体リングであ
つて、小さい比重(燃料2の比重に近い)で導電
性を有する高分子材料、例えばカーボンを充填し
た合成樹脂により形成されている。この導電体リ
ング18の下端は、前記キヤツプ16に係止され
て落下が防止される。 17 is a float loosely fitted around the outer circumference of the coil 12 so as to be movable up and down, and is formed into a donut shape from rubber or synthetic resin foam (non-magnetic material), and its specific gravity is smaller than the specific gravity of the fuel 2. . Therefore, the float 17 floats on the fuel 2 and is moved up and down as the liquid level of the fuel 2 changes. Reference numeral 18 denotes a conductor ring attached to the inner circumference of the float 17, which is made of a polymeric material having low specific gravity (close to the specific gravity of fuel 2) and conductivity, such as synthetic resin filled with carbon. . The lower end of the conductor ring 18 is locked to the cap 16 to prevent it from falling.
19はハウジング6の収納凹部9内に装着され
た基板であつて、後述するL−V変換回路B及び
出力補正回路Cが組込まれている。 Reference numeral 19 denotes a board mounted in the storage recess 9 of the housing 6, into which an LV conversion circuit B and an output correction circuit C, which will be described later, are incorporated.
20は巻き線14とスリーブ15の間に設けら
れた導電筒であつて、第5図に示すように絶縁シ
ート20aと導電シート20bを貼り合わせてな
るシート体を、絶縁シート20aが内側となるよ
うに巻き線14の外周に筒状に巻き付けることに
よりなつている。導電シート20bの巻き端同士
は接触していないため、導電筒20に過電流損は
生じない。この導電筒20の作用効果について
は、L−V変換回路Bの項で詳述する。 20 is a conductive tube provided between the winding 14 and the sleeve 15, and as shown in FIG. It is made by winding the wire around the outer circumference of the winding wire 14 in a cylindrical shape. Since the winding ends of the conductive sheet 20b are not in contact with each other, no overcurrent loss occurs in the conductive tube 20. The effects of this conductive cylinder 20 will be explained in detail in the section regarding the LV conversion circuit B.
上記コイル12の等価回路を第4図に示す。コ
ア13が絶縁体であり、かつ磁性体であるため、
コア13自体の巻き線成分Scは解放される。ま
た、導電体リング18は導電性を有するため、そ
の巻き線成分Srは短絡される。Snは巻き線14
の巻き線成分、Cnは巻き線14の浮遊容量、Cx
はこの導電筒20とコイル12の間の静電容量、
Cyは導電筒20と導電体リング18との間の静
電容量である。Cx及びCyは導電体リング18の
移動にかかわらず一定である。 An equivalent circuit of the coil 12 is shown in FIG. Since the core 13 is an insulator and a magnetic material,
The winding component S c of the core 13 itself is released. Furthermore, since the conductor ring 18 has conductivity, its winding component S r is short-circuited. S n is winding 14
winding component, C n is the stray capacitance of winding 14, C x
is the capacitance between this conductive tube 20 and the coil 12,
C y is the capacitance between the conductive cylinder 20 and the conductive ring 18. C x and C y remain constant regardless of the movement of the conductor ring 18.
次に、以上のように構成された検出部Aの作用
効果について説明する。 Next, the effects of the detection section A configured as described above will be explained.
上記コイル12の磁気回路ではオープン状態に
あるとき、磁束分布が生ずる。ここで、導電体リ
ング18があると、同リング18に電磁誘導が生
ずるが、導電体であるため渦電流損が生ずる。従
つて、巻き線14からみた場合のインダクタンス
が減少する。すなわち、コア13からの磁束分布
により、インダクタンスLの減少の仕方が変化す
る。ところで、導電体リング18は液面レベル変
化によるフロート17の上下動に伴つて、コイル
12の外周上を移動するが、導電体リング18に
直交する磁束密度は、コイル12の位置によつて
異なり、渦電流損も異なる。従つて、インダクタ
ンスLは導電体リング18の移動によつて変化す
ることになる。 When the magnetic circuit of the coil 12 is in an open state, a magnetic flux distribution occurs. Here, if the conductor ring 18 is present, electromagnetic induction will occur in the ring 18, but since it is a conductor, eddy current loss will occur. Therefore, the inductance seen from the winding 14 is reduced. That is, the manner in which the inductance L decreases changes depending on the magnetic flux distribution from the core 13. Incidentally, the conductor ring 18 moves on the outer circumference of the coil 12 as the float 17 moves up and down due to changes in the liquid level, but the magnetic flux density perpendicular to the conductor ring 18 varies depending on the position of the coil 12. , the eddy current losses are also different. Therefore, the inductance L changes as the conductor ring 18 moves.
なお、前述の通り導電筒20に渦電流損が生じ
ないため、同導電筒20は磁束分布にほとんど影
響を及ぼさない。 Note that, as described above, since no eddy current loss occurs in the conductive tube 20, the conductive tube 20 has almost no effect on the magnetic flux distribution.
ここで、フロート17のコイル12下端からの
変位をXとし、燃料2が空になりフロート17が
最も下にあるとき(以下、Empレベルと記す)、
X=0、燃料2が満たされフロート17が最も上
にきたとき(以下、Fullレベルと記す)、X=F
とする。 Here, let the displacement of the float 17 from the lower end of the coil 12 be X, and when the fuel 2 is empty and the float 17 is at the lowest position (hereinafter referred to as Emp level),
X=0, when fuel 2 is filled and float 17 is at the top (hereinafter referred to as Full level), X=F
shall be.
いま仮に、巻き線14がすべて均一な平巻部で
あつたとすると、コイルは上下対称となり、導電
体リング18に直交する磁束密度はコイル12の
中央部で最大になるため、インダクタンスLはX
がF/2に近いときに極小となる。従つて、全変
位にわたるインダクタンスLのリニアリテイがと
れない。 Assuming that all the windings 14 are flat-wound parts, the coil will be vertically symmetrical, and the magnetic flux density perpendicular to the conductor ring 18 will be maximum at the center of the coil 12, so the inductance L will be
becomes minimum when is close to F/2. Therefore, the inductance L cannot maintain linearity over the entire displacement.
しかし、本実施例では平巻部14bの上部に連
続して密巻部14cを設けて、磁束分布を非対称
にしているため、導電体リング18に直交する磁
束密度はコイル12の上端部付近で最大になる。
従つて、インダクタンスLが最小となる導電体リ
ング18の位置はコイル12の上端近くまで上昇
し、インダクタンスLはフロート17が上へ移動
するに伴つて常に減少する。また、不巻部14
a,14dを設けているため、磁束分布が変化
し、X=F付近におけるインダクタンスLの上昇
が押さえられる。 However, in this embodiment, the densely wound portion 14c is provided continuously above the flat wound portion 14b to make the magnetic flux distribution asymmetrical, so that the magnetic flux density perpendicular to the conductor ring 18 is reduced near the upper end of the coil 12. become maximum.
Therefore, the position of the conductor ring 18 where the inductance L is minimum rises to near the upper end of the coil 12, and the inductance L constantly decreases as the float 17 moves upward. In addition, the unwound portion 14
a and 14d, the magnetic flux distribution changes and the increase in inductance L near X=F is suppressed.
以上より、コイル12のインダクタンスLは、
フロート17の変位Xによつて直線的に変化する
ことになる。本実施例において測定した、インダ
クタンスLと変位Xとの関係を第3図bに示す
が、インダクタンスLは約450mHから300mHま
でほぼ直線的に変化(減少)しており、高いリニ
アリテイが得られている。 From the above, the inductance L of the coil 12 is
It changes linearly depending on the displacement X of the float 17. The relationship between the inductance L and the displacement X measured in this example is shown in Figure 3b, and the inductance L changes (decreases) almost linearly from about 450mH to 300mH, indicating that high linearity was obtained. There is.
また、導電体リング18を小さい比重(燃料2
の比重に近い)の材料で形成したため、軽量とな
り小さい浮力で浮く。従つて、フロート17を小
さく形成することができる。さらに、コイル12
も細く、スペースをとらない。 In addition, the conductor ring 18 has a small specific gravity (fuel 2
Because it is made of a material with a specific gravity close to that of ), it is lightweight and floats with low buoyancy. Therefore, the float 17 can be formed small. Furthermore, the coil 12
It's also thin and doesn't take up much space.
従つて、検出部Aは燃料タンク1に装着しやす
く、タンク1内において移動する範囲も小さい。
また、検出部Aは電気的に非接触であるため、フ
リクシヨンの影響もなくフロートの上下動がスム
ーズである。よつて、動作不良や精度低下が少な
く、フロートの揺動も故障につながらない。 Therefore, the detection part A can be easily attached to the fuel tank 1, and the range of movement within the tank 1 is also small.
Furthermore, since the detection part A is electrically non-contact, the float can move up and down smoothly without being affected by friction. Therefore, there are few malfunctions and decreases in accuracy, and the swinging of the float does not lead to failure.
さらに、コイル12の表面に従来のリニアポテ
ナンシヨメータのような凹凸がないので、液体中
のゴミが付着しにくく、フロートの動作不良が著
しく低減される。また、フロートはコイルの外周
を直線的に動くので、液面の横揺れに対して精度
の低下が少ない。加えて、従来のような揺動防止
のケースを必要としない。 Furthermore, since the surface of the coil 12 does not have irregularities unlike conventional linear potentiometers, dust in the liquid is less likely to adhere, and malfunctions of the float are significantly reduced. Furthermore, since the float moves linearly around the outer circumference of the coil, there is little loss of accuracy due to horizontal fluctuations in the liquid level. In addition, there is no need for a conventional case to prevent rocking.
また、コア13の材質を高透磁率と絶縁性を有
する磁性体としたことにより、前記の通りコア1
3自体の巻き線成分Scが解放され、インダクタ
ンスLは導電体リング18のみによつて変化する
ため、検出感度が上昇する。 In addition, by using a magnetic material with high magnetic permeability and insulation as the material of the core 13, as described above, the core 13
Since the winding component Sc of the conductor ring 3 itself is released and the inductance L changes only by the conductor ring 18, the detection sensitivity increases.
L−V変換回路B
次に、検出部Aに接続され、コイル12のイン
ダクタンスLの変化を電圧変化に変換するL−V
変換回路Bにつき、第6〜8図に従つて説明す
る。L-V conversion circuit B Next, the L-V conversion circuit B is connected to the detection section A and converts the change in the inductance L of the coil 12 into a voltage change.
Conversion circuit B will be explained with reference to FIGS. 6 to 8.
R1はコイル12の一端に接続された抵抗であ
つて、その抵抗値をRとする。この抵抗R1はコ
イル12とともにLR直列回路を構成しており、
その時定数は数十μsecである。22はコイル12
の他端に接続された発振回路であつて、10〜15k
Hzの矩形波パルスを発振しうるようになつてい
る。この矩形波のパルス電圧をVf、周期をT、
周波数をfとする。第7図aは矩形波のパルス電
圧Vfを示し、第7図bはLR直列回路において抵
抗R1に生ずる電圧Vrを示す。なお、本L−V
変換回路Bの電源電圧をVddとする。 R1 is a resistor connected to one end of the coil 12, and its resistance value is R. This resistor R1 constitutes an LR series circuit together with the coil 12,
Its time constant is several tens of microseconds. 22 is the coil 12
An oscillator circuit connected to the other end, 10~15k
It is designed to be able to oscillate Hz square wave pulses. The pulse voltage of this rectangular wave is V f , the period is T,
Let the frequency be f. FIG. 7a shows a rectangular wave pulse voltage V f , and FIG. 7 b shows a voltage V r occurring across the resistor R1 in the LR series circuit. In addition, this L-V
Let the power supply voltage of conversion circuit B be Vdd .
R2は基準電圧Vsを発生する可変抵抗である。
23はLR直列回路に接続されてVrとVsを比較す
る電圧比較回路であつて、第7図cに示すように
VrがVsより低くなるとき、出力電圧Vaが一定の
正電圧となる。24は電圧比較回路23と発振回
路22に接続されたAND論理回路であつて、バ
ツフア24aを有しており、第7図dに示すよう
に矩形波のパルス電圧Vfと出力電圧Vaが共に正
となるとき、その出力電圧Vaodは電源電圧Vddに
等しい値となる。この出力時間を位相時間txとす
る。 R2 is a variable resistor that generates the reference voltage Vs.
23 is a voltage comparator circuit connected to the LR series circuit to compare V r and V s , as shown in Figure 7c.
When V r becomes lower than V s , the output voltage V a becomes a constant positive voltage. 24 is an AND logic circuit connected to the voltage comparison circuit 23 and the oscillation circuit 22, and has a buffer 24a, and as shown in FIG. 7d, the rectangular wave pulse voltage V f and the output voltage V a are When both are positive, the output voltage V aod has a value equal to the power supply voltage V dd . Let this output time be the phase time t x .
25はAND論理回路24に接続されたローパ
スフイルタであつて、抵抗R3とコンデンサC1
のCR回路よりなる。その出力電圧Vbを第7図e
に示す。 25 is a low pass filter connected to the AND logic circuit 24, which includes a resistor R3 and a capacitor C1.
It consists of a CR circuit. The output voltage V b is shown in Figure 7e.
Shown below.
次に、このL−V変換回路Bの作用効果につい
て説明する。この回路BはLR直列回路に印加さ
れる矩形波パルスに伴う過渡応答を利用するもの
である。 Next, the effects of this LV conversion circuit B will be explained. This circuit B utilizes the transient response accompanying the rectangular wave pulse applied to the LR series circuit.
まず、矩形波形のハイレベルがLR直列回路に
印加される時、同LR直列回路は充電状態となり、
Vrは下式のように変化する。 First, when a high level rectangular waveform is applied to the LR series circuit, the LR series circuit enters a charging state.
V r changes as shown in the formula below.
また、矩形波形のローレベル時には、LR直列
回路は放電状態となり、Vrは下式のように変化
する。 Furthermore, when the rectangular waveform is at a low level, the LR series circuit is in a discharge state, and V r changes as shown in the equation below.
なお、このVr波形においては前記検出部Aの
導電筒20の作用により、波形ひずみが解消され
ている。 Note that in this V r waveform, waveform distortion is eliminated by the action of the conductive cylinder 20 of the detection section A.
すなわち、いま仮に導電筒20がなかつたとす
ると、コイル12間の浮遊容量、コイル12と導
電体リング18の間の静電容量及びコイル12の
インダクタンスによつて共振回路が形成される。
この場合、導電体リング18がコイル12のある
箇所に位置するとき、同コイル12はその点で分
圧されることになり、導電体リング18の移動に
伴つて共振周波数が変化することになる。従つ
て、過渡現象によつて第7図bに点線で示すよう
に、Vr波形にひずみが発生する。 That is, if there were no conductive cylinder 20, a resonance circuit would be formed by the stray capacitance between the coils 12, the capacitance between the coil 12 and the conductive ring 18, and the inductance of the coil 12.
In this case, when the conductor ring 18 is located at a certain point on the coil 12, the voltage of the coil 12 will be divided at that point, and the resonant frequency will change as the conductor ring 18 moves. . Therefore, distortion occurs in the V r waveform due to the transient phenomenon, as shown by the dotted line in FIG. 7b.
しかし、本実施例の検出部Aでは、前記の通り
コイル12の外周に導電筒20を設け、コイル1
2と導電体リング18の間を静電的に遮断してい
る。すなわち、導電筒20とコイル12の間の静
電容量Cx、導電筒20と導電体リング18との
間の静電容量Cyを夫々導電体リング18の移動
にかかわらず一定にしているので、過渡現象が起
こらず上記ひずみが生じない。 However, in the detection unit A of this embodiment, the conductive tube 20 is provided around the outer periphery of the coil 12 as described above, and the coil 1
2 and the conductor ring 18 are electrostatically isolated. In other words, the capacitance C x between the conductive tube 20 and the coil 12 and the capacitance C y between the conductive tube 20 and the conductive ring 18 are kept constant regardless of the movement of the conductive ring 18. , no transient phenomenon occurs and the above distortion does not occur.
AND論理回路24の出力電圧Vaod(第7図d)
は、LR直列回路の遅れ時間、すなわち電圧Vrが
パルスの立ち上がりから基準電圧Vsに至るまで
の位相時間txを周期ごとに出している。 Output voltage V aod of AND logic circuit 24 (Fig. 7d)
gives the delay time of the LR series circuit, that is, the phase time t x from the rise of the pulse to the reference voltage V s of the voltage V r for each cycle.
(1)式からVr=Vsとしてtxを求めると、下式の
通りである。 If t x is determined from equation (1) by setting V r =V s , it is as shown in the following equation.
tx=−ln(1−Vs/Vdd)L/R (3)
Vs、Vdd及びRは定数であるから、位相時間tx
はインダクタンスLに正比例する。AND論理回
路24の出力電圧Vaodはパルスであるが、その平
均電圧Vaod neaoは下式で示される。 t x = -ln (1 - V s / V dd ) L/R (3) Since V s , V dd and R are constants, the phase time t x
is directly proportional to the inductance L. The output voltage V aod of the AND logic circuit 24 is a pulse, and its average voltage V aod neao is expressed by the following formula.
Vaod neao=Vddtx/T (4)
(3、4)式より、Vaod neaoはインダクタン
スLに正比例することが分る。電圧Vaodを平均値
化するには前記ローパスフイルタ25を用いれば
よく、出力電圧Vb=Vaod neaoとなる。 V aod neao =V dd t x /T (4) From equations (3 and 4), it can be seen that V aod neao is directly proportional to the inductance L. To average the voltage V aod , the low-pass filter 25 may be used, and the output voltage V b =V aod neao .
以上により、本L−V変換回路Bの出力電圧
Vbは下式の通りインダクタンスLに正比例する。 As a result of the above, the output voltage of this L-V conversion circuit B
V b is directly proportional to the inductance L as shown in the formula below.
Vb=−ln(1−Vs/Vdd)VddL/RT (5)
前記の通り、インダクタンスLは導電体リング
18の変位Xに対してリニアリテイがとれている
ため、出力電圧Vbも変位Xに対してリニアリテ
イがある。本実施例において測定した出力電圧
Vbと変位Xとの関係を第8図に示す。これは、
f=15kHz、Vs=6V、Vdd=8Vの条件における測
定値であるが、高いリニアリテイが得られてい
る。V b = -ln (1 - V s / V dd ) V dd L / RT (5) As mentioned above, since the inductance L has linearity with respect to the displacement X of the conductor ring 18, the output voltage V b also has linearity with respect to displacement X. Output voltage measured in this example
The relationship between V b and displacement X is shown in FIG. this is,
The measured values were under the conditions of f = 15 kHz, V s = 6 V, and V dd = 8 V, and high linearity was obtained.
このL−V変換回路Bが有効な理由は、コイル
12において種々の工夫を施し、そのインダクタ
ンスLを10〜1000mHという比較的大きなレベル
(本実施例では前記の通り300〜450mH)で変化
させることができたことによる。 The reason why this L-V conversion circuit B is effective is that the coil 12 is modified in various ways to change its inductance L at a relatively large level of 10 to 1000 mH (in this example, 300 to 450 mH as described above). This is due to the fact that
すなわち、出力電圧Vbを高めるためには周期
Tは短かい程、また位相時間txが長い程よいが、
tx<T/2を満たす必要がある。ところで、周期
Tは、前記AND論理回路24等に用いられる一
般的な集積回路における応答遅れが無視できる程
度の長い周期とする必要がある。そこで、位相時
間txを長くするために、インダクタンスLの上昇
が必要となるのである。 In other words, in order to increase the output voltage V b , the shorter the period T and the longer the phase time t x , the better.
It is necessary to satisfy t x <T/2. By the way, the period T needs to be long enough to ignore the response delay in a general integrated circuit used for the AND logic circuit 24 and the like. Therefore, in order to lengthen the phase time tx , it is necessary to increase the inductance L.
なお、発振回路22は矩形波を発振すれば良く
正確な正弦波を必要としないので、構成も単純で
安価かつ信頼度の高いものができる。 Incidentally, since the oscillation circuit 22 only needs to oscillate a rectangular wave and does not require an accurate sine wave, the configuration can be simple, inexpensive, and highly reliable.
ところで、第7図bのVr波形において、矩形
波パルスの立上がり及び立下がり時に過渡的なリ
ンギングがでる(ただし、前記作用に支障はない
程度である)。これは、コイル12の巻き数が多
い場合に、巻き線14間で生ずる僅かな浮遊容量
が影響して、CR直列回路相当の作用をするため
である。特に、コイル12に並列にダイオードを
接続して、放電時の時定数を小さくする方法は、
ダイオードの大きな静電容量により大きなリンギ
ングが発生するため好ましくない。巻き数が少な
くなるとこの過渡現象も小さくなるが、理想的に
は消失させた方が良い。 By the way, in the Vr waveform shown in FIG. 7b, transient ringing occurs at the rise and fall of the rectangular wave pulse (however, it does not interfere with the above-mentioned effect). This is because when the number of turns of the coil 12 is large, a slight stray capacitance generated between the windings 14 is affected, resulting in an effect equivalent to a CR series circuit. In particular, the method of connecting a diode in parallel to the coil 12 to reduce the time constant during discharge is as follows:
This is undesirable because large ringing occurs due to the large capacitance of the diode. As the number of turns decreases, this transient phenomenon also becomes smaller, but ideally it is better to eliminate it.
上記L−V変換回路B以外の変換手段として
は、発振回路中にコイルを組込み、このインダク
タンスによる発振周波数の変化を検出する方法も
あるが、発振回路を構成する部品が多くなり、
夫々の特性が安定している必要がある。逆の見方
をすれば、部品個々の特性の安定性にはコストの
点から限度があるので、回路特性のバラツキが大
きく、精度が低くなる。この精度を向上させよう
とすれば、更に付加回路が必要となり、コストア
ツプや信頼性の低下等を生ずる。また、発振周波
数を電圧に変換するのに必要なf−V変換回路の
部品点数が増え、コストや信頼性において不利で
ある。 As a conversion means other than the above-mentioned LV conversion circuit B, there is a method of incorporating a coil into the oscillation circuit and detecting the change in the oscillation frequency due to this inductance, but this increases the number of parts that make up the oscillation circuit.
Each characteristic must be stable. From the opposite point of view, there is a limit to the stability of the characteristics of individual components due to cost considerations, so circuit characteristics vary widely and accuracy decreases. If this accuracy is to be improved, additional circuits will be required, resulting in increased costs and decreased reliability. Furthermore, the number of components of the fV conversion circuit required to convert the oscillation frequency to voltage increases, which is disadvantageous in terms of cost and reliability.
さらに、他の変換手段として、LR直列回路
における位相差から検出する方法がある。これは
発振波形を正弦波とし、LR直列回路における電
流の位相遅れを検出する方法である。しかし、良
好な正弦波の発振が必要である、精度の良い位相
の検出が必要である、位相差信号をインダクタン
スに比例した電圧に変換する回路が必要である、
かつその回路はtan演算をするものとなるという
問題点がある。 Furthermore, as another conversion means, there is a method of detecting from the phase difference in the LR series circuit. This is a method in which the oscillation waveform is a sine wave and the phase delay of the current in the LR series circuit is detected. However, good sine wave oscillation is required, accurate phase detection is required, and a circuit that converts the phase difference signal to a voltage proportional to the inductance is required.
Moreover, there is a problem in that the circuit must perform tan calculations.
また、同じく正弦波を印加するが、そのインピ
ーダンスによる分圧電圧を検出する変換手段も
ある。しかし、この方法も部品点数、精度、コス
ト等において不利である。 There is also a conversion means that similarly applies a sine wave but detects a divided voltage based on its impedance. However, this method is also disadvantageous in terms of number of parts, accuracy, cost, etc.
しかし、問題点さえ考慮すれば、上記各変換手
段〜を本液面レベル計に採用することも可能
である。 However, if the problems are taken into consideration, it is also possible to employ each of the above-mentioned conversion means to the present liquid level meter.
出力補正回路C及び指示計D
次に、指示計Dと、L−V変換回路Bの出力電
圧Vbをこの指示計Dの特性に合せるための出力
補正回路Cにつき、第9〜13図に従つて説明す
る。Output correction circuit C and indicator D Next, the output correction circuit C for adjusting the output voltage V b of the indicator D and the LV conversion circuit B to the characteristics of the indicator D is shown in Figs. 9 to 13. I will explain accordingly.
まず、第9図に示す指示計Dについて説明する
と、31は指示計Dの指針を積極的に振らせるた
めの駆動電磁コイルである。32は指針を制御し
ながら逆方向に制動するための制動電磁コイルで
あつて、駆動電磁コイル31に対して直列に接続
されている。 First, the indicator D shown in FIG. 9 will be explained. Reference numeral 31 is a driving electromagnetic coil for causing the pointer of the indicator D to swing positively. 32 is a braking electromagnetic coil for braking in the opposite direction while controlling the pointer, and is connected in series to the drive electromagnetic coil 31.
本実施例で採用した指示計Dを、ホールドタイ
プという。このタイプは駆動電磁コイル31に電
流によつて生ずる電磁力と、制動電磁コイル32
とによつて生ずる電磁力とがバランスするような
位置に指針が振れるように動作する。また、ゼン
マイバネを持たないことから、自動車の電源を
OFFした場合でも、その時の指示をそのまま保
持することができる。すなわち、燃料の残量を知
る機会は従来より増え、従つて、燃料補給を怠り
走行途中で燃料切れを起すという不注意を著しく
低減できる。また、構造もシンプルで安価であ
る。 The indicator D employed in this embodiment is called a hold type. This type uses an electromagnetic force generated by a current in the driving electromagnetic coil 31 and a braking electromagnetic coil 32.
The pointer moves to a position where the electromagnetic force generated by the movement is balanced. In addition, since it does not have a spring spring, it can be used to power the car.
Even if it is turned off, the instructions at that time can be retained. In other words, there are more opportunities to know the remaining amount of fuel than in the past, and it is therefore possible to significantly reduce the risk of carelessness such as neglecting to refuel and running out of fuel while driving. Furthermore, the structure is simple and inexpensive.
従来、このタイプの指示計Dと駆動する回路と
して、第10図に示すものがあつた。すなわち、
抵抗Ra,Rbを駆動電磁コイル31に接続すると
ともに、前述した従来技術における回転ポテンシ
ヨメータまたはリニアポテンシヨメータRxを制
動動電磁コイル32に接続したものである。しか
し、たとえポテンシヨメータRxにリニアリテイ
があつたとしても、その抵抗値Rxと指示値mの
関係は第11図に示すようにノンリニアなもので
あつた。このノンリニア特性のうち特に問題なの
は、指示計本来の役割が燃料補給タイミングを正
確に知らせるという点にあるにもかかわらず、
Empレベルにおいてリニアリテイが悪いという
ことである。 Conventionally, as a circuit for driving this type of indicator D, there has been a circuit shown in FIG. That is,
Resistors R a and R b are connected to the driving electromagnetic coil 31, and the rotary potentiometer or linear potentiometer R x in the prior art described above is connected to the braking electromagnetic coil 32. However, even if the potentiometer R x had linearity, the relationship between its resistance value R x and the indicated value m was non-linear as shown in FIG. What is particularly problematic about this non-linear characteristic is that even though the original role of the indicator is to accurately notify the timing of refueling,
This means that the linearity is poor at the Emp level.
本実施例では、前述のとおり検出部Aのリニア
リテイを向上させているが、指示計においてこれ
を低下させてしまつては、意味がない。そこで、
前記第11図の特性が第10図における回路構成
におけるものか、指示計D自体の特性によるもの
であるかを調べる必要がある。 In this embodiment, the linearity of the detection section A is improved as described above, but there is no point in reducing this in the indicator. Therefore,
It is necessary to investigate whether the characteristics shown in FIG. 11 are due to the circuit configuration shown in FIG. 10 or the characteristics of the indicator D itself.
そこで、まず、指示計D自体のリニアリテイに
ついて調べた結果を第12図に示す。これは、駆
動電磁コイル31に流れる駆動電流idを一定にし
ておき、制動電磁コイル32に流れる制動電流ib
のみを変化させて測定したものである。同図によ
れば、idを一定に保てば、指示値mの0〜75%に
おいて極めて良好なリニアリテイがあることが分
つた。0%とはEmpレベルを意味しているので、
指示計D自体ではむしろEmpレベルでの燃料の
残量表示に適するのである。 First, the linearity of the indicator D itself was investigated and the results are shown in FIG. This is done by keeping the driving current id flowing through the driving electromagnetic coil 31 constant and braking current ib flowing through the braking electromagnetic coil 32.
The measurements were made by changing only the According to the figure, it was found that if id was kept constant, there was extremely good linearity in the range of 0 to 75% of the indicated value m. 0% means Emp level, so
The indicator D itself is more suitable for displaying the remaining amount of fuel at the Emp level.
このことから、第11図の特性が指示計D自体
でなく回路構成に起因することが予想される。す
なわち、両コイル31,32が直列に接続されて
いるため、前記従来回路ではポテンシヨメータ
Rxの抵抗値の変化によつて、制動電流ibばかり
でなく、駆動電流idも変化することによるものと
考えられる。 From this, it is expected that the characteristics shown in FIG. 11 are caused not by the indicator D itself but by the circuit configuration. That is, since both coils 31 and 32 are connected in series, the potentiometer in the conventional circuit is
This is thought to be because not only the braking current ib but also the driving current id changes due to a change in the resistance value of R x .
本実施例では、第12図に示す指示計Dの特性
をそのまま生かすため、L−V変換回路Bと指示
計Dとの間に出力補正回路Cを設けたのである。 In this embodiment, an output correction circuit C is provided between the LV conversion circuit B and the indicator D in order to utilize the characteristics of the indicator D shown in FIG. 12 as is.
まず、この出力補正回路Cの基本原理を説明す
ると、駆動電磁コイル31を定電流制御し、リニ
アリテイのある前記L−V変換特性と第12図に
示す指示計Dの特性を調整する。すなわち、変位
X=Fにおいて指示値m=100%、X=0におい
て指示値m=0%となるような条件を作り、この
範囲でリニアリテイを得るように調整するもので
ある。 First, the basic principle of this output correction circuit C will be explained. The driving electromagnetic coil 31 is controlled with a constant current to adjust the linearity L-V conversion characteristic and the characteristic of the indicator D shown in FIG. 12. That is, conditions are created such that the indicated value m=100% at the displacement X=F and the indicated value m=0% at the displacement X=0, and adjustment is made to obtain linearity within this range.
すなわち、第9図において、33は前記L−V
変換回路Bの出力電圧Vbを増幅する増幅器であ
つて、その正入力端子には入力抵抗R4,R5が
設けられている。34は増幅器33のバツフア回
路であつて、その出力は両電磁コイル31,32
の接続端子に接続されるとともに、増幅器33の
負入力端子に帰還される。同バツフア回路34の
出力電圧をVputとする。R6,R7はオフセツト
電圧Vpffset発生用の抵抗であつて、増幅器33の
負入力端子に接続されている。35は駆動電磁コ
イル31に接続された定電流制御回路であつて、
抵抗R8とツエナーダイオードD1とよりなつて
いる。すなわち、駆動電磁コイル31への印加電
圧が一定となり、駆動電磁コイル31は常に定電
流駆動(id一定)される。 That is, in FIG. 9, 33 is the L-V
This is an amplifier that amplifies the output voltage V b of the conversion circuit B, and input resistors R4 and R5 are provided at its positive input terminal. 34 is a buffer circuit for the amplifier 33, and its output is sent to both electromagnetic coils 31 and 32.
It is connected to the connection terminal of the amplifier 33 and fed back to the negative input terminal of the amplifier 33. Let the output voltage of the buffer circuit 34 be Vput . R6 and R7 are resistors for generating the offset voltage V pffset and are connected to the negative input terminal of the amplifier 33. 35 is a constant current control circuit connected to the drive electromagnetic coil 31,
It consists of a resistor R8 and a Zener diode D1. That is, the voltage applied to the drive electromagnetic coil 31 is constant, and the drive electromagnetic coil 31 is always driven with a constant current (id constant).
なお、駆動電磁コイル31の内部抵抗をr1、
制動電磁コイル32の内部抵抗をr2、増幅器3
3の増幅率をKとする。 Note that the internal resistance of the drive electromagnetic coil 31 is r1,
The internal resistance of the braking electromagnetic coil 32 is r2, and the amplifier 3 is
Let K be the amplification factor of 3.
次に、この出力補正回路Cと指示計Dの作用効
果について説明する。 Next, the effects of the output correction circuit C and the indicator D will be explained.
出力補正回路Cにおいては下式が成立する。 In the output correction circuit C, the following formula holds true.
Vput=K(Vb−Vpffset) (6)
Vput=ibr2 (7)
また、FullレベルにおけるVbをVfullとし、
EmpレベルにおけるVbをVenpとすると、Vbは下
式で表わすことができる。 V put = K (V b − V pffset ) (6) V put = ibr2 (7) Also, V b at Full level is V full ,
Letting V b at the Emp level be V enp , V b can be expressed by the following formula.
Vb=−(Venp−Vfull)X/F+Venp (8)
(6〜8)式から、ibについて整理すると下式
となる。 V b = - (V enp - V full )
ib=K(−(Venp−Vfull)X/F+Venp−V
pffset))/r2(9)
また、第12図よりmを下式で表わすことがで
きる。 ib=K(−(V enp −V full )X/F+V enp −V
pffset ))/r2(9) Also, from FIG. 12, m can be expressed by the following formula.
m=138.8ib/id+100 (10) (9、10)式よりmについて下式が成立する。 m=138.8ib/id+100 (10) From equations (9, 10), the following equation holds true for m.
m=138.8KX(Venp−Vfull)/idr2F+100−138.8K(
Venp−Vpffset)/idr2(11)
ここで、X=Fのときm=100%、X=0のと
きm=0%の条件から、下式が成立するように調
節する必要がある。 m=138.8KX(V enp −V full )/idr2F+100−138.8K(
V enp −V pffset )/idr2(11) Here, it is necessary to adjust so that the following formula holds based on the conditions that m=100% when X=F and m=0% when X=0.
Vfull=Vpffset (12)
138.8K(Venp−Vpffset)
/idr2=100 (13)
ここで、idをある値に定めれば、増幅率Kが決
まる。すなわち、下式が成立して指示値mは変位
Xに正比例する。 V full =V pffset (12) 138.8K (V enp −V pffset ) /idr2=100 (13) Here, if id is set to a certain value, the amplification factor K is determined. That is, the following formula holds true, and the instruction value m is directly proportional to the displacement X.
m=100X/F (14)
本実施例において測定した、指示値mと変位X
との関係を第13図に示す。これは、id=50mA
における測定値であるが、高いリニアリテイが得
られており、指示精度も高い。 m=100X/F (14) Indication value m and displacement X measured in this example
Figure 13 shows the relationship between This is id=50mA
The measured values show high linearity and high indication accuracy.
なお、前記実施例において次のような変更を行
うこともできる。 Note that the following changes can also be made to the above embodiment.
(1) コア13の材質は前記フエライトに限定され
ず、高透磁率及び絶縁性を有する磁性体であれ
ば、どのようなものでもよい。(1) The material of the core 13 is not limited to the above-mentioned ferrite, but any magnetic material having high magnetic permeability and insulation properties may be used.
(2) コイル12の巻き方を前記実施例の巻き方以
外に、例えば巻き密度をコア13の下端から
序々に増加させるように巻いたり、平巻部14
bと密巻部14cの配分を変更したりする等、
任意に変更しうる。(2) The coil 12 may be wound in a manner other than the manner described in the above embodiment, for example, the winding density may be gradually increased from the lower end of the core 13, or the flat winding portion 14 may be wound in such a manner that the winding density gradually increases from the lower end of the core 13.
b and the distribution of the tightly wound portion 14c, etc.
Can be changed arbitrarily.
(3) 導電体リング18の材質は前記カーボン充填
合成樹脂以外にカーボン繊維強化樹脂
(CFRP)、導電性ポリ塩化ビニル(PVC)、導
電性ゴム、導電性発泡ゴム等、比重が小さく導
電性を有する高分子材料であればどのようなも
のでも使用できる。なお、これらの材料の液体
に対する耐蝕性が低い場合には、導電体リング
18の内周に保護材を設ければよい。(3) In addition to the carbon-filled synthetic resin mentioned above, the material of the conductor ring 18 may be carbon fiber reinforced resin (CFRP), conductive polyvinyl chloride (PVC), conductive rubber, conductive foam rubber, etc., which has low specific gravity and is conductive. Any polymeric material can be used as long as it has the following properties. Note that if these materials have low corrosion resistance against liquid, a protective material may be provided on the inner periphery of the conductor ring 18.
また、若干の重量増加はあるが、導電体リン
グ18をアルミニウム、銅その他の金属で形成
し、フロート17の内周に一体形成しても勿論
よい。 Alternatively, the conductor ring 18 may be made of aluminum, copper or other metal and may be integrally formed on the inner periphery of the float 17, although this will result in a slight increase in weight.
(4) 出力補正回路Cは駆動電磁コイル31を定電
流駆動するものであり、前記指示計Dの特性と
L−V変換回路Bの特性とを調整するものであ
れば、他の回路でもよい。また、それほど高い
精度を要求しない場合には出力補正回路Cを省
略したり、駆動電磁コイル31を定電流駆動す
るものである限りにおいて簡略化することもで
きる。(4) The output correction circuit C drives the drive electromagnetic coil 31 with a constant current, and may be any other circuit as long as it adjusts the characteristics of the indicator D and the characteristics of the LV conversion circuit B. . Furthermore, if very high accuracy is not required, the output correction circuit C may be omitted, or the output correction circuit C may be simplified as long as the drive electromagnetic coil 31 is driven with a constant current.
(5) 指示計Dに別のタイプのものを使用してもよ
い。特に、駆動電磁コイル31と制動電磁コイ
ル32との接続を外して独立させれば、出力補
正回路Cを省略しうる。(5) Another type of indicator D may be used. In particular, if the driving electromagnetic coil 31 and the braking electromagnetic coil 32 are disconnected and made independent, the output correction circuit C can be omitted.
(6) 自動車の燃料タンクにおける液面レベル計以
外に、オイルタンク、貯水タンク、石油タン
ク、電解液タンク等、種々の容器内における液
面のレベル計として具体化することもできる。(6) In addition to the liquid level meter in an automobile fuel tank, it can also be embodied as a liquid level meter in various containers such as an oil tank, a water storage tank, a petroleum tank, and an electrolyte tank.
なお、この発明は前記実施例の構成に限定され
るものではなく、例えばL−V変換回路Bにおい
て、発振回路22の周波数f、LR直列回路の時
定数、電圧比較回路23の基準電圧Vs等を任意
に変更、設定して具体化しても良い。 Note that the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above; for example, in the LV conversion circuit B, the frequency f of the oscillation circuit 22, the time constant of the LR series circuit, and the reference voltage V s of the voltage comparison circuit 23 etc. may be changed and set as desired.
発明の効果
以上詳述したように、この発明はコアの材質を
絶縁性を有する磁性体としたことにより、コア自
体の巻線成分が解放され、インダクタンスは導電
体リングのみによつて変化するため、簡単な回路
で検出感度が上昇するとともに、コイルのインダ
クタンス変化に対応した電圧を高いリニアリテイ
で得ることが出来るという優れた効果を奏する。Effects of the Invention As detailed above, in this invention, by making the core material a magnetic material with insulating properties, the winding component of the core itself is released, and the inductance changes only by the conductive ring. This has the excellent effect of increasing detection sensitivity with a simple circuit and being able to obtain voltage corresponding to changes in coil inductance with high linearity.
第1図はこの発明を自動車の燃料タンクにおけ
る液面レベル計において具体化した実施例の全体
を示す概略図、第2〜5図はこの実施例の検出部
を示し、第2図は検出部全体の断面図、第3図a
はコイルを示す正面図、第3図bは同コイルのイ
ンダクタンスのフロート変位に対する変化を示す
特性例図、第4図は同コイルの磁気等価回路を示
す回路図、第5図はコイル外周の導電筒を示す斜
視図、第6〜8図はL−V変換回路を示し、第6
図はその回路図、第7図は回路の作動説明図、第
7図aは電圧Vf、同図bは電圧Vr、同図cは電
圧Va、同図dは電圧Vaod、同図eは電圧Vbの変
化を示す作動説明図、第8図はL−V変換回路の
出力電圧とフロートの変位との関係を示す特性例
図、第9図は出力補正回路と指示計の回路図、第
10図は従来の指示計駆動方法を示す回路図、第
11図は従来の指示値とポテンシヨメータの関係
を示す特性例図、第12図は本実施例の指示値と
制動電磁コイルに流れる電流との関係を示す特性
例図、第13図は同じく指示値とフロートの変位
との関係を示す特性例図、第14図は従来のアー
ムフロート式液面レベル計を示す斜視図、第15
図は従来のリニアポテンシヨメータ式液面レベル
計を示す斜視図、第16図はそのリニアポテンシ
ヨメータを示す部分拡大図、第17図は同リニア
ポテンシヨメータの取付状態を示す断面図であ
る。
検出部……A、L−V変換回路……B、出力補
正回路……C、指示計……D、コイル……12、
コア……13、巻き線……14、フロート……1
7、導電体リング……18、発振回路……22。
Fig. 1 is a schematic diagram showing the entire embodiment of the present invention as a liquid level meter in a fuel tank of an automobile, Figs. 2 to 5 show the detection section of this embodiment, and Fig. 2 shows the detection section Overall sectional view, Figure 3a
is a front view showing the coil, Fig. 3b is a characteristic example showing the change in inductance of the same coil with respect to float displacement, Fig. 4 is a circuit diagram showing the magnetic equivalent circuit of the same coil, and Fig. 5 is a diagram showing the conduction around the outer periphery of the coil. A perspective view showing the cylinder, and Figs. 6 to 8 show the L-V conversion circuit.
Figure 7 is the circuit diagram, Figure 7 is an explanatory diagram of the operation of the circuit, Figure 7a is the voltage V f , Figure b is the voltage Vr, Figure c is the voltage V a , Figure 7 d is the voltage V aod , Figure 7 e is an operation explanatory diagram showing changes in voltage V b , Fig. 8 is a characteristic example diagram showing the relationship between the output voltage of the LV conversion circuit and the displacement of the float, and Fig. 9 is an output correction circuit and indicator circuit. Figure 10 is a circuit diagram showing the conventional indicator driving method, Figure 11 is a characteristic example diagram showing the relationship between the conventional indication value and potentiometer, and Figure 12 is the indication value and braking electromagnetic force of this embodiment. An example characteristic diagram showing the relationship with the current flowing through the coil, FIG. 13 is an example characteristic diagram showing the relationship between the indicated value and the displacement of the float, and FIG. 14 is a perspective view showing a conventional arm float type liquid level meter. , 15th
The figure is a perspective view showing a conventional linear potentiometer type liquid level meter, Fig. 16 is a partially enlarged view showing the linear potentiometer, and Fig. 17 is a sectional view showing the linear potentiometer in its installed state. be. Detection unit...A, L-V conversion circuit...B, Output correction circuit...C, Indicator...D, Coil...12,
Core...13, Winding...14, Float...1
7. Conductor ring...18, Oscillation circuit...22.
Claims (1)
コアを挿通し、そのコイルの外周に、導電体リン
グを有したフロートを移動可能に設け、導電体リ
ングの移動に伴うコイルのインダクタンス変化を
L−V変換回路により電圧変化に変換して、指示
計を駆動するように構成した液面レベル計におい
て、前記L−V変換回路はコイルにLR直列回路
を形成する抵抗を接続し、このLR直列回路に発
振回路を接続するとともに、LR直列回路に生ず
る電圧が基準電圧に達するまでの応答時間を抽出
してコイルのインダクタンスに対応した電圧を出
力するよう構成したことを特徴とする液面レベル
計。1. An insulating magnetic core is inserted over the entire length of the coil, and a float with a conductive ring is movably provided around the outer circumference of the coil, so that the change in inductance of the coil due to the movement of the conductive ring is reduced to In a liquid level meter configured to convert voltage changes by a V conversion circuit to drive an indicator, the L-V conversion circuit connects a resistor forming an LR series circuit to a coil, and connects a resistor forming an LR series circuit to the coil. A liquid level meter characterized in that an oscillator circuit is connected to the circuit, and the response time until the voltage generated in the LR series circuit reaches a reference voltage is extracted to output a voltage corresponding to the inductance of the coil. .
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227784A JPS60253920A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Liquid level gage |
| US06/739,476 US4627280A (en) | 1984-04-24 | 1985-05-30 | Inductance liquid level meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11227784A JPS60253920A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Liquid level gage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253920A JPS60253920A (en) | 1985-12-14 |
| JPH038697B2 true JPH038697B2 (en) | 1991-02-06 |
Family
ID=14582666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11227784A Granted JPS60253920A (en) | 1984-04-24 | 1984-05-31 | Liquid level gage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253920A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158328U (en) * | 1982-04-19 | 1983-10-22 | オムロン株式会社 | level detector |
| JPS5949920U (en) * | 1982-09-24 | 1984-04-03 | トヨタ自動車株式会社 | fuel gauge |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP11227784A patent/JPS60253920A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253920A (en) | 1985-12-14 |
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