JPH04218723A - Level measuring system of liquid by cooling type level sensor - Google Patents
Level measuring system of liquid by cooling type level sensorInfo
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- JPH04218723A JPH04218723A JP3076510A JP7651091A JPH04218723A JP H04218723 A JPH04218723 A JP H04218723A JP 3076510 A JP3076510 A JP 3076510A JP 7651091 A JP7651091 A JP 7651091A JP H04218723 A JPH04218723 A JP H04218723A
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Abstract
Description
【0001】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。[Field of Industrial Application] The present invention relates to a level sensor for detecting the level of fuel in a vehicle fuel tank, for example, and particularly to a method for temperature-compensating and accurately measuring the liquid level in a short time. .
【0002】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。[Prior Art] A heat dissipation type level sensor utilizes the fact that the resistance of the sensor, which is a resistor, changes depending on the depth of immersion in the liquid level, and heats the sensor by passing a constant current through the sensor to increase the liquid level of the sensor. This sensor detects the liquid level by converting the corresponding resistance change into voltage.
【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。The output voltage of this sensor is affected not only by the immersion depth but also by the ambient temperature.
【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。[0004] Therefore, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-311927, which was previously developed by the present applicant, a temperature compensating resistor having a structure similar to that of the sensor is arranged in parallel, and the liquid level of the sensor is adjusted. The level of the liquid was measured by utilizing the fact that a corresponding change in resistance value appears as a voltage change at the connection point with the temperature compensation resistor. In other words, the temperature compensation resistor is immersed in the liquid together with the sensor, but since it is not self-heated, its resistance value does not follow changes in the liquid level, and its resistance changes only with changes in ambient temperature. The value will change and this will automatically cause a liquid level measurement.
【0005】[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。In order to accurately measure the level of this type of liquid, it is necessary to make the temperature coefficients of resistance of the sensor and the temperature compensation resistor constant.
【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。[0006] In addition, these sensors and temperature compensation resistors actually have a structure in which Ni wire is spirally wound around the outer periphery of a rod-shaped support, so they have a considerably large heat capacity and can provide stable output. It took several minutes for the output to stabilize, especially when the tank capacity was close to empty and the immersion depth was small.
【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。[0007] For this reason, if the user reads the meter during an unstable period, the liquid level may be incorrect.
This poses a practical problem.
【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。Furthermore, since the resistor actually requires a higher resistance value than the sensor, the resistance wire is longer and the heat capacity is different. Therefore, if the ambient temperature changes,
During the change, a temperature difference occurs between the two, which has the drawback of temporarily causing an error in liquid level measurement.
【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。The present invention has been made in view of the above drawbacks, and the first invention solves the above-mentioned problems by eliminating the temperature compensating resistor and arranging the resistors in parallel. It is an object of the present invention to provide a liquid level measurement method using a heat dissipation type level sensor that improves level measurement accuracy and enables measurement in a short time.
【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。[0010] The second and third inventions also have an object to provide a liquid level measurement method using a heat dissipation type level sensor, which has further improved measurement accuracy than the first invention.
【0011】[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。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a pulse circuit that intermittently flows a constant current to a sensor which is a resistor, and an initial voltage output from the sensor. A storage means for storing information, a calculation means for dividing an output voltage from an initial state until a predetermined time has elapsed by the initial voltage, and a steady state voltage to be in a steady state is predicted from an increasing slope of the output obtained from the calculation means over time. and a prediction means, and outputs the calculation result to the display means as a liquid level output.
【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。Further, the invention according to claim 2 provides a pulse circuit for intermittently passing a constant current through a sensor which is a resistor, a storage means for storing an initial voltage outputted from the sensor, and a pulse circuit for storing an initial voltage outputted from the sensor, a calculating means for dividing the output voltage up to the elapsed time by the initial voltage; a predicting means for predicting a steady voltage that will be in a steady state from a rising slope of the output obtained from the calculating means with respect to time; and a steady voltage from the predicting means. The present invention is characterized by comprising a correction means for obtaining a corrected steady voltage by subtracting a correction value obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient from the initial voltage, and outputting the correction result to the display means as a liquid level output.
【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。Furthermore, the invention according to claim 3 provides a pulse circuit that intermittently supplies a constant current to a sensor that is a resistor;
storage means for storing the initial voltage output from the sensor; calculation means for dividing the output voltage from the initial state to the elapse of a predetermined time by the initial voltage; and compensation from the rising slope of the output obtained from the calculation means over time. a slope determining means for calculating and determining the slope, and subtracting a correction value obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient from the output of the compensation slope at a predetermined time position by this means, and based on the subtracted correction output. a slope correction means for calculating and determining a corrected compensation slope by correcting the compensation slope; a prediction means for calculating and predicting a steady voltage that will be in a steady state based on the corrected compensation slope from this means; The present invention is characterized by comprising a display means for displaying as a level output.
【0014】[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。[Operation] In the first aspect of the invention, the sensor is hardly heated at the initial stage of flowing a constant current, so the initial voltage can be regarded as the output voltage based on the resistance value due to the ambient temperature. By dividing the voltage output from the heated sensor by this value, the liquid level measurement output is obtained.
【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。Furthermore, in order to shorten the measurement time, by sampling the liquid level measurement output after energization and approximating the output to the energization time, it is possible to obtain the level output after a sufficient period of time has elapsed. .
【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。[0016] Further, the second invention as set forth in claim 2 and the third invention as set forth in claim 3 provide liquid level measurement using a heat dissipation type level sensor, which has further improved temperature compensation accuracy than the first invention. Before explaining the second and third aspects of the invention, temperature compensation for level measurement using the pulse method of the first invention will be described in more detail.
【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。In the pulse method, a constant current is applied for several seconds. The sensor voltage increases as a result of current application, and the amount of increase is proportional to the liquid level. However, the voltage difference between when the tank is FULL and when the tank is EMPTY at the end of current supply is small, and practical resolution cannot be obtained. Therefore, we decided to obtain an output proportional to the liquid level from the average slope of the voltage rise instead of the amount of rise mentioned above. This is the first invention, and specifically, the sensor voltage is digitally inputted every few milliseconds, and a microcomputer performs first-order approximation processing to obtain the slope (compensation slope) to increase the output resolution.
【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。FIGS. 5(a) and 5(b) are diagrams in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current and resistance values, where curve a represents constant current and curve b represents ambient temperature. Curve c shows the change in resistance value due to energization in air when the ambient temperature is low, and curve c shows the change in resistance value due to energization in air when the ambient temperature is high. The current is time t
0 and reaches a stable state at time t0'.
【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。As this figure shows, the resistance value changes differently depending on the ambient temperature.
【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。[0020] The resistance at time t is given by equation 1, taking into account the change in resistance due to ambient temperature.
【0021】[0021]
【数1】[Math 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。Since the resistance value changes depending on the ambient temperature, it is necessary to compensate for this effect. Immediately after the current is applied, as mentioned above, there is almost no heating, so the resistance value is the same as that corresponding to the ambient temperature before the current is applied. (It has nothing to do with the level of the liquid.) The resistance value at t=t1 in FIG. 5(a) is given by Equation 2.
【0023】[0023]
【数2】[Math 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。Therefore, the influence of the ambient temperature is compensated for by storing the resistance value immediately after the current is applied (hereinafter referred to as the initial resistance value; Equation 2) in the memory and dividing the resistance value sampled at each time.
【0025】時間tにおける補償された抵抗値を数3に
示す。The compensated resistance value at time t is shown in Equation 3.
【0026】[0026]
【数3】[Math 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。The resistance curves b' and c' in FIG. 6(a) are obtained by compensating for the influence of ambient temperature on the resistance curves b and c in FIG. 5(a).
【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。However, this figure shows that even when the ambient temperature is compensated in this way, the slope (compensation gradient) differs depending on the ambient temperature, resulting in a difference in output.
【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。FIG. 7 shows ambient temperature and output (final steady voltage)
The output line d' after compensation shows a substantially constant output compared to the output line d before compensation, but the output increases as the ambient temperature rises.
【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。FIG. 8 also shows that the initial voltage (initial resistance) also increases as the ambient temperature increases.
【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。As mentioned above, even after ambient temperature compensation, the output increases due to the rise in ambient temperature, and the reason why the steady outputs do not match is considered to be due to the following reasons.
【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。In other words, if the resistance value is large, the amount of change in resistance value due to current flow will also be large, but according to the compensation method described above, it is normalized by dividing by the initial resistance value (initial voltage value), and the slope with respect to time is remains unchanged. In other words, the effects of differences in resistance values due to ambient temperature and differences in resistance values between samples at the same temperature are compensated for. This is the invention described in claim 1.
【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。On the other hand, the amount of heat generated by the entire sensor naturally increases as the resistance value increases. If the amount of heat generated from one part of the sensor does not affect other parts, the temperature compensation described above is sufficient. However, since convection occurs on the sensor surface, heat generated by energization from the bottom moves upward.
【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。As mentioned above, when performing temperature compensation, the resistance value (voltage value) immediately after the current is applied is used for division. At this time, no convection is occurring, but immediately after that, warm air gradually rises from the bottom through the sensor surface, warming the sensor and increasing its resistance value. Therefore, it is presumed that for a certain short energization time, as the energization time becomes longer, the rate at which the resistance value increases also increases. This ratio is considered to be proportional to the resistance value before energization.
【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。Next, data supporting this will be shown. That is, they created sensors with different resistance values, passed a constant current through them, and investigated the relationship between the initial voltage and the output voltage (steady voltage). As a result, as shown in FIG. 9, the higher the initial voltage, the higher the output voltage and the greater the heat generated.
【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。Therefore, the second invention corrects the steady voltage obtained by the first invention to remove the influence of convection. That is, the corrected steady voltage V'' is obtained by subtracting the corrected value obtained by multiplying the initial voltage V1 by the setting coefficient G1 from the steady voltage VtC predicted from the rising slope obtained by division.
tC is the level measurement value, and the influence of convection is removed. That is, V″tC = VtC −V1 ×G1 Note that the coefficient G1
can be determined experimentally using the sensor, tank configuration, etc.
【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。Next, in the third invention, each output in the first invention is divided by the initial voltage, the slope of this output with respect to time is calculated, and this is used as a compensation slope that compensates for the ambient temperature. The steady state voltage was predicted and determined. The present invention corrects the fact that this compensation gradient still contains an error, but as mentioned above, this error is considered to occur in proportion to the magnitude of the initial voltage, so Output due to compensation slope (Vp)
In this method, a correction value obtained by multiplying the initial voltage V1 by a preset setting coefficient G2 is subtracted from the initial voltage V1, and a correction compensation slope is set based on the correction output V'p obtained by this subtraction. That is, V'p=Vp-V1×G2.
【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。[0038] The coefficient G2 is determined by the sensor, tank,
It may be set experimentally depending on the configuration of the system, the time position to be set, etc.
【0039】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment, a second embodiment, and a third embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
【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。First, a first embodiment will be explained. This is an embodiment of the first invention, and in FIG. 1, 1 is a fuel tank;
FL is a level sensor serving as a resistor immersed in the tank 1.
【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。A constant current I is passed through the pulse circuit 2 across the level sensor FL. An output voltage V generated across the level sensor FL by flowing this current I
p is taken into the CPU 4 through the AD converter 3.
【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。The current I generated from the pulse circuit 2 is
As shown in Figure (b), a large cycle having a cycle from t0 to tF is repeated after a cooling time, and the entire cycle is set to about 3 seconds. However, even though the current becomes constant I from the start of the circuit, t0'
is necessary.
【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CPU
4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。Therefore, as shown in FIG. 2(a), the voltage Vp changes from the initial state to the liquid level (
When the level is low, the slope is large, and when the level is high, the slope is small).
4 and sequentially stored in the storage unit in the CPU 4 together with the time data (enlarged portion of the figure). A storage means 4a is composed of the CPU 4 and the storage section.
【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。Here, depending on the current I, the initial voltage, that is, the output voltage V1 at t1, can be regarded as the output voltage when the sensor FL is not heated.
【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。In other words, it can be regarded as an output voltage based on a resistance value similar to that of a conventional temperature compensation resistor, and the CPU 4 stores this initial output voltage, and the calculation means 4b constituted by the CPU 4 continuously receives the input voltage. By dividing the values of voltages Vt2 to VtF by this initial voltage V1, the rising slope of these outputs with respect to time is obtained, and this is calculated by the prediction means 4c.
to obtain a compensation slope of the output compensated for ambient temperature, from which liquid level measurement data (steady state voltage VtC) is obtained. Based on this data, the level output of the measured liquid level is displayed on the display section 5.
【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。Note that since the heat capacity of the sensor FL is large, V
The sampling voltage from t0 to VtF does not reach a steady voltage level.
【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500ケのサンプリング電圧をえられる。On the other hand, for example, the period from t1 to tn,
For example, if the sampling interval is 10 msec in 5 seconds, 500 sampling voltages can be obtained.
【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。Therefore, as shown in FIG. 3, the CPU 4 constituting the prediction means has a program that determines the compensation slope from the rising slope and calculates the approximate voltage Vtc at the time tc when the steady state is reached based on this. is built-in, and by displaying the value on the display unit 5, display can be performed with a large output voltage.
【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。Next, a second embodiment will be explained with reference to FIGS. 1 to 3. This is an embodiment of the second invention, and has substantially the same configuration as the first embodiment, except that it includes a correction means 4f.
【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4
f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″t
C 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。That is, the steady voltage VtC obtained in the first embodiment is corrected to remove the influence of convection. That is, the correction means 4 constituted by the CPU 4
In f, the corrected value obtained by multiplying the initial voltage V1 by the setting coefficient G1 is subtracted from the steady-state voltage VtC predicted based on the rising slope obtained by the division, and the corrected steady-state voltage V″t is obtained.
C is taken as a level measurement value and output to the display unit 5. The effect of convection has been removed. That is, V″tC = VtC −V1 ×G1 Note that the coefficient G1
may be determined experimentally based on the sensor FL, tank configuration, etc.
【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。Next, FIGS. 1, 3, and 4 for the third embodiment
This will be explained with reference to (a) and (b) of the same figure.
【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V
1 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。This embodiment is an embodiment of the third invention, and has almost the same configuration as the first embodiment, including a sensor FL, a pulse circuit 2 that supplies a constant current to it, and an initial voltage V of the sensor FL.
1, a calculation means 4b for dividing the output voltage Vp by the initial voltage V1, and a prediction means 4c, and further includes a slope determination means (CPU) 4d and a slope correction means (CPU) 4e. is different from the first embodiment.
【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V1 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。The gradient determining means 4d divides the output voltages V1, Vt2 F, Vt3 F, . Calculate the compensation slope m
Calculate and determine.
【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。Next, the gradient correction means 4e corrects the compensation gradient m by removing the influence of convection caused by the heating of the sensor. That is, the predetermined time position of the compensation gradient m, for example tF
From the output VtFF at
Subtract the corrected value V1 × G2 multiplied by the corrected output V'
tFF is determined, and based on this, the modified compensation gradient n is calculated and determined.
【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。Then, based on this modified compensation slope n,
The process up to calculating the steady state output voltage V'tC and displaying it on the display unit 5 is the same as in the first embodiment, so a detailed explanation will be omitted.
【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。Note that the predetermined time position tF is not limited to the above-mentioned position, but may be any position. Further, the coefficient G2 may be determined experimentally, and is determined in relation to a predetermined time position.
【0057】[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。[Effects of the Invention] As explained above with reference to the embodiments, in the liquid level measuring method using the heat dissipation type level sensor of the present invention, the resistor for measuring the liquid level is eliminated and the resistors are arranged in parallel. There is no output error due to the difference in the temperature coefficient of resistance value, which is a problem with , there is no temporary output error due to the difference in heat capacity, and there is no waiting time for the output to stabilize, so you can quickly check the measured value. It has the advantage of being able to display
【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。Furthermore, in the second and third inventions, not only the ambient temperature but also the influence of convection of the sensor is compensated for, so that measurements can be made with extremely high accuracy.
【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。FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of each embodiment of a first, second, and third invention.
【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。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the period of the current generated from the pulse circuit and the output voltage from the sensor in each embodiment of the first invention and the second invention.
【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。FIG. 3 is a graph showing voltage changes until a steady state is reached in each of the embodiments of the first, second, and third inventions.
【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。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the period of the current generated from the pulse circuit and the output voltage from the sensor in the embodiment of the third invention, and explaining compensation slope setting.
【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。FIG. 5 is a diagram explaining the effects of the first, second, and third inventions, and is a graph showing the current generated from the pulse circuit and the change in sensor resistance value due to energization.
【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。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the current generated from the pulse circuit and the temperature-compensated resistance value.
【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。FIG. 7 is a graph showing the relationship between ambient temperature and sensor output (steady state).
【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。FIG. 8 is a graph showing the relationship between ambient temperature and sensor initial voltage.
【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。FIG. 9 is a diagram explaining the effects of the second and third inventions, and is a graph showing the relationship between the initial voltage and the sensor output voltage.
【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。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the temperature-compensated sensor output.
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 FL level sensor G1 coefficient G2 coefficient m Compensation slope n Modified compensation gradient V1 Initial voltage VtC Steady voltage V'tC Modified steady voltage tF Predetermined time position V'tFF corrected output 2 Pulse circuit 4 CPU 4a Storage means (CPU) 4b Arithmetic means (CPU) 4c Prediction means (CPU) 4d Gradient determining means (CPU) 4e Gradient correction means (CPU) 4f Correction means (CPU) 5 Display means
Claims (3)
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。1. A pulse circuit that intermittently supplies a constant current to a sensor that is a resistor; a storage means that stores an initial voltage output from the sensor; calculation means for dividing by voltage;
and a prediction means for predicting a steady voltage that will be in a steady state from the rising slope of the output obtained from the calculation means over time, and outputting the calculation result to the display means as a liquid level output. Liquid level measurement method using a level sensor.
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。2. A pulse circuit that intermittently supplies a constant current to a sensor that is a resistor; a storage means that stores an initial voltage output from the sensor; calculation means for dividing by voltage;
a prediction means for predicting a steady voltage that will be in a steady state from the rising slope of the output obtained from the calculation means with respect to time; and a correction value obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient from the steady voltage from the prediction means. A liquid level measuring method using a heat dissipation type level sensor, comprising: a correction means for obtaining a corrected steady voltage by subtracting .
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。3. A pulse circuit that intermittently supplies a constant current to a sensor that is a resistor; a storage means that stores an initial voltage output from the sensor; and a pulse circuit that stores an initial voltage output from the sensor; calculation means for dividing by voltage;
slope determining means for calculating and determining a compensation slope from the rising slope of the output obtained from the calculation means over time, and an initial voltage obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient from the output of the compensation slope at a predetermined time position by this means. a slope correction means for calculating and determining a corrected compensation slope by subtracting a correction value and correcting the compensation slope based on the subtracted correction output; and a steady voltage that is in a steady state based on the corrected compensation slope from this means. A liquid level measuring method using a heat dissipation type level sensor, characterized in that it is comprised of a prediction means for calculating and predicting, and a display means for displaying the calculation result as a liquid level output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3076510A JP2557570B2 (en) | 1990-04-10 | 1991-04-09 | Liquid level measurement method with heat radiation type level sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP9309790 | 1990-04-10 | ||
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Publications (2)
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| JPH04218723A true JPH04218723A (en) | 1992-08-10 |
| JP2557570B2 JP2557570B2 (en) | 1996-11-27 |
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ID=26417657
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|---|---|
| JP (1) | JP2557570B2 (en) |
Cited By (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 |
| CN114216541A (en) * | 2021-11-06 | 2022-03-22 | 深圳市矽海半导体有限公司 | Temperature compensation type liquid level detection algorithm |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6435220A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Daikin Ind Ltd | Liquid surface detector |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3076510A patent/JP2557570B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6435220A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Daikin Ind Ltd | Liquid surface detector |
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| US11300439B2 (en) | 2019-06-18 | 2022-04-12 | Te Connectivity Norge As | Sensor assembly for measuring the level of a liquid |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2557570B2 (en) | 1996-11-27 |
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