JPH1030949A - 正特性サーミスタ式水位検知装置 - Google Patents
正特性サーミスタ式水位検知装置Info
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- JPH1030949A JPH1030949A JP20429696A JP20429696A JPH1030949A JP H1030949 A JPH1030949 A JP H1030949A JP 20429696 A JP20429696 A JP 20429696A JP 20429696 A JP20429696 A JP 20429696A JP H1030949 A JPH1030949 A JP H1030949A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲温度が変化しても気中，液中各々の出力
特性が殆ど一定であるような、温度補償回路を有した正
特性サーミスタ式水位検知装置を提供すること。 【解決手段】 水位検知用センサと温度補償用センサと
からなる水位検知部と、温度補償回路を有する水位検知
回路との組み合わせによって構成される水位検知装置に
おいて、前記水位検知部は、前記水位検知用センサに正
特性サーミスタを用い、前記温度補償用センサに負特性
サーミスタを用いた水位検知部であり、前記水位検知回
路は、温度依存性を有する前記正特性サーミスタが定温
度に自己加熱された状態で、前記負特性サーミスタを含
む抵抗器のみで構成された合成抵抗回路網と直列に接続
された水位検知回路であることを特徴とする正特性サー
ミスタ式水位検知装置である。さらに前記水位検知部
は、前記正特性サーミスタと、前記負特性サーミスタと
が、電気的絶縁状態を保ち、かつ、略同一高さに設置さ
れた構造であることを特徴とする。
特性が殆ど一定であるような、温度補償回路を有した正
特性サーミスタ式水位検知装置を提供すること。 【解決手段】 水位検知用センサと温度補償用センサと
からなる水位検知部と、温度補償回路を有する水位検知
回路との組み合わせによって構成される水位検知装置に
おいて、前記水位検知部は、前記水位検知用センサに正
特性サーミスタを用い、前記温度補償用センサに負特性
サーミスタを用いた水位検知部であり、前記水位検知回
路は、温度依存性を有する前記正特性サーミスタが定温
度に自己加熱された状態で、前記負特性サーミスタを含
む抵抗器のみで構成された合成抵抗回路網と直列に接続
された水位検知回路であることを特徴とする正特性サー
ミスタ式水位検知装置である。さらに前記水位検知部
は、前記正特性サーミスタと、前記負特性サーミスタと
が、電気的絶縁状態を保ち、かつ、略同一高さに設置さ
れた構造であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定温度発熱中の正
特性サーミスタの、気中，液中における熱放散の違いを
電圧変化に換算して水位を検知する、正特性サーミスタ
式水位検知装置に関する。
特性サーミスタの、気中，液中における熱放散の違いを
電圧変化に換算して水位を検知する、正特性サーミスタ
式水位検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】検知素子として熱線や負特性サーミスタ
を用いた水位検知装置の代わりに、近年では、定温度発
熱機能を有する正特性サーミスタを検知素子とした正特
性サーミスタ式水位検知装置が利用されるようになって
きた。これは、正特性サーミスタの特徴である自己温度
制御機能により、特別な駆動回路を必要としないためで
ある。
を用いた水位検知装置の代わりに、近年では、定温度発
熱機能を有する正特性サーミスタを検知素子とした正特
性サーミスタ式水位検知装置が利用されるようになって
きた。これは、正特性サーミスタの特徴である自己温度
制御機能により、特別な駆動回路を必要としないためで
ある。
【０００３】正特性サーミスタを用いた水位検知回路と
して、特開昭６０−１４１２６号公報には、正特性サー
ミスタの出力電圧と基準電圧を比較器で比較したものが
開示されている。これは、キュリー温度に自己加熱され
た正特性サーミスタの検知素子が、気中から液中に入る
と、熱放散定数が大きいため冷却作用により自己発熱量
が抑えられ正特性サーミスタの自己加熱温度が気中より
も低い温度で一定に保たれる。このとき、正特性サーミ
スタの抵抗値が小さくなるため、正特性サーミスタの出
力電圧は大きくなる。この電圧変化と基準電圧との比較
値により、水位を検知するものである。
して、特開昭６０−１４１２６号公報には、正特性サー
ミスタの出力電圧と基準電圧を比較器で比較したものが
開示されている。これは、キュリー温度に自己加熱され
た正特性サーミスタの検知素子が、気中から液中に入る
と、熱放散定数が大きいため冷却作用により自己発熱量
が抑えられ正特性サーミスタの自己加熱温度が気中より
も低い温度で一定に保たれる。このとき、正特性サーミ
スタの抵抗値が小さくなるため、正特性サーミスタの出
力電圧は大きくなる。この電圧変化と基準電圧との比較
値により、水位を検知するものである。
【０００４】一方、特開昭５２−２２９４８号公報に
は、検知素子として正特性サーミスタを用い、温度補償
素子として負特性サーミスタを前記正特性サーミスタに
直列に接続した構成の温度検知部を、リレーの励磁コイ
ルに直列に接続した水位検知装置が開示されている。正
特性サーミスタと負特性サーミスタは直列に接続されて
いるので、抵抗値が互いに反比例する相関関係が保たれ
ている。これにより、周囲温度が変化しても、水位検知
部の出力電圧の変化を小さく抑えることができる。前記
水位検知部が液中に位置した状態での出力電圧は、気中
に位置した状態よりも熱放散定数の違いにより小さな値
となる。この出力電圧の中間にリレー動作電圧を設定す
ることによって水位検知を行なうものである。
は、検知素子として正特性サーミスタを用い、温度補償
素子として負特性サーミスタを前記正特性サーミスタに
直列に接続した構成の温度検知部を、リレーの励磁コイ
ルに直列に接続した水位検知装置が開示されている。正
特性サーミスタと負特性サーミスタは直列に接続されて
いるので、抵抗値が互いに反比例する相関関係が保たれ
ている。これにより、周囲温度が変化しても、水位検知
部の出力電圧の変化を小さく抑えることができる。前記
水位検知部が液中に位置した状態での出力電圧は、気中
に位置した状態よりも熱放散定数の違いにより小さな値
となる。この出力電圧の中間にリレー動作電圧を設定す
ることによって水位検知を行なうものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の正特性サーミスタ式水位検知回路によると次のよう
な問題があった。正特性サーミスタの検知素子は、チタ
ン酸バリウム等の半導体セラミックスからなり、自己温
度制御機能を有しており、理想的には、気中，液中各々
の出力特性が周囲温度により大きく変化しないはずであ
る。図４は、横軸に周囲温度，縦軸に正特性サーミスタ
と直列に接続された分圧抵抗の端子電圧とした、正特性
サーミスタの温度依存性を示したグラフであるが、この
図に示すように、検知素子の絶縁被覆や構造上の熱的非
対象により、狭い温度範囲でしか正確な水位検知ができ
ないという欠点があった。
来の正特性サーミスタ式水位検知回路によると次のよう
な問題があった。正特性サーミスタの検知素子は、チタ
ン酸バリウム等の半導体セラミックスからなり、自己温
度制御機能を有しており、理想的には、気中，液中各々
の出力特性が周囲温度により大きく変化しないはずであ
る。図４は、横軸に周囲温度，縦軸に正特性サーミスタ
と直列に接続された分圧抵抗の端子電圧とした、正特性
サーミスタの温度依存性を示したグラフであるが、この
図に示すように、検知素子の絶縁被覆や構造上の熱的非
対象により、狭い温度範囲でしか正確な水位検知ができ
ないという欠点があった。
【０００６】水位検知が可能な温度範囲が狭いというこ
とは、例えば出力電圧Ｖ1 ＝５．０Ｖを気中，液中の判
定レベルとすると、水位検知が可能な温度範囲は０℃〜
約４５℃となり、使用環境がかなり限定されてしまう。
また、前述後者の従来技術では、温度補償素子を設けて
検知素子と温度的に相関関係をもたせることで、ある程
度の温度範囲まで水位検知が可能となっているが、出力
特性が周囲温度の変化に一定でなく傾きが生じてしまう
ため、更に広い温度範囲を要求すると、誤検知が生じて
しまう。正特性サーミスタと負特性サーミスタの素子の
特性が特殊なものを選びかつ詳細なマッチングを行なえ
れば誤検知は生じないはずなのだが、実際には不可能に
近い。
とは、例えば出力電圧Ｖ1 ＝５．０Ｖを気中，液中の判
定レベルとすると、水位検知が可能な温度範囲は０℃〜
約４５℃となり、使用環境がかなり限定されてしまう。
また、前述後者の従来技術では、温度補償素子を設けて
検知素子と温度的に相関関係をもたせることで、ある程
度の温度範囲まで水位検知が可能となっているが、出力
特性が周囲温度の変化に一定でなく傾きが生じてしまう
ため、更に広い温度範囲を要求すると、誤検知が生じて
しまう。正特性サーミスタと負特性サーミスタの素子の
特性が特殊なものを選びかつ詳細なマッチングを行なえ
れば誤検知は生じないはずなのだが、実際には不可能に
近い。
【０００７】本発明はこのような従来の欠点を解決する
ためになされたものであり、その目的とするところは、
周囲温度が変化しても気中，液中各々の出力特性が殆ど
一定であるような、温度補償回路を有した正特性サーミ
スタ式水位検知装置を提供することにある。
ためになされたものであり、その目的とするところは、
周囲温度が変化しても気中，液中各々の出力特性が殆ど
一定であるような、温度補償回路を有した正特性サーミ
スタ式水位検知装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するべく
本発明による正特性サーミスタ式水位検知装置は、水位
検知用センサと温度補償用センサとからなる水位検知部
と、温度補償回路を有する水位検知回路との組み合わせ
によって構成される水位検知装置において、前記水位検
知部は、前記水位検知用センサに正特性サーミスタを用
い、前記温度補償用センサに負特性サーミスタを用いた
水位検知部であり、前記水位検知回路は、温度依存性を
有する前記正特性サーミスタが定温度に自己加熱された
状態で、前記負特性サーミスタを含む抵抗器のみで構成
された合成抵抗回路網と直列に接続された水位検知回路
であることを特徴とするものである。さらに前記水位検
知部は、前記正特性サーミスタと、前記負特性サーミス
タとが、電気的絶縁状態を保ち、かつ、略同一高さに設
置された構造であることを特徴とするものである。
本発明による正特性サーミスタ式水位検知装置は、水位
検知用センサと温度補償用センサとからなる水位検知部
と、温度補償回路を有する水位検知回路との組み合わせ
によって構成される水位検知装置において、前記水位検
知部は、前記水位検知用センサに正特性サーミスタを用
い、前記温度補償用センサに負特性サーミスタを用いた
水位検知部であり、前記水位検知回路は、温度依存性を
有する前記正特性サーミスタが定温度に自己加熱された
状態で、前記負特性サーミスタを含む抵抗器のみで構成
された合成抵抗回路網と直列に接続された水位検知回路
であることを特徴とするものである。さらに前記水位検
知部は、前記正特性サーミスタと、前記負特性サーミス
タとが、電気的絶縁状態を保ち、かつ、略同一高さに設
置された構造であることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記構成による本発明の正特性サ
ーミスタ式水位検知装置の水位検知回路における温度補
償回路としては、次のようなものが考えられる。まず、
図５において、電流をＩ１，周囲温度をＴ，気中の熱放
散定数をＣとすると、これらの間には、一般式 Ｐ＝Ｉ1 2・Ｒ＝Ｃ（Ｔｃ−Ｔ） Ｔｃはサーミスタの自己加熱温度，Ｒはサーミスタの抵
抗値，より、 Ｉ１＝ｆ（Ｔ，Ｃ）＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（Ｃ） という関係があると見做すことができる。ここでｆ，ｇ
はＴの函数であり、ａは定数である。
ーミスタ式水位検知装置の水位検知回路における温度補
償回路としては、次のようなものが考えられる。まず、
図５において、電流をＩ１，周囲温度をＴ，気中の熱放
散定数をＣとすると、これらの間には、一般式 Ｐ＝Ｉ1 2・Ｒ＝Ｃ（Ｔｃ−Ｔ） Ｔｃはサーミスタの自己加熱温度，Ｒはサーミスタの抵
抗値，より、 Ｉ１＝ｆ（Ｔ，Ｃ）＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（Ｃ） という関係があると見做すことができる。ここでｆ，ｇ
はＴの函数であり、ａは定数である。
【００１０】また、電流Ｉ１の変化は、周囲温度Ｔの変
化に反比例するので、温度補償のために感熱抵抗素子を
使用することを考えれば周囲温度Ｔの変化を抵抗の変化
と見做すことができる。ここで、周囲温度Ｔによる影響
を補正するために、温度変化に対して反比例する抵抗値
変化を示す負特性サーミスタを使用することを考えてみ
ると、周囲温度Ｔの変化は、 Ｒ＝Ｒｏ ｅｘｐ［Ｂ（１／Ｔ−１／Ｔｏ）］ の式より、負特性サーミスタの抵抗値Ｒの変化に置き換
えることができる。
化に反比例するので、温度補償のために感熱抵抗素子を
使用することを考えれば周囲温度Ｔの変化を抵抗の変化
と見做すことができる。ここで、周囲温度Ｔによる影響
を補正するために、温度変化に対して反比例する抵抗値
変化を示す負特性サーミスタを使用することを考えてみ
ると、周囲温度Ｔの変化は、 Ｒ＝Ｒｏ ｅｘｐ［Ｂ（１／Ｔ−１／Ｔｏ）］ の式より、負特性サーミスタの抵抗値Ｒの変化に置き換
えることができる。
【００１１】したがって、正特性サーミスタの電流Ｉ１
の周囲温度Ｔによる影響を、負特性サーミスタの抵抗値
Ｒに置き換えてみると次式のようになる。 Ｉ１＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（Ｃ）＝ｈ（Ｒ）・ｆ（Ｃ） ここで、ｈは函数である。このような気中における温度
特性を補正するには、 Ｉ1'＝［ｈ（Ｒ）・ｆ（Ｃ）］・ｈ-1（Ｒ）＝ｆ（Ｃ） なる演算で補正することができる。ここで、ｈ（Ｒ）＝
Ｒ，ｈ-1（Ｒ）＝１／Ｒとして置き換えてみると一目瞭
然である。ここで、１／Ｒなる演算を電子回路で行なう
には、周囲温度Ｔが変化したとき電流Ｉ１によって得ら
れた電圧Ｖ１を出力電圧Ｖｏが一定となるよう、Ｒ４・
Ｖ１／（Ｒ４＋Ｒ）となる負特性サーミスタを使用する
ことが考えられる。ここで、Ｒ4は負特性サーミスタと
の分圧抵抗である。
の周囲温度Ｔによる影響を、負特性サーミスタの抵抗値
Ｒに置き換えてみると次式のようになる。 Ｉ１＝ｇ（ａ／Ｔ）・ｆ（Ｃ）＝ｈ（Ｒ）・ｆ（Ｃ） ここで、ｈは函数である。このような気中における温度
特性を補正するには、 Ｉ1'＝［ｈ（Ｒ）・ｆ（Ｃ）］・ｈ-1（Ｒ）＝ｆ（Ｃ） なる演算で補正することができる。ここで、ｈ（Ｒ）＝
Ｒ，ｈ-1（Ｒ）＝１／Ｒとして置き換えてみると一目瞭
然である。ここで、１／Ｒなる演算を電子回路で行なう
には、周囲温度Ｔが変化したとき電流Ｉ１によって得ら
れた電圧Ｖ１を出力電圧Ｖｏが一定となるよう、Ｒ４・
Ｖ１／（Ｒ４＋Ｒ）となる負特性サーミスタを使用する
ことが考えられる。ここで、Ｒ4は負特性サーミスタと
の分圧抵抗である。
【００１２】これによって、容易に１／Ｒの演算が実現
できるが、負特性サーミスタだけの温度補償では、正特
性サーミスタに流れる電流の周囲温度による変動を補償
しきれず、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、温
度補償回路を、負特性サーミスタを含む合成抵抗回路網
によって構成することで、周囲温度による測定誤差を極
めて少なくしている。
できるが、負特性サーミスタだけの温度補償では、正特
性サーミスタに流れる電流の周囲温度による変動を補償
しきれず、測定誤差が大きくなってしまう。そこで、温
度補償回路を、負特性サーミスタを含む合成抵抗回路網
によって構成することで、周囲温度による測定誤差を極
めて少なくしている。
【００１３】前記正特性サーミスタ及び負特性サーミス
タの構造としては、チップ素子がホウケイ酸ガラス等に
て封止されたガラス封止型のものが、あらゆる環境にお
いて特性が非常に安定しているので好ましい。
タの構造としては、チップ素子がホウケイ酸ガラス等に
て封止されたガラス封止型のものが、あらゆる環境にお
いて特性が非常に安定しているので好ましい。
【００１４】該サーミスタは、気中，液中に置かれるた
め防水構造が要求され、短絡しないようにサーミスタを
モールド材により電気的絶縁処理を施す必要がある。前
記モールド材としては、耐熱性，疎水性に優れたフッ素
系樹脂が好ましく、低温であれば、オレフィン系樹脂が
経済的である。また、ＳＵＳ，Ａｌ等の金属ケースを用
いて応答性を早くすることも可能である。
め防水構造が要求され、短絡しないようにサーミスタを
モールド材により電気的絶縁処理を施す必要がある。前
記モールド材としては、耐熱性，疎水性に優れたフッ素
系樹脂が好ましく、低温であれば、オレフィン系樹脂が
経済的である。また、ＳＵＳ，Ａｌ等の金属ケースを用
いて応答性を早くすることも可能である。
【００１５】水位検知部の該サーミスタの位置関係は、
広温度範囲において気中，液中の温度が極端に違っても
誤検知することなく、全ての条件で良い特性を得るため
には、略同一高さに設置する必要がある。これには保持
具を用いることが考えられるが、正特性サーミスタが自
己加熱している熱を負特性サーミスタがあまり拾わない
ように熱絶縁物を用いるのが望ましい。
広温度範囲において気中，液中の温度が極端に違っても
誤検知することなく、全ての条件で良い特性を得るため
には、略同一高さに設置する必要がある。これには保持
具を用いることが考えられるが、正特性サーミスタが自
己加熱している熱を負特性サーミスタがあまり拾わない
ように熱絶縁物を用いるのが望ましい。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を更に詳しく説
明する。図２に、本発明の一実施例として使用した水位
検知部の水位検知用センサ１と温度補償用センサ２の構
造を示す。符号１１はチタン酸バリウム系セラミック素
子（キュリー温度２００℃）をガラス封止した正特性サ
ーミスタ、符号２１はＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉ等の遷移金属酸
化物を混合，焼結したものをガラス封止した負特性サー
ミスタである。前記正特性サーミスタ１１および負特性
サーミスタ２１の両端部にはＰＴＦＥ絶縁電線１３がカ
シメ端子１２により接続されており、これらがフッ素系
樹脂のモールド材１４によりそれぞれモールドされ、水
位検知用センサ１と温度補償用センサ２を構成してい
る。前記水位検知用センサ１と温度補償用センサ２は、
保持具３により略同一高さに一定距離を保った状態で固
定されている。本実施例では前記モールド材１４に、内
部にＰＦＡ，外部にＰＴＦＥのフッ素系樹脂収縮チュー
ブを使用した。
明する。図２に、本発明の一実施例として使用した水位
検知部の水位検知用センサ１と温度補償用センサ２の構
造を示す。符号１１はチタン酸バリウム系セラミック素
子（キュリー温度２００℃）をガラス封止した正特性サ
ーミスタ、符号２１はＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉ等の遷移金属酸
化物を混合，焼結したものをガラス封止した負特性サー
ミスタである。前記正特性サーミスタ１１および負特性
サーミスタ２１の両端部にはＰＴＦＥ絶縁電線１３がカ
シメ端子１２により接続されており、これらがフッ素系
樹脂のモールド材１４によりそれぞれモールドされ、水
位検知用センサ１と温度補償用センサ２を構成してい
る。前記水位検知用センサ１と温度補償用センサ２は、
保持具３により略同一高さに一定距離を保った状態で固
定されている。本実施例では前記モールド材１４に、内
部にＰＦＡ，外部にＰＴＦＥのフッ素系樹脂収縮チュー
ブを使用した。
【００１７】次に、図１および図４を参照して、本発明
の正特性サーミスタ式水位検知回路について説明する。
図１は本発明の一実施例を示した正特性サーミスタ式水
位検知装置の回路図であり、電源Ｅに正特性サーミスタ
ＴＨｐ，抵抗Ｒ１，半固定抵抗ＶＲの順に直列に接続さ
れ、前記正特性サーミスタＴＨｐと前記抵抗Ｒ１間の端
子電圧Ｖ１を、抵抗Ｒ２，抵抗Ｒ３，負特性サーミスタ
ＴＨｎからなる合成抵抗回路網Ｒｘと分圧抵抗Ｒ４によ
って出力電圧Ｖｏを出力する回路構成となっている。
の正特性サーミスタ式水位検知回路について説明する。
図１は本発明の一実施例を示した正特性サーミスタ式水
位検知装置の回路図であり、電源Ｅに正特性サーミスタ
ＴＨｐ，抵抗Ｒ１，半固定抵抗ＶＲの順に直列に接続さ
れ、前記正特性サーミスタＴＨｐと前記抵抗Ｒ１間の端
子電圧Ｖ１を、抵抗Ｒ２，抵抗Ｒ３，負特性サーミスタ
ＴＨｎからなる合成抵抗回路網Ｒｘと分圧抵抗Ｒ４によ
って出力電圧Ｖｏを出力する回路構成となっている。
【００１８】図４は、図１に示した回路図を用いて、正
特性サーミスタＴＨｐの気中，液中における周囲温度に
よる電圧変化の関係をグラフに表したものである。動作
条件を、電源ＥがＤＣ２４Ｖ、抵抗Ｒ１が１００Ω，１
／２Ｗ、半固定抵抗ＶＲがＭａｘ２００Ωとして、正特
性サーミスタＴＨｐを気中，液中（水深３０ｍｍ）にお
いて、周囲温度０℃〜８０℃を２０℃間隔で端子電圧Ｖ
１を測定した。このグラフからもわかるように、正特性
サーミスタＴＨｐは温度依存性のあることが明らかであ
る。
特性サーミスタＴＨｐの気中，液中における周囲温度に
よる電圧変化の関係をグラフに表したものである。動作
条件を、電源ＥがＤＣ２４Ｖ、抵抗Ｒ１が１００Ω，１
／２Ｗ、半固定抵抗ＶＲがＭａｘ２００Ωとして、正特
性サーミスタＴＨｐを気中，液中（水深３０ｍｍ）にお
いて、周囲温度０℃〜８０℃を２０℃間隔で端子電圧Ｖ
１を測定した。このグラフからもわかるように、正特性
サーミスタＴＨｐは温度依存性のあることが明らかであ
る。
【００１９】ここで、図４において気中における各温度
の端子電圧Ｖ１をみると、Ｖ１（０℃）＝４．９Ｖ，Ｖ
１（４０℃）＝４．０Ｖ，Ｖ１（８０℃）＝３．１Ｖ，
であるが、全温度範囲において出力電圧Ｖｏを一定にす
るには、Ｖ１×Ｒ４／（Ｒｘ＋Ｒ４）＝Ｖｏ（一定）よ
り、合成抵抗回路網Ｒｘ（０℃），Ｒｘ（４０℃），Ｒ
ｘ（８０℃）の値が求められれば、出力電圧Ｖｏは０℃
〜８０℃間の周囲温度変化に対して出力は一定となる。
の端子電圧Ｖ１をみると、Ｖ１（０℃）＝４．９Ｖ，Ｖ
１（４０℃）＝４．０Ｖ，Ｖ１（８０℃）＝３．１Ｖ，
であるが、全温度範囲において出力電圧Ｖｏを一定にす
るには、Ｖ１×Ｒ４／（Ｒｘ＋Ｒ４）＝Ｖｏ（一定）よ
り、合成抵抗回路網Ｒｘ（０℃），Ｒｘ（４０℃），Ｒ
ｘ（８０℃）の値が求められれば、出力電圧Ｖｏは０℃
〜８０℃間の周囲温度変化に対して出力は一定となる。
【００２０】これを本実施例にあてはめれば、出力電圧
Ｖｏ＝２Ｖ，分圧抵抗Ｒ４＝１０ｋΩとすると、合成抵
抗回路網Ｒｘの値はＲｘ（０℃）＝１４．５ｋΩ，Ｒｘ
（４０℃）＝１０．０ｋΩ，Ｒｘ（８０℃）＝５．５ｋ
Ωの値が要求されることとなる。合成抵抗回路網Ｒｘの
値を要求される値とするために各々の抵抗値の計算を行
なうと、抵抗Ｒ２＝１．６２４ｋΩ，抵抗Ｒ３＝１４．
６ｋΩの値となる。なお、負特性サーミスタＴＨｎは、
Ｒ（７０℃）＝７．０ｋΩ，Ｂ定数＝３５１０Ｋのガラ
ス封止型負特性サーミスタを使用した。
Ｖｏ＝２Ｖ，分圧抵抗Ｒ４＝１０ｋΩとすると、合成抵
抗回路網Ｒｘの値はＲｘ（０℃）＝１４．５ｋΩ，Ｒｘ
（４０℃）＝１０．０ｋΩ，Ｒｘ（８０℃）＝５．５ｋ
Ωの値が要求されることとなる。合成抵抗回路網Ｒｘの
値を要求される値とするために各々の抵抗値の計算を行
なうと、抵抗Ｒ２＝１．６２４ｋΩ，抵抗Ｒ３＝１４．
６ｋΩの値となる。なお、負特性サーミスタＴＨｎは、
Ｒ（７０℃）＝７．０ｋΩ，Ｂ定数＝３５１０Ｋのガラ
ス封止型負特性サーミスタを使用した。
【００２１】以上のようにして、温度補償回路を含む正
特性サーミスタ式水位検知回路を構成し、図１に示した
前記水位検知部を、気中，液中に設置して前述と同様の
条件において出力電圧Ｖｏを測定し図３に示した。この
グラフからわかるように、温度依存性が極めて少ないこ
とが証明された。
特性サーミスタ式水位検知回路を構成し、図１に示した
前記水位検知部を、気中，液中に設置して前述と同様の
条件において出力電圧Ｖｏを測定し図３に示した。この
グラフからわかるように、温度依存性が極めて少ないこ
とが証明された。
【００２２】本発明では、水位検知部は前述したよう
に、水位検知用センサ１と温度補償用センサ２が略同一
高さに設置された構造になっているため、気中，液中の
周囲温度が極端に違っていても誤検知することはない。
例えば、周囲温度が気中で０℃，液中で８０℃の場合、
各々のセンサが略同一高さであれば図３に示す如く誤検
知は生じないが、温度補償用センサ２が液中に浸かり水
位検知用センサ１が気中にあった場合、出力電圧Ｖｏが
３．１５Ｖとなり、水位検知用センサ１が気中にあるに
もかかわらず液中にあると誤検知してしまう。同じく、
水位検知用センサ１が液中に浸かり温度補償用センサ２
が気中にあった場合でも誤検知してしまう。
に、水位検知用センサ１と温度補償用センサ２が略同一
高さに設置された構造になっているため、気中，液中の
周囲温度が極端に違っていても誤検知することはない。
例えば、周囲温度が気中で０℃，液中で８０℃の場合、
各々のセンサが略同一高さであれば図３に示す如く誤検
知は生じないが、温度補償用センサ２が液中に浸かり水
位検知用センサ１が気中にあった場合、出力電圧Ｖｏが
３．１５Ｖとなり、水位検知用センサ１が気中にあるに
もかかわらず液中にあると誤検知してしまう。同じく、
水位検知用センサ１が液中に浸かり温度補償用センサ２
が気中にあった場合でも誤検知してしまう。
【００２３】上記実施例では、水位検知用センサと温度
補償用センサを保持具によって、略同一高さに設置し、
正特性サーミスタと負特性サーミスタが互いに熱影響を
受けないように一定距離を保つようにしたが、該２つの
センサを一体化したとしても、回路上の動作点が変わる
だけであり、回路定数や温度補償センサの仕様を変える
ことによって同様の特性を得ることができる。
補償用センサを保持具によって、略同一高さに設置し、
正特性サーミスタと負特性サーミスタが互いに熱影響を
受けないように一定距離を保つようにしたが、該２つの
センサを一体化したとしても、回路上の動作点が変わる
だけであり、回路定数や温度補償センサの仕様を変える
ことによって同様の特性を得ることができる。
【００２４】また、合成抵抗回路網の抵抗は基板に実装
され、温度補償用センサのリード線と接続されるのが望
ましいが、図６に示すように、合成抵抗回路網の抵抗を
水位検知部に組み込み、温度補償用センサのリード線に
中継的に直接接続することにより小型化が可能である。
このとき、該抵抗は絶縁収縮チューブ１５によって保護
される。
され、温度補償用センサのリード線と接続されるのが望
ましいが、図６に示すように、合成抵抗回路網の抵抗を
水位検知部に組み込み、温度補償用センサのリード線に
中継的に直接接続することにより小型化が可能である。
このとき、該抵抗は絶縁収縮チューブ１５によって保護
される。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、負
特性サーミスタを含む抵抗器のみで構成された合成抵抗
回路網を温度補償回路としたことにより、正特性サーミ
スタのもつ周囲温度依存性を著しく低減でき、広温度範
囲において安定した出力電圧が得られる正特性サーミス
タ式水位検知回路が実現でき、同時に水位検知部の水位
検知用センサと温度補償用センサを略同一高さにするこ
とにより正確に水位検知を行なうことのできる正特性サ
ーミスタ式水位検知装置となる。
特性サーミスタを含む抵抗器のみで構成された合成抵抗
回路網を温度補償回路としたことにより、正特性サーミ
スタのもつ周囲温度依存性を著しく低減でき、広温度範
囲において安定した出力電圧が得られる正特性サーミス
タ式水位検知回路が実現でき、同時に水位検知部の水位
検知用センサと温度補償用センサを略同一高さにするこ
とにより正確に水位検知を行なうことのできる正特性サ
ーミスタ式水位検知装置となる。
【図１】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ式水位検知装置の回路構成図である。
タ式水位検知装置の回路構成図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図で、正特性サーミス
タ式水位検知装置の水位検知部の構造図である。
タ式水位検知装置の水位検知部の構造図である。
【図３】本発明の一実施例における周囲温度−出力電圧
特性図である。
特性図である。
【図４】本発明の一実施例に使用された正特性サーミス
タの温度依存性を示すグラフで、周囲温度−端子電圧特
性図である。
タの温度依存性を示すグラフで、周囲温度−端子電圧特
性図である。
【図５】本発明の一実施例に使用された正特性サーミス
タの温度依存性を示すグラフで、周囲温度−端子電流特
性図である。
タの温度依存性を示すグラフで、周囲温度−端子電流特
性図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す図で、正特性サーミ
スタ式水位検知装置の水位検知部の温度補償用センサの
構造図である。
スタ式水位検知装置の水位検知部の温度補償用センサの
構造図である。
１…水位検知用センサ ２…温度補償用センサ ３…保持具 １１…正特性サーミスタ １２…カシメ端子 １３…ＰＴＦＥ絶縁電線 １４…モールド材 １５…絶縁収縮チューブ ２１…負特性サーミスタ ＴＨｐ…正特性サーミスタ ＴＨｎ…負特性サーミスタ ＶＲ…半固定抵抗 Ｒ１〜Ｒ３…抵抗 Ｒ４…分圧抵抗 Ｒｘ…合成抵抗回路網
Claims (2)
- 【請求項１】 水位検知用センサと温度補償用センサと
からなる水位検知部と、温度補償回路を有する水位検知
回路との組み合わせによって構成される水位検知装置に
おいて、前記水位検知部は、前記水位検知用センサに正
特性サーミスタを用い、前記温度補償用センサに負特性
サーミスタを用いた水位検知部であり、前記水位検知回
路は、温度依存性を有する前記正特性サーミスタが定温
度に自己加熱された状態で、前記負特性サーミスタを含
む抵抗器のみで構成された合成抵抗回路網と直列に接続
された水位検知回路であることを特徴とする正特性サー
ミスタ式水位検知装置。 - 【請求項２】 前記水位検知部は、前記正特性サーミス
タと、前記負特性サーミスタとが、電気的絶縁状態を保
ち、かつ、略同一高さに設置された構造であることを特
徴とする請求項１記載の正特性サーミスタ式水位検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429696A JPH1030949A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 正特性サーミスタ式水位検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20429696A JPH1030949A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 正特性サーミスタ式水位検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030949A true JPH1030949A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16488139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20429696A Pending JPH1030949A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | 正特性サーミスタ式水位検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030949A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334204A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気洗濯機 |
| JP2009074157A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | E & E Corp | 強制循環水冷冷却システムを有するブラウンガス発生装置 |
| WO2018229885A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| US20240044724A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | Borgwarner Inc. | Thermistor self-heating compensation |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP20429696A patent/JPH1030949A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334204A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気洗濯機 |
| JP2009074157A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | E & E Corp | 強制循環水冷冷却システムを有するブラウンガス発生装置 |
| WO2018229885A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JPWO2018229885A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2020-01-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| US20240044724A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | Borgwarner Inc. | Thermistor self-heating compensation |
| US12523548B2 (en) * | 2022-08-02 | 2026-01-13 | Borgwarner Inc. | Thermistor self-heating compensation |
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