JP2001124617A - 液面レベルセンサ - Google Patents

液面レベルセンサ

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JP2001124617A
JP2001124617A JP30596699A JP30596699A JP2001124617A JP 2001124617 A JP2001124617 A JP 2001124617A JP 30596699 A JP30596699 A JP 30596699A JP 30596699 A JP30596699 A JP 30596699A JP 2001124617 A JP2001124617 A JP 2001124617A
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JP
Japan
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liquid level
level sensor
sensor
conversion element
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Application number
JP30596699A
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English (en)
Inventor
Shinichi Tamura
真一 田村
Takashi Asami
誉志 浅見
Masaki Hirota
真佐樹 広田
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品単体特性と部品組付のばらつきによる出
力特性を容易にかつ正確に補正してコスト安な液面レベ
ルセンサを提供する。 【解決手段】 液面の上下動に連動して移動する磁石
と、この磁石の位置に応じた電気量を出力する磁電変換
素子10とを有し、この磁電変換素子10の出力を演算
処理手段11に供給し、演算処理手段11の演算器14
は、液面の最下面と最上面の基準位置における基準セン
サ出力をDOE、DOFとし、この2カ所の基準位置におけ
る実際のセンサ出力をDSE、DSFとし、磁電変換素子1
0の検出時の出力をDとし、補正出力をDとする
と、D=DOE+{(DOF−DOE)/(DSF
SE)}・(D−DSE)の式を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁電変換素子を用
いた液面レベルセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の液面レベルセンサとして
は、実開平3−115824号公報に開示されたものが
あり、図4にその構成図が示されている。図4におい
て、フロートアーム1は回転支点2を中心に回転自在に
支持され、このフロートアーム1の一端には液体3の液
面に浮いているフロート体4が、その他端には円弧状の
磁石5がそれぞれ固定されている。この磁石5の近傍に
は磁電変換素子であるホール素子6が設けられており、
このホール素子6は磁石5の回転位置に応じた電圧を出
力する。この出力電圧は増幅回路7によって増幅されて
表示ゲージ8が作動させる。
【0003】上記構成において、フロート体4が液体3
の液面に応じて上下動すると、フロートアーム1が回転
して磁石5が回転し、この磁石5の回転位置に応じた電
圧をホール素子6が出力する。この出力電圧に基づいて
表示ゲージ8の針が液面レベルを示す。そして、ホール
素子6の出力電圧は、図5に示すように、理想的にはフ
ロートアーム1振角に対して直線的に変化するのが好ま
しい。
【0004】ところが、上記液面レベルセンサSの出力
は、磁石5自体のばらつき(A)、磁電変換素子(ホー
ル素子6)自体のばらつき(B)、双方の組付けのばら
つき(C)の要因により出力特性がばらつく。具体的に
は、磁石5自体のばらつきとしては、(A)磁石のB−
H特性のばらつきによるもの(A−)や着磁のバラン
スのばらつきによるもの(A−)であり、磁電変換素
子(ホール素子6)自体のばらつき(B)としては、磁
界に対する感度のばらつきによるもの(B−)やオフ
セット電圧のばらつきによるもの(B−)であり、双
方の組付けのばらつき(C)としては、磁石5と磁電変
換素子(ホール素子6)との距離のばらつきによるもの
(C−)や磁石5と磁電変換素子(ホール素子6)と
の回転方向位置合わせのばらつきによるもの(C−)
がある。そして、A−、B−、C−の影響は、図
6に示すような特性となって現れ、A−、B−、C
−の影響は、図7に示すような特性となって現れ、液
面レベルセンサSの最終特性としては、これらを含んだ
図8に示すような出力特性となる。
【0005】従来では、このような液面レベルセンサS
の出力特性を補正するのに、部品(磁石5、磁電変換素
子)単品のばらつきを抑え、且つ、組付精度を向上させ
るか、又は、組付後にトリミング作業を行ったりしてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のように、各部品単品のばらつきと組付精度の制御
や、組付後のトリミング作業は、非常に面倒で、且つ、
困難であり、製造コストをトータル的に見た場合にコス
ト高になるという問題がある。
【0007】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、部品単体特性と部品組付のば
らつきによる出力特性を容易にかつ正確に補正してコス
ト安な液面レベルセンサを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、液面
の上下動に連動して移動する磁石と、この磁石の位置に
応じた電気量を出力する磁電変換素子とを有し、この磁
電変換素子の出力により液面レベルを検出する液面レベ
ルセンサにおいて、前記磁電変換素子の出力特性を演算
処理により補正する演算処理手段を備えたことを特徴と
する。
【0009】この液面レベルセンサでは、磁電変換素子
の出力特性を演算処理により補正することから、センサ
組付け後に部品単体特性と部品組付のばらつきによる出
力特性を容易にかつ正確に補正できる。
【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の液面レ
ベルセンサであって、前記演算処理手段は、液面の少な
くとも2カ所の基準位置を設定し、この各基準位置にお
ける基準センサ出力値をそれぞれ算出し、この基準セン
サ出力値を用いて補正演算を行うことを特徴とする。
【0011】この液面レベルセンサでは、請求項1の発
明の作用に加え、基準センサ出力値を用いて補正演算を
行うことから、補正演算が容易である。
【0012】請求項3の発明は、請求項2記載の液面レ
ベルセンサであって、前記補正演算の式は、液面の2カ
所の基準位置における基準センサ出力をDOE、DOF
し、液面の2カ所の基準位置における実際のセンサ出力
をDSE、DSFとし、前記磁電変換素子の検出出力をDS
θとし、補正出力をDOθとすると、DOθ=DOE
{(DOF−DOE)/(DSF−DSE)}・(DSθ−
SE)であることを特徴とする。
【0013】この液面レベルセンサでは、請求項2の発
明の作用に加え、前記補正演算の式を実行させることに
よって補正できる。
【0014】請求項4の発明は、請求項3記載の液面レ
ベルセンサであって、前記液面の2カ所の基準位置は、
液面が最下面となる位置と、液面が最上面となる位置で
あることを特徴とする。
【0015】この液面レベルセンサでは、請求項3の発
明の作用に加え、液面が最下面となる位置と、液面が最
上面となる位置において、実際のセンサ出力が基準セン
サ出力値となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
【0017】図1〜図3は本発明の一実施形態を示し、
図1は演算処理手段の回路ブロック図、図2は演算処理
手段の補正及び検出時のフローチャート、図3は記号の
定義一覧を示す図である。
【0018】図1において、磁電変換素子10は、前記
従来例と同様に、液面に浮いているフロート体の上下動
に連動してフロートアームを介して移動する磁石(図示
せず)の位置に応じた電圧を出力し、この磁電変換素子
10の出力が演算処理手段11に供給されている。演算
処理手段11は、磁電変換素子10の出力特性を演算処
理により補正するもので、次のように構成されている。
【0019】即ち、演算処理手段11は、磁電変換素子
10のアナログ出力をディジタル信号に変換するA/D
変換器12を有し、このA/D変換器12のディジタル
出力はメモリであるPROM(プログラマブル・リード
オンリイ・メモリ)13及び演算器14にそれぞれ供給
される。PROM13には書込装置15が接続され、P
ROM13はA/D変換器12からのデータと書込装置
15からのデータが記憶でき、且つ、記憶したデータを
演算器14に出力可能に構成されている。演算器14
は、A/D変換器12からのデータとPROM13から
のデータに基づいて所定の演算を実行する。この演算の
内容については下記に詳説する。演算器14の出力はD
/A変換器16に供給され、アナログ信号に変換されて
出力される。
【0020】次に、液面レベルセンサの組立て後に行う
補正時の処理を図2のフロー及び図3の記号の定義を用
いて説明する。先ず、フロート体を液面の最下面となる
基準位置(E点)に移動し、この基準位置(E点)にお
ける磁電変換素子10の実際の出力VSEを検出し、この
A/D変換したデータDSEをPROM13に書き込む
(ステップS1)。又、フロート体を液面の最上面とな
る基準位置(F点)に移動し、この基準位置(F点)に
おける磁電変換素子10の実際の出力VSFを検出し、こ
のA/D変換したデータDSFをPROM13に書き込む
(ステップS2)。
【0021】次に、上記した2カ所の基準位置(E点、
F点)における各基準センサ出力であるセンサ出力電圧
設定値VOE、VOFを書込装置15に入力し、このA/D
変換したデータDOE、DOFをPROM13に書き込む
(ステップS3)。
【0022】最後に、PROM13が記憶したデータD
SE、DSF、DOE、DOFを演算器14に出力し、演算器1
4は上記データDSE、DSF、DOE、DOFを用いて下記す
る演算式(1)を導出する(ステップS4)。つまり、
演算式(1)は、磁電変換素子10の検出出力をD
とし、補正出力をDとすると、D=DOE+{(D
OF−DOE)/(DSF−DSE)}・(D−DSE)であ
る。
【0023】次に、液面レベルセンサの検出時の処理を
図2を用いて説明する。磁電変換素子10が液面の検出
すべき位置(フロートアームの振角θ)における検出電
圧Vを出力し、この検出出力がA/D変換器12で
ディジタル出力Dに変換されて演算器14に供給さ
れる(ステップS5)。すると、演算器14は、データ
を用いて上記演算式(1)を演算して補正出力D
を算出する(ステップS6)。この補正出力D
D/A変換器16でアナログ出力Vに変換されて演
算処理手段11より出力される(ステップS7)。
【0024】つまり、本発明の液面レベルセンサでは、
磁電変換素子10の出力特性を演算処理により補正する
ことから、センサ組付け後に部品単体特性と部品組付の
ばらつきによる出力特性を容易にかつ正確に補正できる
ため、従来例のように各部品単品のばらつきと組付精度
の制御や、組付後のトリミング作業を行う必要がなく、
コスト安に製造できる。
【0025】また、前記実施形態では、各基準位置にお
ける基準センサ出力値DOE、DOFを算出し、この基準セ
ンサ出力値DOE、DOFを用いて補正演算を行うことか
ら、補正演算処理が容易である。具体的には、前記補正
演算の式(1)を実行させることによって補正できる。
尚、補正演算の式は、(1)式以外にも種々考えられ
る。
【0026】さらに、前記実施形態では、液面が最下面
となる位置(E点)と、液面が最上面となる位置(F
点)とを基準位置に設定したので、このE点とF点にお
いては実際のセンサ出力が基準センサ出力値となるた
め、E点とF点で特に高い出力精度が得られる。
【0027】尚、前記実施形態において、演算処理手段
11は、磁電変換素子(例えばホール素子)10と同一
チップ上に作成されたIC(例えばホールIC)を用い
て構成しても良い。
【0028】尚、前記実施形態によれば、基準位置を2
カ所に設定したが、3カ所以上に設定しても良く、基準
位置が多ければ多いほど出力精度が向上する。但し、演
算式は複雑になる。
【0029】尚、前記実施形態によれば、液面が最下面
となる位置(E点)と、液面が最上面となる位置(F
点)とを基準位置に設定したが、これ以外の位置を基準
位置に設定しても良い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、液面の上下動に連動して移動する磁石と、この
磁石の位置に応じた電気量を出力する磁電変換素子とを
有し、この磁電変換素子の出力により液面レベルを検出
する液面レベルセンサにおいて、前記磁電変換素子の出
力特性を演算処理により補正する演算処理手段を備えた
ので、磁電変換素子の出力特性を演算処理により補正す
ることから、センサ組付け後に部品単体特性と部品組付
のばらつきによる出力特性を容易にかつ正確に補正でき
るため、コスト安な液面レベルセンサを提供できる。
【0031】請求項2の発明によれば、請求項1記載の
液面レベルセンサであって、前記演算処理手段は、液面
の少なくとも2カ所の基準位置を設定し、この各基準位
置における基準センサ出力値をそれぞれ算出し、この基
準センサ出力値を用いて補正演算を行うので、請求項1
の発明の効果に加え、基準センサ出力値を用いて補正演
算を行うことから、補正演算が容易である。
【0032】請求項3の発明によれば、請求項2記載の
液面レベルセンサであって、前記補正演算の式は、液面
の2カ所の基準位置における基準センサ出力をDOE、D
OFとし、液面の2カ所の基準位置における実際のセンサ
出力をDSE、DSFとし、前記磁電変換素子の検出出力を
とし、補正出力をDとすると、D=DOE
{(DOF−DOE)/(DSF−DSE)}・(D
SE)であるので、請求項2の発明の効果に加え、前記
補正演算の式を実行させることによって補正できる。
【0033】請求項4の発明によれば、請求項3記載の
液面レベルセンサであって、前記液面の2カ所の基準位
置は、液面が最下面となる位置と、液面が最上面となる
位置であるので、請求項3の発明の効果に加え、液面が
最下面となる位置と、液面が最上面となる位置におい
て、実際のセンサ出力が基準センサ出力値となるため、
上記2カ所で特に高い出力精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示し、演算処理手段の回
路ブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態を示し、演算処理手段の補
正及び検出時のフローチャートである。
【図3】本発明の一実施形態を示し、記号の定義一覧を
示す図である。
【図4】従来例の液面レベルセンサの構成図である。
【図5】液面レベルセンサの理想的な出力特性線図であ
る。
【図6】液面レベルセンサのA−、B−、C−の
影響による出力特性のばらつきを示す図である。
【図7】液面レベルセンサのA−、B−、C−の
影響による出力特性のばらつきを示す図である。
【図8】液面レベルセンサのトータルの影響による出力
特性のばらつきを示す図である。
【符号の説明】
10 磁電変換素子 11 演算処理手段 14 演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 真佐樹 静岡県島田市横井1−7−1 矢崎計器株 式会社内 Fターム(参考) 2F013 BC04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液面の上下動に連動して移動する磁石
    と、この磁石の位置に応じた電気量を出力する磁電変換
    素子とを有し、この磁電変換素子の出力により液面レベ
    ルを検出する液面レベルセンサにおいて、 前記磁電変換素子の出力特性を演算処理により補正する
    演算処理手段を備えたことを特徴とする液面レベルセン
    サ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液面レベルセンサであっ
    て、 前記演算処理手段は、液面の少なくとも2カ所の基準位
    置を設定し、この各基準位置における基準センサ出力値
    をそれぞれ算出し、この基準センサ出力値を用いて補正
    演算を行うことを特徴とする液面レベルセンサ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の液面レベルセンサであっ
    て、 前記補正演算の式は、液面の2カ所の基準位置における
    基準センサ出力をDOE、DOFとし、液面の2カ所の基準
    位置における実際のセンサ出力をDSE、DSFとし、前記
    磁電変換素子の検出出力をDとし、補正出力をD
    とすると、DO θ=DOE+{(DOF−DOE)/(DSF
    SE)}・(D−DSE)であることを特徴とする液
    面レベルセンサ。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の液面レベルセンサであっ
    て、 前記液面の2カ所の基準位置は、液面が最下面となる位
    置と、液面が最上面となる位置であることを特徴とする
    液面レベルセンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058070A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Denso Corp 液面検出システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058070A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Denso Corp 液面検出システム

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