JP2018204973A - Liquid level detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液面検出装置に関し、具体的には、自動車等のガソリンやエンジンオイルや尿素水などの液体を貯蔵するタンクに搭載され、磁石を利用して液面の位置を検出する液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device, and more specifically, a liquid level that is mounted on a tank that stores a liquid such as gasoline, engine oil, or urea water in an automobile and that detects the position of the liquid level using a magnet. The present invention relates to a detection device.
従来より、磁石と磁気センサとを備える液面検出装置が知られている。例えば、液面の位置の変化に対応して昇降し、磁石を有する浮きと、磁石の磁束密度を検知する磁気センサとを備え、磁気センサの出力信号から液面の位置を検出する液面検出装置が知られている。 Conventionally, a liquid level detection apparatus including a magnet and a magnetic sensor is known. For example, liquid level detection that includes a float having a magnet that moves up and down in response to a change in the position of the liquid level and a magnetic sensor that detects the magnetic flux density of the magnet, and detects the position of the liquid level from the output signal of the magnetic sensor The device is known.
この点で、特許文献１には、液面感得体２１と、液面感得体２１が内部に配置されている液タンク１８と、検出ロッド２３の上端に設けられた変位磁石２４と、検出部ハウジング２０に取り付けられており、複数のホール素子５、５を含む検出器本体２５とを備える、液面検出装置が開示されている（図１〜図４，図１２〜図１３参照）。
In this regard,
検出器本体２５は、変位磁石２４の移動方向と平行となるように複数のホール素子５を同一直線上に所要の配設間隔でプリント基板６上に設けた構造を有する。各ホール素子は感磁面５ａが変位磁石２４の着磁方向と平行になるよう設けられている。液面感得体２１は、検出部ハウジング２０の下面に上端を取り付けた引張ばね２２により検出ロッド２３を介してタンク内に吊り下げられていて、検出ロッド２３の上端は検出部ハウジング２０内に臨んでいる。液面検出装置は、検出部ハウジング２０内における検出ロッド２３の上端部の変位を変位磁石２４の変位として検出器本体２５にて検出して液位を測定する。検出器本体２５は制御回路７を介して、各ホール素子の出力電圧から磁石の位置を演算してさらに液位値に換算する演算回路８と、同演算回路からの液位値を画面等に出力する出力装置９に接続されている。
The detector body 25 has a structure in which a plurality of
特許文献１に記載の液面検出装置では、検出ロッド２３及び変位磁石２４は、液タンク１８の天面に設けられた貫通孔から液タンク１８の外部に突出している。このため、特許文献１に記載の液面検出装置と同様に、小型化が困難であるとともに、機器によっては搭載が困難となる可能性がある。
In the liquid level detection device described in
一方で、タンク内に磁石を配置してなる液面検出装置も考案されている。
特許文献２には、マグネット３と、マグネット３が内部に配置されているタンク２と、ロッド４と、複数の磁気強度センサＳ［１］〜Ｓ［４］と、制御部１０とを備え、マグネット３の位置により液面の位置を検出する、液面検出装置が開示されている（図１、図４、図５参照）。
On the other hand, a liquid level detection device in which a magnet is arranged in a tank has been devised.
ロッド４は、長尺の円柱状であり、軸方向が上下方向（鉛直方向）と平行になるようにタンク２内に配置されている。マグネット３は、円環状であり、タンク２内に貯蔵された液体の液面に浮かぶように構成されている。ロッド４はマグネット３に挿通されており、マグネット３はタンク２に貯蔵された液体の液面に浮かべられた状態において、ロッド４によって移動がガイドされて上下方向に移動する。複数の磁気強度センサＳ［１］〜Ｓ［４］は、それぞれがロッド４に埋め込まれており、上方から下方に向けて互いに間隔をあけて順次並ぶように配置されている。
The
制御部１０は、切替スイッチ１２及び減算器１３を有する差分値算出部１１と、マイクロコンピュータ２０とを有する。切替スイッチ１２は、入力端子Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３、出力端子Ｏ１、Ｏ２を有する。マイクロコンピュータ２０からの制御信号によるスイッチ切替により入力端子Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３のいずれかが出力端子Ｏ１に接続される。入力端子Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３のいずれかがスイッチ切替により出力端子Ｏ２に接続される。入力端子Ｉ１１は磁気強度センサＳ［１］と接続されている。入力端子Ｉ１２は磁気強度センサＳ［２］と接続されている。入力端子Ｉ１３は磁気強度センサＳ［３］と接続されている。入力端子Ｉ２１は磁気強度センサＳ［２］と接続されている。入力端子Ｉ２２は磁気強度センサＳ［３］と接続されている。入力端子Ｉ２３は磁気強度センサＳ［４］と接続されている。これにより、切替スイッチ１２は、（１）出力端子Ｏ１から磁気強度センサＳ［１］の電圧信号が出力されているとき、出力端子Ｏ２から磁気強度センサＳ［２］の電圧信号が出力され、（２）出力端子Ｏ１から磁気強度センサＳ［２］の電圧信号が出力されているとき、出力端子Ｏ２から磁気強度センサＳ［３］の電圧信号が出力され、（３）出力端子Ｏ１から磁気強度センサＳ［３］の電圧信号が出力されているとき、出力端子Ｏ２から磁気強度センサＳ［４］の電圧信号が出力される。減算器１３は、出力端子Ｏ１が接続される一方の入力端子と、出力端子Ｏ２が接続される他方の入力端子と、差分電圧信号を出力する出力端子とを備える。
The
マイクロコンピュータ２０は、切替スイッチ１２及び減算器１３と接続されている。マイクロコンピュータ２０は、隣接して配置された磁気強度センサの電圧信号（出力値）の差分値とマグネット３の位置（即ち、タンク２に貯蔵された液体の液面レベル）との関係を示す高精度液面レベル検出基準情報Ｇ［１］〜Ｇ［３］と、標準精度液面レベル検出基準情報Ｈ［１］〜Ｈ［３］、液面レベルの検出において高精度液面レベル検出基準情報Ｇ［１］〜Ｇ［３］及び標準精度液面レベル検出基準情報Ｈ［１］〜Ｈ［３］のいずれを用いるかを判定するための高精度検出条件が予め記憶されているＲＯＭを備えている。
The
マイクロコンピュータ２０はＣＰＵをさらに備え、ＣＰＵは、減算器１３の差分電圧信号と、高精度液面レベル検出基準情報Ｇ［１］〜Ｇ［３］と、標準精度液面レベル検出基準情報Ｈ［１］〜Ｈ［３］と、高精度検出条件を用いた信号処理を行い、マグネット３の位置、即ち、タンク２に貯蔵された液体の液面レベルを検出する。
The
しかしながら、上記に記載の液面検出装置では、磁気強度センサは一律に一定間隔置きに設けられた構成が開示されているが、液面検出装置の用途によっては常に高精度の液面検出を必要としない状況がある。具体的には、ある所定領域においては、高精度での液面検出が期待される状況と、それ以外の領域においては、高精度ではない精度での液面検出が許容される状況とが混在する場合がある。 However, the liquid level detection device described above discloses a configuration in which the magnetic intensity sensors are uniformly provided at regular intervals. However, depending on the use of the liquid level detection device, it is always necessary to detect the liquid level with high accuracy. There is a situation that does not. Specifically, there is a mix of situations where high-precision liquid level detection is expected in a given area and situations where liquid level detection with non-high-precision is allowed in other areas. There is a case.
当該場合に、液面検出装置の構成として、常に高精度の液面検出が可能な磁気センサの配置とすることは効率的ではない。 In this case, it is not efficient to arrange a magnetic sensor that can always detect the liquid level with high accuracy as the configuration of the liquid level detection device.
したがって、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、効率的な液面検出が可能な液面検出装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of efficient liquid level detection.
ある局面に従う液面検出装置は、液面に追従して昇降するフロートと、フロートに取り付けられるフロート磁石と、フロートの昇降を案内する案内部材と、案内部材に取り付けられ、フロート磁石の昇降位置に応じて変化する磁束密度を検知して、その磁束密度に対応する電気信号を出力する複数の磁気センサと、複数の磁気センサからそれぞれ出力される電気信号に基づいてフロートの位置を検出する検出回路とを備える。検出回路は、電気信号を補正する補正部を含む。複数の磁気センサは、案内部材の第１領域において第１の間隔毎に配置される第１磁気センサと、案内部材の第２領域において第１の間隔よりも短い第２の間隔毎に配置される第２磁気センサとを含む。検出回路は、案内部材の第１領域における複数の磁気センサのうち隣接する２つの第１磁気センサから出力される電気信号を補正部により補正した補正電気信号に基づいてフロートの位置を検出し、案内部材の第２領域における複数の磁気センサのうち隣接する２つの第２磁気センサから出力される電気信号に基づいてフロートの位置を検出する。 A liquid level detection device according to a certain aspect includes a float that moves up and down following the liquid level, a float magnet that is attached to the float, a guide member that guides the lift of the float, and a guide member that is attached to the lift magnet. A plurality of magnetic sensors that detect the magnetic flux density that changes according to the magnetic flux density and output an electrical signal corresponding to the magnetic flux density, and a detection circuit that detects the position of the float based on the electrical signals output from the plurality of magnetic sensors, respectively. With. The detection circuit includes a correction unit that corrects the electrical signal. The plurality of magnetic sensors are arranged at first intervals in the first region of the guide member at every first interval and at second intervals shorter than the first interval in the second region of the guide member. And a second magnetic sensor. The detection circuit detects the position of the float based on the corrected electric signal obtained by correcting the electric signal output from two adjacent first magnetic sensors among the plurality of magnetic sensors in the first region of the guide member by the correction unit, The position of the float is detected based on electrical signals output from two adjacent second magnetic sensors among the plurality of magnetic sensors in the second region of the guide member.
好ましくは、フロートに取り付けられる複数のフロート磁石を設ける。複数のフロート磁石は、同極が互いに対向して設けられる。 Preferably, a plurality of float magnets attached to the float are provided. The plurality of float magnets are provided with the same poles facing each other.
好ましくは、第１および第２磁気センサの各々は、水平方向にバイアス磁界を印加するバイアス磁石を有する。 Preferably, each of the first and second magnetic sensors has a bias magnet that applies a bias magnetic field in the horizontal direction.
好ましくは、第１および第２磁気センサの各々は、フロート磁石により生じる磁力線の磁気ベクトルに基づく電気信号を出力する。 Preferably, each of the first and second magnetic sensors outputs an electric signal based on a magnetic vector of a magnetic field line generated by the float magnet.
好ましくは、検出回路は、複数の磁気センサからそれぞれ出力される電気信号のうち所定電圧との比較に基づいて隣接する２つの磁気センサから出力される電気信号を抽出する。 Preferably, the detection circuit extracts an electrical signal output from two adjacent magnetic sensors based on a comparison with a predetermined voltage among electrical signals output from the plurality of magnetic sensors.
好ましくは、検出回路は、抽出した２つの電気信号の一方を正弦波、他方を余弦波とした場合の角度情報を算出し、算出した角度情報に基づいてフロートの位置を検出する。 Preferably, the detection circuit calculates angle information when one of the two extracted electric signals is a sine wave and the other is a cosine wave, and detects the position of the float based on the calculated angle information.
好ましくは、各磁気センサは、バイアス磁石により生じるバイアス磁界ベクトルが印加される第１〜第４の磁気抵抗素子と、バイアス磁界ベクトルの変化に基づく第１〜第４の磁気抵抗素子の抵抗値の変化に応じた電気信号を出力する出力回路とを含む。 Preferably, each magnetic sensor includes first to fourth magnetoresistive elements to which a bias magnetic field vector generated by a bias magnet is applied, and resistance values of the first to fourth magnetoresistive elements based on changes in the bias magnetic field vector. And an output circuit that outputs an electrical signal corresponding to the change.
好ましくは、補正部は、出力された電気信号に対して所定の係数で累乗あるいは累乗根する補正手段を有する。 Preferably, the correction unit includes a correction unit that powers or roots the output electric signal with a predetermined coefficient.
好ましくは、第１の間隔は、第２の間隔の２倍に設定される。
好ましくは、各磁気センサは、磁界強度に対して線形に出力し、極性を判別可能に設けられる。
Preferably, the first interval is set to be twice the second interval.
Preferably, each magnetic sensor outputs linearly with respect to the magnetic field intensity, and is provided so that the polarity can be discriminated.
本発明の液面検出装置は、効率的な液面検出が可能である。 The liquid level detection device of the present invention is capable of efficient liquid level detection.
この実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 This embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、実施形態に基づく液面検出装置の外観構成を説明する図である。
図１を参照して、液面検出装置１は、液面に追従して昇降するフロート２０と、ガイド（案内部材）１０と、検出回路５０とを含む。
FIG. 1 is a diagram illustrating an external configuration of a liquid level detection device based on the embodiment.
Referring to FIG. 1, liquid
検出回路５０は、案内部材１０に取り付けられた複数の磁気センサ（ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistance）素子）から検出される出力信号（ＡＭＲ出力とも称する）に基づいてフロート２０の位置を検出する。
The
図２は、実施形態に基づくガイド１０に取り付けられた複数の磁気センサ５を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a plurality of
図２を参照して、複数の磁気センサ５は、昇降方向に沿って配置されている。
具体的には、複数の磁気センサ５は、ガイド１０の第１領域において第１の間隔毎に配置される第１磁気センサと、ガイド１０の第２領域において第１の間隔よりも短い第２間隔毎に配置される第２磁気センサとを含む。
Referring to FIG. 2, the plurality of
Specifically, the plurality of
本例においては、ガイド１０の上端から所定位置までが第１領域、所定位置からガイド１０の下端までが第２領域に設定されている場合が示されている。
In this example, the case where the first area from the upper end of the
なお、本例においては、当該構成の場合について説明するが、特にこれに限られず、ガイド１０の上端から所定位置までが第２領域、所定位置からガイド１０の下端までが第１領域に設定してもよい。あるいは、ガイド１０の中間領域が第１領域、それ以外の上端および下端の領域が第２領域に設定してもよい。あるいは、ガイド１０の中間領域が第２領域、それ以外の上端および下端の領域が第１領域に設定してもよい。
In this example, the case of the configuration will be described. However, the present invention is not limited to this. The second region is set from the upper end of the
また、本例においては、一例として第１の間隔が距離２ａ、第２の間隔が距離ａの場合について説明する。
In this example, a case where the first interval is the
フロート２０には、フロート磁石２（以下、単に磁石２とも称する）が設けられている。具体的には、磁石ユニットとして磁石２Ａ，２Ｂが取り付けられている。磁石２Ａ，２Ｂで磁石ユニットを構成する。
The
複数の磁気センサ５は、フロート２０に取り付けられた磁石２の昇降動作に従う磁束密度を検知して、その磁束密度に対応する電気信号を出力する。なお、本例においては、４ピンの磁気センサ５の構成について一例として説明するが、特にピン数はこれに限られず当業者であるならば適宜設計変更することが可能である。
The plurality of
図３は、実施形態に基づく液面検出装置１の回路構成図である。
図３を参照して、実施形態に基づく液面検出装置１は、複数の磁気センサ（ＡＭＲ素子）５と、検出回路５０とを含む。本例においては、ｎ個の磁気センサが設けられている場合が示されている。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the liquid
With reference to FIG. 3, the liquid
検出回路５０は、アナログ／デジタル変換回路であるＡ／Ｄ回路６０と、パラレル／シリアル変換回路であるＰ／Ｓ変換回路３０と、演算処理を実行するＭＰＵ（Micro-processing unit）４０とを含む。
The
Ａ／Ｄ回路６０は、複数（ｎ個）の磁気センサ５と接続されて、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The A /
Ｐ／Ｓ変換回路３０は、ＭＰＵ４０から入力されるクロックＣＬＫに同期して並列的に入力されるＡ／Ｄ回路６０から入力されたデジタル信号を直列的に信号変換してＭＰＵ４０に出力する。
The P /
ＭＰＵ４０は、Ｐ／Ｓ変換回路３０から入力される複数（ｎ個）の磁気センサ５からの信号を演算処理してフロート２０の位置を検出する。
The
また、ＭＰＵ４０は、補正部４５を含む。補正部４５は、磁気センサ５からの信号を必要に応じて補正処理する。
The
なお、本例においては、第１領域におけるフロート２０の位置検出においては補正処理を実行し、第２領域におけるフロート２０の位置検出においては補正処理を実行しない。
In this example, correction processing is executed in position detection of the
なお、本例におけるＭＰＵ４０は、Ａ／Ｄ回路６０からの信号に関して、クロックＣＬＫに同期したＰ／Ｓ変換回路３０の出力を受ける構成について説明するが、特に当該構成に限られずマルチプレクサを介してＡ／Ｄ回路６０からデジタル信号の入力を受ける構成に変更することも可能である。
Note that the
図４は、実施形態に基づく磁気センサ５の磁気抵抗素子のパターンを説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the pattern of the magnetoresistive element of the
図４を参照して、ここでは、磁気センサ５は、４つの磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４（総称して磁気抵抗素子ＭＲとも称する）からなるブリッジ構造からなる。
Referring to FIG. 4, here,
磁気センサ５は、磁界が印加されると、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４の抵抗値変化により抵抗値変化に応じた信号Ｖ＋，Ｖ−を出力する。磁気センサ５は、信号Ｖ＋，Ｖ−の差分ΔＶを出力する。
When a magnetic field is applied, the
磁気センサ５の磁気抵抗素子ＭＲは異方性磁気抵抗素子であり、折り返し形状のパターン構造である。
The magnetoresistive element MR of the
磁気抵抗素子ＭＲの磁界印加時の抵抗値は、素子の長さ方向（電流方向）に対して垂直の飽和磁界（９０°）が印加された時に最小となり、平行な飽和磁界（０°）が印加されたときに最大となる特性を有する。 The resistance value of the magnetoresistive element MR when a magnetic field is applied is minimized when a saturation magnetic field (90 °) perpendicular to the length direction (current direction) of the element is applied, and a parallel saturation magnetic field (0 °) is generated. It has the maximum characteristics when applied.
また、磁気センサ５には、バイアス磁石３Ａ，３Ｂが設けられている。バイアス磁石３Ａ，３Ｂは、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４に対して左上から右下の方向にバイアス磁界がかかるように配置されている。
The
なお、本例の磁気センサ５の磁気抵抗素子ＭＲは、一例として折り返し形状のパターン構造として説明するが、特に折り返し形状に限られずそのパターン構造は、磁気センサ５の検出特性を高めるように当業者であるならば適宜設計変更することが可能である。また、バイアス磁石３Ａ，３Ｂの配置（向き）に関しても本例においては一例として左上から右下の方向に４５°の角度のバイアス磁界ベクトルがかかるように配置した構成が示されているが、当該配置あるいは角度も磁気センサ５の検出特性を高めるように当業者であるならば適宜設計変更することが可能である。
The magnetoresistive element MR of the
また、本例においては、２つのバイアス磁石３Ａ，３Ｂに基づいてバイアス磁界ベクトルをかける構成について説明するが、２つのバイアス磁石ではなく１つのバイアス磁石を用いてバイアス磁界ベクトルをかけることも可能である。たとえば、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４が設けられている基板上にバイアス磁石を配置しても良いし、基盤の裏面にバイアス磁石を配置する構成とするようにしても良い。
In this example, a configuration in which the bias magnetic field vector is applied based on the two
図５は、実施形態に基づく磁気センサ５の検出原理を説明する図である。
図５（Ａ）は、外部磁界に従って変化するバイアス磁界ベクトルを説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the detection principle of the
FIG. 5A is a diagram for explaining a bias magnetic field vector that changes in accordance with an external magnetic field.
図５（Ａ）に示されるように、磁気センサ５のバイアス磁界ベクトルは、昇降方向に対する外部磁界に従ってそのベクトル方向を変化させる。本例においては、外部磁界が無い状態のバイアス磁界ベクトルＶ０が実線で示されている。なお、バイアス磁石は、磁気センサ５が飽和感度領域に達する磁界強度となるように設定する。
As shown in FIG. 5A, the bias magnetic field vector of the
バイアス磁界ベクトルＶ０は、外部磁界（右から左方向）に従ってバイアス磁界ベクトルＶ１に変化する。 The bias magnetic field vector V0 changes to the bias magnetic field vector V1 according to the external magnetic field (from right to left).
一方で、バイアス磁界ベクトルＶ０は、外部磁界（左から右方向）に従ってバイアス磁界ベクトルＶ２に変化する。 On the other hand, the bias magnetic field vector V0 changes to the bias magnetic field vector V2 according to the external magnetic field (from left to right).
外部磁界の磁束密度の変化に従いバイアス磁界ベクトルが変化する。磁気センサ５は、バイアス磁界ベクトルの変化を検出して、当該検出結果に応じた出力信号（電位差ΔＶ）を出力する。
The bias magnetic field vector changes according to the change in the magnetic flux density of the external magnetic field. The
図５（Ｂ）には、外部磁界の磁束密度の変化に従う磁気センサ５の出力信号の変化特性が示されている。
FIG. 5B shows the change characteristic of the output signal of the
図５（Ｂ）に示されるように、バイアス磁石３Ａ，３Ｂに従うバイアス磁界に基づいて所定の磁束密度ＳＴがかかっている。この場合の出力は中間値に設定されており、磁気センサ５に印加される磁界の方向の変化に従い電位差ΔＶが変化する。
As shown in FIG. 5B, a predetermined magnetic flux density ST is applied based on the bias magnetic field according to the
外部磁界として、右から左方向の外部磁界の磁束密度の変化に従い電位差ΔＶは、ΔＶ１側にシフトする。 As an external magnetic field, the potential difference ΔV shifts to the ΔV1 side in accordance with the change in the magnetic flux density of the external magnetic field from right to left.
一方、外部磁界として、左から右方向の外部磁界の磁束密度の変化に従い電位差ΔＶは、ΔＶ２側にシフトする。 On the other hand, as the external magnetic field, the potential difference ΔV shifts to the ΔV2 side in accordance with the change in the magnetic flux density of the external magnetic field from the left to the right.
中間値からの電位差ΔＶの増減に従って磁気センサ５に印加される磁界の極性（どの向きからの磁界か）を検知することが可能である。また、バイアス磁石３Ａ，３Ｂの磁力強度を変更することにより飽和磁界強度も高めることが可能である。
It is possible to detect the polarity (from which direction) of the magnetic field applied to the
後述するが外部磁界の磁束密度の変化に応じた信号波形（電位差ΔＶ）に基づいてフロート２０の位置を検出することが可能である。
As will be described later, the position of the
図６は、実施形態に基づくフロート２０に取り付けられたフロート磁石２の配置を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the arrangement of the
図６を参照して、ここでは、フロート２０を上視した場合の図が示されている。また、磁石２Ａ，２Ｂで形成される磁石ユニットは、ガイド１０を介して互いに向き合うように対向して設けられている。本例においては、磁石２Ａ，２ＢのＮ極が互いに向き合うように対向して設けられている。なお、磁石２Ａ，２ＢのＳ極を互いに向き合うように対向して配置することも可能である。
Referring to FIG. 6, here, a view when the
当該配置により、磁力方向は、ガイド１０に沿う方向となり、ガイド１０に沿う方向と垂直な方向の磁力成分は打ち消される。また、フロート２０が回転した場合であっても磁力方向や磁束密度にほとんど変化はなく、磁気センサ５は磁束密度の変位量を精度よく測定することが可能である。
With this arrangement, the magnetic force direction becomes a direction along the
なお、磁気センサ５が配列された線上に平行な磁界が印加できれば、磁石２Ａ，２Ｂは、同極を対向する配置としなくても良い。
In addition, as long as a parallel magnetic field can be applied to the line on which the
図７は、実施形態に基づくフロート２０に取り付けられたフロート磁石２Ａ，２Ｂと、複数の磁気センサ５とのレイアウトを説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the layout of the
図７に示されるように、磁石２Ａ，２Ｂは、１組の磁石ユニットを形成する。
磁石２Ａ，２Ｂで形成される磁石ユニットは、互いにＮ極が向き合うように配置されている。
As shown in FIG. 7,
The magnet units formed by the
本例においては、複数の磁気センサ５として、３つの磁気センサ５ＰＡ〜５ＰＣ（総称して磁気センサ５と称する）が設けられる場合が示されている。
In this example, a case where three magnetic sensors 5PA to 5PC (collectively referred to as magnetic sensors 5) are provided as the plurality of
本例においては、磁気センサ５ＰＡは、第１領域の磁気センサであり、昇降方向における磁気センサ５ＰＢとの間の距離は距離２ａに設定される。磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣは、第２領域の磁気センサであり、昇降方向における磁気センサ５ＰＢとの間の距離は距離ａに設定される。
In this example, the magnetic sensor 5PA is a magnetic sensor in the first region, and the distance between the magnetic sensor 5PB and the magnetic sensor 5PB in the ascending / descending direction is set to the
また、磁石２Ａ，２Ｂの昇降方向に沿う長さを、昇降方向における隣接する磁気センサ５ＰＢと磁気センサ５ＰＣとの間の距離を距離ａとした場合に、距離２ａに設定する。
Moreover, the length along the raising / lowering direction of the
磁気センサ５は、昇降方向に沿ってガイド１０に取り付けられる。
なお、本例においては、３つの磁気センサ５ＰＡ〜５ＰＣが配置されて、フロート２０の位置を検出する場合について説明するが、さらに複数の磁気センサが配置される場合についても同様である。
The
In this example, the case where three magnetic sensors 5PA to 5PC are arranged and the position of the
なお、本例において、例えば、フロート２０の位置として、一例として磁石２Ａと磁石２Ｂの昇降方向における中心を基準位置（中心点）とする。この場合、基準位置（中心点）の位置に磁気センサ５ＰＢが位置している場合が示されている。
In this example, for example, as the position of the
また、３つの磁気センサ５ＰＡ〜５ＰＣは、各磁気センサのバイアス磁界ベクトルが水平方向と平行となるように配置されている。なお、本例においては、バイアス磁界ベクトルの向きは、磁石２Ｂから磁石２Ａに向かう水平方向と同じ方向となる場合について説明するが、特にこれに限られず磁石２Ａから磁石２Ｂに向かう水平方向と同じ方向となるようにしても良い。
The three magnetic sensors 5PA to 5PC are arranged so that the bias magnetic field vectors of the magnetic sensors are parallel to the horizontal direction. In this example, the case where the direction of the bias magnetic field vector is the same as the horizontal direction from the
磁気センサ５ＰＡ〜５ＰＣの各々に示される、昇降方向の紙面左右方向の白抜き矢印は、この方向が磁気センサの最大感磁方向を示す。また、磁気センサ５ＰＡ〜５ＰＣの各々に示される、水平方向の紙面下向きの矢印は、バイアス磁石による磁界を示す。但し、フロート磁石の磁界によるバイアス磁界の回転までの記載は省略する。 The white arrows in the left and right directions in the up and down direction shown in each of the magnetic sensors 5PA to 5PC indicate the maximum magnetic sensing direction of the magnetic sensor. In addition, the horizontal arrow pointing downward in each of the magnetic sensors 5PA to 5PC indicates a magnetic field generated by a bias magnet. However, description up to rotation of the bias magnetic field by the magnetic field of the float magnet is omitted.
図８は、実施形態に基づくフロート２０が昇降動作によりその位置が変化した場合の磁気センサとの関係を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship with the magnetic sensor when the position of the
本例においては、フロート２０が右から左方向（一例として下降方向）に変化した場合について説明する。
In this example, a case will be described in which the
図８（Ａ）においては、フロート２０が下降して磁気センサ５ＰＡに近づいてきた場合（状態Ｓ０）が示されている。
FIG. 8A shows the case where the
磁気センサ５ＰＡは、フロート２０の磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＡのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ１側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルの変化に従い電位差ΔＶは減少する。他の磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣについても、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。当該バイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。
The magnetic sensor 5PA is affected by the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
図８（Ｂ）においては、図８（Ａ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ１）が示されている。
FIG. 8B shows a case (state S1) where the
磁気センサ５ＰＡは、フロート２０の磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する状態である。本例においては、当該状態を初期状態とする。
The magnetic sensor 5PA is in a state of being located on the center line between the
磁気センサ５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＢのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ１側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルの変化に従い電位差ΔＶは減少する。他の磁気センサ５ＰＣについても、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。当該バイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。
The magnetic sensor 5PB is affected by the magnetic field from right to left as the magnetic lines of force of the
図８（Ｃ）においては、図８（Ｂ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ２）が示されている。
FIG. 8C shows a case (state S2) where the
磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＡのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ２側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化に従い電位差ΔＶは増加する。
The magnetic sensor 5PA is affected by a magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
磁気センサ５ＰＢは、フロート２０の磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＢのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ１側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルの変化に従い電位差ΔＶは減少する。
The magnetic sensor 5PB is affected by the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。当該バイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。
The magnetic sensor 5PC is affected by the magnetic field generated by the
図８（Ｄ）においては、図８（Ｃ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ３）が示されている。
FIG. 8D shows the case where the
磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。磁界の影響は小さくなるため当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化は小さくなる。
The magnetic sensor 5PA is affected by a magnetic field from left to right as the magnetic lines of force of the
磁気センサ５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する状態である。したがって、初期状態である。
The magnetic sensor 5PB is in a state located on the center line between the
磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＣのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ１側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。
The magnetic sensor 5PC is affected by a magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
図８（Ｅ）においては、図８（Ｄ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ４）が示されている。
FIG. 8E shows a case (state S4) in which the
磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。磁界の影響は小さくなるため当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化は小さくなる。
The magnetic sensor 5PA is affected by a magnetic field from left to right as the magnetic lines of force of the
磁気センサ５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＢのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ２側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化に従い電位差ΔＶは増加する。
The magnetic sensor 5PB is affected by the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する状態である。したがって、初期状態である。
The magnetic sensor 5PC is located on the center line between the
図８（Ｆ）においては、図８（Ｅ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ５）が示されている。
FIG. 8F shows a case where the
磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。磁界の影響は小さくなるため当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化は小さくなる。
The magnetic sensors 5PA and 5PB are affected by the magnetic field from left to right as the magnetic lines of force of the
磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）の影響を受ける。具体的には、磁気センサ５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として左から右への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＢのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ２側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化に従い電位差ΔＶは増加する。
The magnetic sensor 5PC is affected by a magnetic field (lines of magnetic force) generated by the
図８（Ｇ）においては、図８（Ｆ）からフロート２０がさらに距離ａ上昇した場合（状態Ｓ６）が示されている。
FIG. 8G shows the case where the
磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢ，５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界により昇降方向に磁界がかかる場合が示されている。具体的には、磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢ，５ＰＣは、磁石２Ａ，２Ｂにより生じる磁界（磁力線）として左から右への磁界の影響を受ける。距離に従って磁界の影響は小さくなるため当該バイアス磁界ベクトルＶ２側への変化は小さくなる。以降同様である。
In the magnetic sensors 5PA, 5PB, and 5PC, a case where a magnetic field is applied in the up and down direction by the magnetic field generated by the
＜第１領域における位置検出＞
図９は、実施形態に基づくフロート２０の昇降動作に従う複数の磁気センサの出力信号波形（その１）を説明する図である。
<Position detection in the first region>
FIG. 9 is a diagram illustrating output signal waveforms (part 1) of a plurality of magnetic sensors according to the lifting / lowering operation of the
図９に示されるように、状態Ｓ０〜Ｓ６の位置関係と出力信号関係とが示されている。
例えば、磁気センサ５ＰＡに着目すると、磁気センサ５ＰＡで受けた外部磁界の磁束密度に応じた信号が出力されている。
As shown in FIG. 9, the positional relationship and output signal relationship of states S0 to S6 are shown.
For example, focusing on the magnetic sensor 5PA, a signal corresponding to the magnetic flux density of the external magnetic field received by the magnetic sensor 5PA is output.
フロート２０が磁気センサ５ＰＡに近づくに従って磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受ける。したがって、磁気センサ５ＰＡのバイアス磁界ベクトルＶ０は、バイアス磁界ベクトルＶ１側に変化する。当該バイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。他の磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣについても、磁石２Ａ，２Ｂの磁力線として右から左への磁界の影響を受けるためバイアス磁界ベクトルＶ１側への変化に従い電位差ΔＶは減少する。
As the
状態Ｓ０においては、磁気センサ５ＰＡで受けた外部磁界に従ってバイアス磁界ベクトルが変化して出力信号（電位差ΔＶ）として低下している場合が示されている。 In the state S0, the case where the bias magnetic field vector changes in accordance with the external magnetic field received by the magnetic sensor 5PA and decreases as the output signal (potential difference ΔV) is shown.
状態Ｓ１においては、磁気センサ５ＰＡは、磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する初期状態であり、本例においては、初期状態である場合の出力信号（電位差ΔＶ）の電圧を中間値（中間電圧）とする。
In the state S1, the magnetic sensor 5PA is in an initial state located on the center line between the
状態Ｓ２においては、磁気センサ５ＰＡのバイアス磁界ベクトルがバイアス磁界ベクトルＶ２側に変化した場合に出力信号が最大となった場合が示されている。 In the state S2, the case where the output signal becomes maximum when the bias magnetic field vector of the magnetic sensor 5PA changes to the bias magnetic field vector V2 side is shown.
状態Ｓ３においては、磁気センサ５ＰＡは、出力信号（電位差ΔＶ）が低下する場合が示されている。 In the state S3, the magnetic sensor 5PA shows a case where the output signal (potential difference ΔV) decreases.
状態Ｓ４以降においては、距離に応じて変化する外部磁界に基づいて磁気センサ５ＰＡの出力信号が変化する場合が示されている。 In the state S4 and after, the case where the output signal of the magnetic sensor 5PA changes based on the external magnetic field that changes according to the distance is shown.
また、磁気センサ５ＰＢに着目すると、磁気センサ５ＰＡの出力信号を距離２ａずらした波形が示されている。磁気センサ５ＰＣに着目すると、磁気センサ５ＰＢの出力信号を距離ａずらした波形が示されている。
Focusing on the magnetic sensor 5PB, a waveform is shown in which the output signal of the magnetic sensor 5PA is shifted by a
本例においては、状態Ｓ１〜Ｓ３の磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢの出力信号に基づく第１領域におけるフロート２０の位置検出について説明する。
In this example, the position detection of the
図１０は、図９の所定領域を拡大したイメージ図である。
図１０を参照して、ここでは、所定領域として図９のハッチング領域の複数の磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢの出力信号波形が示されている。
FIG. 10 is an image view in which the predetermined area of FIG. 9 is enlarged.
Referring to FIG. 10, here, the output signal waveforms of a plurality of magnetic sensors 5PA and 5PB in the hatching area of FIG. 9 are shown as the predetermined area.
磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢの出力信号波形について、中間電圧を基準とした場合、後述する円状に沿って変化する外部磁界の磁気ベクトルＰの水平成分（昇降方向の成分）に模式化（近似）する。 The output signal waveforms of the magnetic sensors 5PA and 5PB are modeled (approximated) to the horizontal component (the component in the up-and-down direction) of the magnetic vector P of the external magnetic field that changes along a circular shape, which will be described later, when the intermediate voltage is used as a reference. .
具体的には、隣接する２つの磁気センサから出力される電気信号として位相が９０°ずれた信号波形として検出する。 Specifically, it is detected as a signal waveform whose phase is shifted by 90 ° as an electrical signal output from two adjacent magnetic sensors.
本例においては、位相が９０°ずれた一方の出力信号（電気信号）を正弦波（sinθ）、他方の出力信号（電気信号）を余弦波（cosθ）で表わす。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいて外部磁界の磁気ベクトルＰの角度θを算出する。 In this example, one output signal (electric signal) whose phase is shifted by 90 ° is represented by a sine wave (sin θ), and the other output signal (electric signal) is represented by a cosine wave (cos θ). Then, the angle θ of the magnetic vector P of the external magnetic field is calculated based on the two output signals (electric signals).
具体的には、磁気センサ５ＰＡの出力信号をＰsinθ、磁気センサ５ＰＢの出力信号を−Ｐcosθと表し、角度θを次式から算出する。 Specifically, the output signal of the magnetic sensor 5PA is represented as Psinθ, the output signal of the magnetic sensor 5PB is represented as −Pcosθ, and the angle θ is calculated from the following equation.
θ＝arctan（Ｐsinθ／｜−Ｐcosθ｜）
本実施形態においては、複数の磁気センサの出力信号のうち隣接する２つの磁気センサから出力される電気信号を検出して外部磁界の磁気ベクトルの角度を算出し、当該算出された磁気ベクトルの角度に基づいてフロートの位置を検出する。
θ = arctan (Psinθ / | −Pcosθ |)
In the present embodiment, an electrical signal output from two adjacent magnetic sensors among the output signals of a plurality of magnetic sensors is detected to calculate the angle of the magnetic vector of the external magnetic field, and the calculated angle of the magnetic vector The position of the float is detected based on the above.
図１１は、実施形態に基づく磁気センサ５と磁気ベクトルＰとの関係を模式的に説明する図（その１）である。
FIG. 11 is a diagram (part 1) schematically illustrating the relationship between the
図１１には、状態Ｓ１〜状態Ｓ３に移行する場合において磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢに対するフロート２０の昇降方向に対する磁気ベクトルが示されている。ここでは、昇降方向はＸ軸に沿う方向である。磁気ベクトルＰは、一例として磁石２ＡのＮ極により生じる磁界の磁力線の方向を指す。
FIG. 11 shows magnetic vectors with respect to the lifting / lowering direction of the
なお、説明を簡易にするために磁石２ＢのＮ極により生じる磁界の磁力線については省略しているが、磁気ベクトルＰの昇降方向と垂直な成分については、当該磁石２ＢのＮ極により生じる磁界の磁力線の磁気ベクトルにより打ち消される。したがって、磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢに対する外部磁界としては、昇降方向成分のみとなる。上記したように当該外部磁界に従って各磁気センサ５におけるバイアス磁界ベクトルが変化する。
In order to simplify the explanation, the magnetic field lines of the magnetic field generated by the N pole of the
一例として、外部磁界である磁気ベクトルの大きさとＡＭＲ出力とは相関関係にあるため、昇降方向に対する磁気センサ５ＰＡで検出される出力信号はＰsinθ、磁気センサ５ＰＢで検出される出力信号は−Ｐcosθで表わすことが可能である。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいて磁気ベクトルＰの角度θとして算出する。 As an example, since the magnitude of the magnetic vector, which is an external magnetic field, is correlated with the AMR output, the output signal detected by the magnetic sensor 5PA in the up and down direction is Psinθ, and the output signal detected by the magnetic sensor 5PB is -Pcosθ. Can be represented. And it calculates as angle (theta) of the magnetic vector P based on two output signals (electrical signal).
具体的には、２つの出力信号（電気信号）に基づいてtanθ（Ｐsinθ／｜−Ｐcosθ｜）を算出し、arctanθを計算することにより角度情報θを算出する。 Specifically, tan θ (Psin θ / | −P cos θ |) is calculated based on two output signals (electrical signals), and angle information θ is calculated by calculating arctan θ.
なお、正弦波Ｐsinθ、余弦波Ｐcosθの振幅値はtanθを算出することにより打ち消される。 Note that the amplitude values of the sine wave Psinθ and the cosine wave Pcosθ are canceled by calculating tanθ.
上記処理は、検出回路５０で実行される処理である。具体的には、ＭＰＵ４０において上記算出処理が実行される。
The above process is a process executed by the
磁気ベクトルの角度情報θとして０°〜９０°の変化に対応してフロート２０の位置は距離２ａ変化する。
The position of the
例えば、フロート２０の位置として、一例として磁石２Ａ，２Ｂの昇降方向における中心を基準位置（中心点）とする。この場合、図８（Ｂ）の状態Ｓ１に示されるフロート２０の基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＡの位置と同じ位置である。
For example, as a position of the
本例においては、磁気センサ５ＰＡと、磁気センサ５ＰＢとの電気信号を利用して、磁気ベクトルの角度情報θを算出して、その位置関係を決定する。例えば、角度情報θが４５°として算出された場合には、フロートの基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＡの位置から磁気センサ５ＰＢの側にａの距離移動した位置にあると検出することが可能である。 In this example, the angle information θ of the magnetic vector is calculated using the electrical signals of the magnetic sensor 5PA and the magnetic sensor 5PB, and the positional relationship is determined. For example, when the angle information θ is calculated as 45 °, it is detected that the reference position (center point) of the float is at a position moved a distance a from the position of the magnetic sensor 5PA to the magnetic sensor 5PB side. Is possible.
図１２は、実施形態に基づく磁気センサからの出力信号に基づく角度情報θの精度を説明する図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the accuracy of the angle information θ based on the output signal from the magnetic sensor according to the embodiment.
図１２（Ａ）には、角度θを０°〜９０°まで変化させた場合における、一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定した場合におけるarctanθと基準値との比較が示されている。 FIG. 12A shows arctan θ when one output signal (electrical signal) is set to Pcosθ and the other output signal (electrical signal) is set to Psinθ when the angle θ is changed from 0 ° to 90 °. And a comparison with the reference value is shown.
シミュレーション結果として、基準値に対して少しずれた状態が示されている。
角度の精度としては図１２（Ｂ）に示されるように基準値に対して±１５°の範囲程度のずれであり、フロート２０の位置検出としては精度が少し悪い状態である。
As a simulation result, a state slightly deviated from the reference value is shown.
As shown in FIG. 12B, the accuracy of the angle is a deviation of about ± 15 ° with respect to the reference value, and the accuracy of the position detection of the
図１０に示されるように、磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢの出力信号波形は、理想的なsin波およびcos波からずれた信号波形である。これによりフロート２０の位置の検出精度が悪化した状態となっている。
As shown in FIG. 10, the output signal waveforms of the magnetic sensors 5PA and 5PB are signal waveforms that deviate from ideal sine waves and cos waves. Thereby, the detection accuracy of the position of the
本実施形態においては、当該信号波形を補正することにより、精度の高いフロート２０の位置を検出する。
In the present embodiment, the position of the
具体的には、補正部４５により検出した磁気センサ５からの信号の補正処理を実行する。
Specifically, the correction process of the signal from the
図１３は、実施形態に基づく磁気センサ５ＰＡおよび５ＰＢの補正前および補正後の信号を説明する図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating signals before and after correction of the magnetic sensors 5PA and 5PB based on the embodiment.
図１３（Ａ）には、補正前の磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢでそれぞれ検出された出力信号が示されている。上記で説明したように磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＡの出力信号はＰsinθ、磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＢの出力信号は−Ｐcosθで表わされる。ここでは、磁気センサ５ＰＢの出力信号を反転させた信号が示されている。 FIG. 13A shows output signals detected by the magnetic sensors 5PA and 5PB before correction. As described above, the output signal of the magnetic sensor (AMR) 5PA is represented by Psinθ, and the output signal of the magnetic sensor (AMR) 5PB is represented by -Pcosθ. Here, a signal obtained by inverting the output signal of the magnetic sensor 5PB is shown.
出力信号の信号波形の比が理想的なsin波とcos波の比とが同じである場合には誤差が少なく位置検出が可能であるが、上記したように実際の出力信号の信号波形の比と理想的なsin波とcos波の比との間にずれが生じているため角度精度にばらつきが生じることになる。 When the ratio of the signal waveform of the output signal is the same as the ratio of the ideal sine wave and cos wave, the position can be detected with little error, but as described above, the ratio of the signal waveform of the actual output signal And the ideal sine wave to cos wave ratio causes a deviation in angular accuracy.
本例においては、磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＡ，５ＰＢの出力信号に対して所定の係数で累乗する補正処理を実行することによりずれを抑制して角度精度を高めることが可能である。 In this example, it is possible to suppress the deviation and increase the angular accuracy by executing a correction process of raising the output signals of the magnetic sensors (AMR) 5PA and 5PB by a predetermined coefficient.
すなわち、各角度に対するＡＭＲ出力の値を、所定の係数で累乗することにより、信号波形を理想的なｓｉｎ波形およびｃｏｓ波形に近づけることができる。そして、上述した角度θの式を用いることにより、精度を高めた角度を導出することが可能となる。 That is, the signal waveform can be approximated to the ideal sin waveform and cos waveform by raising the value of the AMR output for each angle by a predetermined coefficient. Then, by using the above-described equation for the angle θ, it is possible to derive an angle with improved accuracy.
図１４は、実施形態に基づく磁気センサからの補正した出力信号に基づく角度情報θの精度を説明する図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating the accuracy of the angle information θ based on the corrected output signal from the magnetic sensor according to the embodiment.
図１４（Ａ）には、角度θを０°〜９０°まで変化させた場合における、一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定した場合におけるarctanθと基準値との比較が示されている。 FIG. 14A shows arctanθ when one output signal (electrical signal) is set to Pcosθ and the other output signal (electrical signal) is set to Psinθ when the angle θ is changed from 0 ° to 90 °. And a comparison with the reference value is shown.
シミュレーション結果として、図１２に示されるシミュレーション結果と比較して基準値により近似した結果となっている。 The simulation result is a result approximated by the reference value compared with the simulation result shown in FIG.
角度の精度としても図１４（Ｂ）に示されるように±６°未満のずれであり、精度を高めたフロート２０の位置検出が可能である。
The accuracy of the angle is also less than ± 6 ° as shown in FIG. 14B, and the position of the
図１５は、実施形態に基づく第１領域における液面検出装置１の検出方式を説明するフロー図である。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a detection method of the liquid
図１５に示されるように、所定の信号関係の組み合わせに基づく２本の信号を抽出する（ステップＳＰ２）。本例においては、中間電圧を超えた磁気センサの出力信号と、当該磁気センサと隣接する中間電圧以下の磁気センサの信号との２つの出力信号を抽出する。なお、中間電圧は、本例においては、一例として初期状態である場合の出力信号の電圧に設定する。具体的には、図８で説明したように例えば、磁気センサ５ＰＡが磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する状態であり、予め電圧を測定することにより中間電圧を設定することが可能である。なお、当該中間電圧の設定の方式としては種々の方式があり、当該方式に限られず、例えば、ピーク値の最大値と最小値との間の中間値に設定するようにしても良い。
As shown in FIG. 15, two signals based on a predetermined combination of signal relationships are extracted (step SP2). In this example, two output signals are extracted: an output signal from a magnetic sensor that exceeds the intermediate voltage, and a signal from a magnetic sensor that is adjacent to the magnetic sensor and that is equal to or lower than the intermediate voltage. In this example, the intermediate voltage is set to the voltage of the output signal in the initial state as an example. Specifically, as described with reference to FIG. 8, for example, the magnetic sensor 5PA is located on the center line between the
そして、図９で説明した点線で囲まれた領域における２本の出力信号（電気信号）を抽出する。 Then, two output signals (electrical signals) in the region surrounded by the dotted line described in FIG. 9 are extracted.
次に、抽出した２本の信号について、補正部４５により補正する（ステップＳＰ３）。
補正部４５は、抽出した２本の信号のそれぞれについて、所定の係数で累乗する補正処理を実行する。
Next, the two extracted signals are corrected by the correction unit 45 (step SP3).
The
次に、補正した２本の信号に基づいて磁気ベクトルの角度θを計算する（ステップＳＰ４）。具体的には、２本の電気信号のうちの一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定し、２つの出力信号（電気信号）に基づいて磁気ベクトルの角度θを算出する。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいてtanθを算出し、arctanθを計算することにより角度情報θを算出する。 Next, the magnetic vector angle θ is calculated based on the two corrected signals (step SP4). Specifically, one output signal (electric signal) of the two electric signals is set to Pcosθ, and the other output signal (electric signal) is set to Psinθ, and magnetism is performed based on the two output signals (electric signals). The angle θ of the vector is calculated. Then, tan θ is calculated based on the two output signals (electrical signals), and the angle information θ is calculated by calculating arctan θ.
次に、磁気ベクトルの角度θに基づいてフロート２０の位置を算出する（ステップＳＰ６）。算出された角度情報θに基づいてフロート２０の基準位置（中心点）を磁気センサの位置から算出する。例えば、上記で説明したように角度情報θが４５°として算出された場合には、フロートの基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＡの位置よりもａの距離、磁気センサ５ＰＢ側に移動した位置にあると検出することが可能である。
Next, the position of the
そして、処理を終了する（エンド）。
＜第２領域における位置検出＞
図１６は、実施形態に基づくフロート２０の昇降動作に従う複数の磁気センサの出力信号波形（その２）を説明する図である。
Then, the process ends (END).
<Position detection in the second area>
FIG. 16 is a diagram illustrating output signal waveforms (No. 2) of a plurality of magnetic sensors according to the lifting / lowering operation of the
図１６に示されるように、図９に示される複数の磁気センサの出力信号波形と同様であり、ここでは、ハッチング領域が異なる。 As shown in FIG. 16, the output signal waveforms of the plurality of magnetic sensors shown in FIG. 9 are the same, and the hatching areas are different here.
本例においては、状態Ｓ３〜Ｓ４の磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣの出力信号に基づくフロート２０の位置検出について説明する。
In this example, the position detection of the
図１７は、図１６の所定領域を拡大したイメージ図である。
図１７を参照して、ここでは、所定領域として図１６のハッチング領域の複数の磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣの出力信号波形が示されている。
FIG. 17 is an enlarged image view of the predetermined area of FIG.
Referring to FIG. 17, here, output signal waveforms of a plurality of magnetic sensors 5PB and 5PC in the hatching area of FIG. 16 as a predetermined area are shown.
磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣの出力信号波形は、中間電圧を基準とした場合、後述する円状に沿って変化する外部磁界の磁気ベクトルＰの水平成分（昇降方向の成分）に模式化（近似）する。 The output signal waveforms of the magnetic sensors 5PB and 5PC are modeled (approximated) to a horizontal component (component in the ascending / descending direction) of the magnetic vector P of an external magnetic field that changes along a circular shape, which will be described later, when the intermediate voltage is used as a reference. .
具体的には、隣接する２つの磁気センサから出力される電気信号として位相が９０°ずれた信号波形を検出する。 Specifically, a signal waveform whose phase is shifted by 90 ° is detected as an electrical signal output from two adjacent magnetic sensors.
本例においては、位相が９０°ずれた一方の出力信号（電気信号）を正弦波（sinθ）、他方の出力信号（電気信号）を余弦波（cosθ）で表わす。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいて外部磁界の磁気ベクトルＰの角度θを算出する。 In this example, one output signal (electric signal) whose phase is shifted by 90 ° is represented by a sine wave (sin θ), and the other output signal (electric signal) is represented by a cosine wave (cos θ). Then, the angle θ of the magnetic vector P of the external magnetic field is calculated based on the two output signals (electric signals).
具体的には、磁気センサ５ＰＢの出力信号をＰsinθ、磁気センサ５ＰＣの出力信号を−Ｐcosθと表し、角度θを次式から算出する。 Specifically, the output signal of the magnetic sensor 5PB is represented as Psinθ, the output signal of the magnetic sensor 5PC is represented as −Pcosθ, and the angle θ is calculated from the following equation.
θ＝arctan（Ｐsinθ／｜−Ｐcosθ｜）
本実施形態においては、複数の磁気センサの出力信号のうち隣接する２つの磁気センサから出力される電気信号を検出して外部磁界の磁気ベクトルの角度を算出し、当該算出された磁気ベクトルの角度に基づいてフロートの位置を検出する。
θ = arctan (Psinθ / | −Pcosθ |)
In the present embodiment, an electrical signal output from two adjacent magnetic sensors among the output signals of a plurality of magnetic sensors is detected to calculate the angle of the magnetic vector of the external magnetic field, and the calculated angle of the magnetic vector The position of the float is detected based on the above.
図１８は、実施形態に基づく磁気センサ５と磁気ベクトルＰとの関係を模式的に説明する図（その２）である。
FIG. 18 is a diagram (part 2) schematically illustrating the relationship between the
図１８には、状態Ｓ３〜状態Ｓ４に移行する場合において磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣに対するフロート２０の昇降方向に対する磁気ベクトルが示されている。ここでは、昇降方向はＸ軸に沿う方向である。磁気ベクトルＰは、一例として磁石２ＡのＮ極により生じる磁界の磁力線の方向を指す。
FIG. 18 shows magnetic vectors with respect to the lifting / lowering direction of the
なお、説明を簡易にするために磁石２ＢのＮ極により生じる磁界の磁力線については省略しているが、磁気ベクトルＰの昇降方向と垂直な成分については、当該磁石２ＢのＮ極により生じる磁界の磁力線の磁気ベクトルにより打ち消される。したがって、磁気センサ５ＰＡ，５ＰＢに対する外部磁界としては、昇降方向成分のみとなる。上記したように当該外部磁界に従って各磁気センサ５におけるバイアス磁界ベクトルが変化する。
In order to simplify the explanation, the magnetic field lines of the magnetic field generated by the N pole of the
一例として、外部磁界である磁気ベクトルの大きさとＡＭＲ出力とは相関関係にあるため、昇降方向に対する磁気センサ５ＰＢで検出される出力信号はＰsinθ、磁気センサ５ＰＣで検出される出力信号は−Ｐcosθで表わすことが可能である。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいて磁気ベクトルＰの角度θとして算出する。 As an example, since the magnitude of the magnetic vector, which is an external magnetic field, and the AMR output are correlated, the output signal detected by the magnetic sensor 5PB in the up-and-down direction is Psinθ, and the output signal detected by the magnetic sensor 5PC is −Pcosθ. Can be represented. And it calculates as angle (theta) of the magnetic vector P based on two output signals (electrical signal).
具体的には、２つの出力信号（電気信号）に基づいてtanθ（Ｐsinθ／｜−Ｐcosθ｜）を算出し、arctanθを計算することにより角度情報θを算出する。 Specifically, tan θ (Psin θ / | −P cos θ |) is calculated based on two output signals (electrical signals), and angle information θ is calculated by calculating arctan θ.
なお、正弦波Ｐsinθ、余弦波Ｐcosθの振幅値はtanθを算出することにより打ち消される。 Note that the amplitude values of the sine wave Psinθ and the cosine wave Pcosθ are canceled by calculating tanθ.
上記処理は、検出回路５０で実行される処理である。具体的には、ＭＰＵ４０において上記算出処理が実行される。
The above process is a process executed by the
磁気ベクトルの角度情報θとして０°〜９０°の変化に対応してフロート２０の位置は距離ａ変化する。
The position of the
例えば、フロート２０の位置として、一例として磁石２Ａ，２Ｂの昇降方向における中心を基準位置（中心点）とする。この場合、図８（Ｄ）の状態Ｓ３に示されるフロート２０の基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＢの位置と同じ位置である。
For example, as a position of the
本例においては、磁気センサ５ＰＢと、磁気センサ５ＰＣとの電気信号を利用して、磁気ベクトルの角度情報θを算出して、その位置関係を決定する。例えば、角度情報θが４５°として算出された場合には、フロートの基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＢの位置から磁気センサ５ＰＣの側にａ／２の距離移動した位置にあると検出することが可能である。 In this example, the angle information θ of the magnetic vector is calculated using electrical signals from the magnetic sensor 5PB and the magnetic sensor 5PC, and the positional relationship is determined. For example, when the angle information θ is calculated as 45 °, it is detected that the reference position (center point) of the float is a position moved by a / 2 distance from the position of the magnetic sensor 5PB to the magnetic sensor 5PC side. Is possible.
図１９は、実施形態に基づく角度情報θの精度を説明する図である。
図１９（Ａ）には、角度θを０°〜９０°まで変化させた場合における、一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定した場合におけるarctanθと基準値との比較が示されている。
FIG. 19 is a diagram for explaining the accuracy of the angle information θ based on the embodiment.
FIG. 19A shows arctanθ when one output signal (electrical signal) is set to Pcosθ and the other output signal (electrical signal) is set to Psinθ when the angle θ is changed from 0 ° to 90 °. And a comparison with the reference value is shown.
シミュレーション結果として、基準値に対して近似した状態が示されている。
角度の精度としては図１９（Ｂ）に示されるように基準値に対して±２°未満のずれであり、フロート２０の精度の高い位置検出が可能である。
As a simulation result, a state approximate to a reference value is shown.
As shown in FIG. 19B, the angle accuracy is less than ± 2 ° from the reference value, and the
図２０は、実施形態に基づく第２領域における液面検出装置１の検出方式を説明するフロー図である。
FIG. 20 is a flowchart illustrating a detection method of the liquid
図２０に示されるように、図１５のフロー図と比較してステップＳＰ３が削除されている点が異なる。具体的には、所定の信号関係の組み合わせに基づく２本の信号を抽出する（ステップＳＰ２）。本例においては、中間電圧を超えた磁気センサの出力信号と、当該磁気センサと隣接する中間電圧以下の磁気センサの信号との２つの出力信号を抽出する。なお、中間電圧は、本例においては、一例として初期状態である場合の出力信号の電圧に設定する。具体的には、図８で説明したように例えば、磁気センサ５ＰＢが磁石２Ａ，２Ｂとの間の中心線上に位置する状態であり、予め電圧を測定することにより中間電圧を設定することが可能である。なお、当該中間電圧の設定の方式としては種々の方式があり、当該方式に限られず、例えば、ピーク値の最大値と最小値との間の中間値に設定するようにしても良い。
As shown in FIG. 20, the difference from the flowchart of FIG. 15 is that step SP3 is deleted. Specifically, two signals based on a predetermined combination of signal relationships are extracted (step SP2). In this example, two output signals are extracted: an output signal from a magnetic sensor that exceeds the intermediate voltage, and a signal from a magnetic sensor that is adjacent to the magnetic sensor and that is equal to or lower than the intermediate voltage. In this example, the intermediate voltage is set to the voltage of the output signal in the initial state as an example. Specifically, as described with reference to FIG. 8, for example, the magnetic sensor 5PB is positioned on the center line between the
そして、図１６で説明した点線で囲まれた領域における２本の出力信号（電気信号）を抽出する。 Then, two output signals (electrical signals) in the region surrounded by the dotted line described in FIG. 16 are extracted.
次に、抽出した２本の信号に基づいて磁気ベクトルの角度θを計算する（ステップＳＰ４）。具体的には、２本の電気信号のうちの一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定し、２つの出力信号（電気信号）に基づいて磁気ベクトルの角度θを算出する。そして、２つの出力信号（電気信号）に基づいてtanθを算出し、arctanθを計算することにより角度情報θを算出する。 Next, the angle θ of the magnetic vector is calculated based on the two extracted signals (step SP4). Specifically, one output signal (electric signal) of the two electric signals is set to Pcosθ, and the other output signal (electric signal) is set to Psinθ, and magnetism is performed based on the two output signals (electric signals). The angle θ of the vector is calculated. Then, tan θ is calculated based on the two output signals (electrical signals), and the angle information θ is calculated by calculating arctan θ.
次に、磁気ベクトルの角度θに基づいてフロート２０の位置を算出する（ステップＳＰ６）。算出された角度情報θに基づいてフロート２０の基準位置（中心点）を磁気センサの位置から算出する。例えば、上記で説明したように角度情報θが４５°として算出された場合には、フロートの基準位置（中心点）は、磁気センサ５ＰＢの位置よりもａ／２の距離、磁気センサ５ＰＣ側に移動した位置にあると検出することが可能である。
Next, the position of the
そして、処理を終了する（エンド）。
実施形態においては、磁気センサ５間の距離が長い第１領域における位置検出においては、フロート２０の昇降動作に従う複数の磁気センサの２つの出力信号（電気信号）を補正した補正電気信号に基づいてフロート２０の精度の高い位置検出が可能である。
Then, the process ends (END).
In the embodiment, in the position detection in the first region where the distance between the
また、磁気センサ５間の距離が短い第２領域における位置検出においては、フロート２０の昇降動作に従う複数の磁気センサの２つの出力信号（電気信号）に基づいてフロート２０の精度の高い位置検出が可能である。
Further, in the position detection in the second region where the distance between the
当該方式により、液面検出装置１の位置検出において、高精度の液面検出が要求される領域においては、磁気センサ５間の間隔を短くし、高精度の液面検出が要求されない領域においては、磁気センサ５間の間隔を長くすることが可能となる。したがって、ガイド１０に磁気センサ５を効率的に配置することが可能となる。また、ガイド１０に取り付ける磁気センサ５の個数を抑えることが可能となり、部品点数を抑えてコストを低下させる点でも効果がある。
With this method, in the area where the liquid
また、環境温度の変化に追従して、磁石や磁気センサの特性が変化して出力信号が変化する可能性があるが、角度計算において２つの出力信号のtanθ（Ｐsinθ／Ｐcosθ）を算出しているため環境温度に従う変動量が相殺されるため環境温度の影響による誤差を縮小し、精度の高い位置検出が可能である。 In addition, the output signal may change due to changes in the characteristics of the magnet or the magnetic sensor following the change in the environmental temperature. In the angle calculation, tanθ (Psinθ / Pcosθ) of the two output signals is calculated. Therefore, the fluctuation amount according to the environmental temperature is canceled out, so that the error due to the influence of the environmental temperature is reduced, and the position detection with high accuracy is possible.
（変形例）
上記の実施形態においては、第２領域におけるフロート２０の位置検出においては、出力信号を補正しない方式について説明したが、当該第２領域においても補正部４５により磁気センサ５からの信号を補正処理するようにしても良い。
(Modification)
In the above embodiment, the method of not correcting the output signal in the position detection of the
図２１は、磁気センサ５ＰＢおよび５ＰＣの補正前および補正後の信号を説明する図である。 FIG. 21 is a diagram illustrating signals before and after correction of the magnetic sensors 5PB and 5PC.
図２１（Ａ）には、補正前の磁気センサ５ＰＢ，５ＰＣでそれぞれ検出された出力信号が示されている。上記で説明したように磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＢの出力信号はＰsinθ、磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＣの出力信号はＰcosθで表わされる。 FIG. 21A shows output signals detected by the magnetic sensors 5PB and 5PC before correction. As described above, the output signal of the magnetic sensor (AMR) 5PB is represented by Psinθ, and the output signal of the magnetic sensor (AMR) 5PC is represented by Pcosθ.
出力信号の信号波形が理想的なsin波およびcos波である場合には誤差なく位置検出することが可能であるが、実際の出力信号の信号波形と理想的なsin波およびcos波との間にずれが生じているため角度精度にばらつきが生じることになる。 If the signal waveform of the output signal is an ideal sine wave and cos wave, it is possible to detect the position without error, but it is between the signal waveform of the actual output signal and the ideal sin wave and cos wave. As a result, the angular accuracy varies.
本例においては、出力信号に対して所定の係数で累乗根する補正処理を実行することによりずれを抑制して角度精度を高めることが可能である。 In this example, it is possible to suppress the deviation and improve the angle accuracy by executing a correction process that powers the output signal with a predetermined coefficient.
図２１（Ｂ）には、補正後の磁気センサ（ＡＭＲ）５ＰＢ，５ＰＣの出力信号が示されている。 FIG. 21B shows output signals of the corrected magnetic sensors (AMR) 5PB and 5PC.
当該補正した信号に基づいて外部磁界の磁気ベクトルの角度を算出し、当該算出された磁気ベクトルの角度に基づいてフロートの位置を検出する。 The angle of the magnetic vector of the external magnetic field is calculated based on the corrected signal, and the position of the float is detected based on the calculated angle of the magnetic vector.
図２２は、実施形態の変形例に基づく角度情報θの精度を説明する図である。
図２２（Ａ）には、角度θを０°〜９０°まで変化させた場合における、一方の出力信号（電気信号）をＰcosθ、他方の出力信号（電気信号）をＰsinθに設定した場合におけるarctanθと基準値との比較が示されている。
FIG. 22 is a diagram illustrating the accuracy of the angle information θ based on the modification of the embodiment.
FIG. 22A shows arctanθ when one output signal (electrical signal) is set to Pcosθ and the other output signal (electrical signal) is set to Psinθ when the angle θ is changed from 0 ° to 90 °. And a comparison with the reference value is shown.
シミュレーション結果として、基準値とはほとんど相違しない。
また、角度の精度としても図２２（Ｂ）に示されるように基準値に対して±１°未満のずれであり、フロート２０のさらに精度の高い位置検出が可能である。
As a result of simulation, there is almost no difference from the reference value.
Further, as shown in FIG. 22B, the accuracy of the angle is also less than ± 1 ° from the reference value, so that the position of the
実施形態の変形例に基づく液面検出装置１により、磁気センサ５から出力された出力信号を補正することによりフロート２０の位置についてさらに精度の高い検出が可能であり、磁気センサ５を効率的に配置して回路構成を簡易にすることが可能であるとともに、小型化を図ることが可能である。
By correcting the output signal output from the
本実施例ではＡＭＲ素子で開示しているが、これに限らない。磁界強度に対して線形に出力し、極性を判別できる磁気センサであれば適用可能である。 In this embodiment, the AMR element is disclosed, but the present invention is not limited to this. Any magnetic sensor that outputs linearly with respect to the magnetic field intensity and can determine the polarity is applicable.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present disclosure is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 液面検出装置、２ 磁石、５，５ＰＡ〜５ＰＣ 磁気センサ、１０ ガイド、２０ フロート、３０ Ｐ／Ｓ変換回路、４０ ＭＰＵ、４５ 補正部、５０ 検出回路、６０ Ａ／Ｄ回路。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記フロートに取り付けられるフロート磁石と、
前記フロートの昇降を案内する案内部材と、
前記案内部材に取り付けられ、前記フロート磁石の昇降位置に応じて変化する磁束密度を検知して、その磁束密度に対応する電気信号を出力する複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサからそれぞれ出力される電気信号に基づいて前記フロートの位置を検出する検出回路とを備え、
前記検出回路は、前記電気信号を補正する補正部を含み、
前記複数の磁気センサは、前記案内部材の第１領域において第１の間隔毎に配置される第１磁気センサと、前記案内部材の第２領域において前記第１の間隔よりも短い第２の間隔毎に配置される第２磁気センサとを含み、
前記検出回路は、
前記案内部材の前記第１領域における前記複数の磁気センサのうち隣接する２つの第１磁気センサから出力される電気信号を前記補正部により補正した補正電気信号に基づいて前記フロートの位置を検出し、
前記案内部材の前記第２領域における前記複数の磁気センサのうち隣接する２つの第２磁気センサから出力される電気信号に基づいて前記フロートの位置を検出する、液面検出装置。 A float that moves up and down following the liquid level;
A float magnet attached to the float;
A guide member that guides the raising and lowering of the float;
A plurality of magnetic sensors that are attached to the guide member, detect a magnetic flux density that changes according to the lift position of the float magnet, and output an electrical signal corresponding to the magnetic flux density;
A detection circuit that detects the position of the float based on electrical signals output from the plurality of magnetic sensors,
The detection circuit includes a correction unit that corrects the electrical signal;
The plurality of magnetic sensors include a first magnetic sensor disposed at each first interval in the first region of the guide member, and a second interval shorter than the first interval in the second region of the guide member. A second magnetic sensor arranged for each,
The detection circuit includes:
The position of the float is detected based on a corrected electric signal obtained by correcting the electric signal output from two adjacent first magnetic sensors among the plurality of magnetic sensors in the first region of the guide member by the correcting unit. ,
The liquid level detection apparatus which detects the position of the said float based on the electrical signal output from two adjacent 2nd magnetic sensors among the said several magnetic sensors in the said 2nd area | region of the said guide member.
前記複数のフロート磁石は、同極が互いに対向して設けられる、請求項１記載の液面検出装置。 Providing a plurality of float magnets attached to the float;
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the plurality of float magnets are provided with the same poles facing each other.
前記抽出した２つの電気信号の一方を正弦波、他方を余弦波とした場合の角度情報を算出し、
算出した角度情報に基づいて前記フロートの位置を検出する、請求項５記載の液面検出装置。 The detection circuit includes:
Calculate angle information when one of the two extracted electrical signals is a sine wave and the other is a cosine wave,
The liquid level detection device according to claim 5, wherein the position of the float is detected based on the calculated angle information.
前記バイアス磁石により生じるバイアス磁界ベクトルが印加される第１〜第４の磁気抵抗素子と、
前記バイアス磁界ベクトルの変化に基づく前記第１〜第４の磁気抵抗素子の抵抗値の変化に応じた電気信号を出力する出力回路とを含む、請求項３記載の液面検出装置。 Each magnetic sensor
First to fourth magnetoresistive elements to which a bias magnetic field vector generated by the bias magnet is applied;
The liquid level detection apparatus of Claim 3 including the output circuit which outputs the electrical signal according to the change of the resistance value of the said 1st-4th magnetoresistive element based on the change of the said bias magnetic field vector.
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