JP2557570B2 - Liquid level measurement method with heat radiation type level sensor - Google Patents

Liquid level measurement method with heat radiation type level sensor

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JP2557570B2
JP2557570B2 JP3076510A JP7651091A JP2557570B2 JP 2557570 B2 JP2557570 B2 JP 2557570B2 JP 3076510 A JP3076510 A JP 3076510A JP 7651091 A JP7651091 A JP 7651091A JP 2557570 B2 JP2557570 B2 JP 2557570B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level sensor, for example, for detecting the level of fuel in a vehicle fuel tank, and more particularly to a system for performing temperature compensation and accurately measuring a 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。
2. Description of the Related Art A heat radiation type level sensor utilizes the fact that the resistance changes depending on the immersion depth of the sensor, which is the surface of the sensor. It is a sensor of a system that converts a corresponding resistance change into a voltage and detects a liquid level.

【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。
Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-311927 previously developed by the present applicant, temperature compensating resistors having the same structure as that of the above-mentioned sensor are arranged in parallel so that the liquid level of the sensor is increased. The liquid level is measured by utilizing the fact that the corresponding change in resistance value appears as a change in voltage at the connection point with the temperature compensating resistor. That is, the temperature compensating resistor is immersed in the liquid together with the sensor, but since it is not self-heated, the resistance value does not follow the level change of the liquid level, and the resistance is changed only by the ambient temperature change. The value changes, which results in automatic level measurement of the liquid.

【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 compensating resistor uniform.

【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。
Further, since the sensor and the temperature compensating resistor have an actual structure in which a Ni wire is spirally wound around the outer periphery of a rod-shaped support, the heat capacity is considerably large and a stable output can be obtained. It took a few minutes, and especially when the tank capacity became almost empty and the immersion depth decreased, it took a long time for the output to stabilize.

【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。
Therefore, when the user side reads the meter during an unstable period, the liquid level will be incorrect,
It becomes a problem in practical use.

【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 becomes long and the heat capacity is different. Therefore, if the ambient temperature changes,
During the change, a temperature difference occurs between the two, which causes a temporary error in the 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 eliminates the temperature compensating resistor, and solves the above-mentioned problems caused by arranging the resistors in parallel to each other. It is an object of the present invention to provide a liquid level measuring method using a heat radiation type level sensor capable of improving the level measuring accuracy and measuring 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。
It is another object of the second and third inventions to provide a liquid level measuring system using a heat radiation type level sensor, which has improved measurement accuracy as compared with 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。
To achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a pulse circuit for intermittently flowing a constant current to a sensor which is a resistor, and an initial voltage output from the sensor. Storage means for storing, operation means for dividing the output voltage from the initial state to the lapse of a predetermined time by the initial voltage, and predicting a steady voltage in a steady state from the rising gradient of the output obtained from the operation means with respect to time It is characterized in that it comprises a predicting means, and outputs the calculation result as a liquid level output to the display means.

【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。
According to a second aspect of the present invention, a pulse circuit for intermittently supplying a constant current to the sensor which is a resistor, a storage means for storing an initial voltage output from the sensor, and a predetermined time from the initial state. Computation means for dividing the output voltage up to the lapse of time by the initial voltage, prediction means for predicting a steady voltage that is in a steady state from the rising slope of the output obtained from the computation means with time, and steady voltage from the prediction means And a correction means for subtracting a correction value obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient to obtain a corrected steady voltage, and outputting the correction result as the liquid level output to the display means.

【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。
Further, the invention according to claim 3 is a pulse circuit, in which a constant current is intermittently supplied to a sensor which is a resistor.
A storage unit that stores an initial voltage output from the sensor, a calculation unit that divides an output voltage from an initial state until a lapse of a predetermined time by the initial voltage, and a compensation of an output obtained from the calculation unit from a rising slope with respect to time A slope determining means for calculating and determining the slope, and a correction value obtained by multiplying the initial voltage by a preset coefficient are subtracted from the output at a predetermined time position of the compensation slope by this means, and based on the subtracted correction output Slope correction means for correcting the compensation slope to calculate and determine the correction compensation slope, prediction means for calculating and predicting a steady voltage which becomes a steady state based on the correction compensation slope from this means, and a calculation result of this for liquid And 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。
In the first aspect of the present invention, since the sensor is hardly heated at the initial stage of passing the constant current, 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 can be 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。
Further, in order to shorten the measurement time, by sampling the level measurement output of the liquid after energization and approximating the output with respect to the energization time, the level output after a sufficient time has elapsed can be obtained. .

【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。
The second invention according to claim 2 and the third invention according to claim 3 measure the level of a liquid by a heat radiation type level sensor which is more accurate in temperature compensation than the first invention. Before explaining the second and third inventions, the temperature compensation of the level measurement by 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 due to the passing of current, and the amount of increase is proportional to the liquid level. However, the voltage difference between the case where the tank is FULL and the case where it is EMPTY at the end of current application is small, and practical resolution cannot be obtained. Therefore, instead of the above-described amount of increase, it was decided to obtain an output proportional to the liquid level from the average slope of the voltage rise. This is the first aspect of the invention. Specifically, for example, a sensor voltage is digitally input every few msec, and a first-order approximation process is performed by a microcomputer to obtain a slope (compensation slope) and the output resolution is increased.

【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。
5 (a) and 5 (b) are diagrams in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current value and resistance value, respectively. Curve a is constant current and curve b is ambient temperature. Curve c shows the change in resistance value due to energization in the air when the temperature is low, and curve c shows the change in resistance value due to energization in the air when the ambient temperature is high. Current is time t
It starts from 0 and becomes stable at time t 0 ′ .

【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 shown in this figure, 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。
The resistance at time t is given by Equation 1 in consideration of the change in resistance due to the ambient temperature.

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 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 the influence. Immediately after the current is supplied, as described above, the resistance value is substantially the same as the resistance value corresponding to the ambient temperature before the current is supplied, because it is hardly heated. (It has nothing to do with the liquid level.) The resistance value at t = t 1 in FIG.

【0023】[0023]

【数2】 [Equation 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 effect of ambient temperature is compensated by storing the resistance value (hereinafter referred to as the initial resistance value, which is referred to below as the mathematical expression 2) immediately after passing the current 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。
Equation 3 shows the compensated resistance value at time t.

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 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。
Resistance curves b ', c'in FIG. 6 (a)
Shows the resistance curves b and c in FIG. 5A compensated for the influence of the ambient temperature.

【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 gradient (compensation gradient) differs depending on the ambient temperature and a difference occurs in the 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 the ambient temperature and output (final steady voltage).
In contrast to the output line d before compensation, the output line d ′ after compensation shows a substantially constant output, 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 rises as the ambient temperature rises.

【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 described above, it is considered that the reason why the output increases due to the increase in ambient temperature even after the ambient temperature compensation and the steady outputs do not match is as follows.

【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。
That is, when the resistance value is large, the amount of change in the resistance value due to current application also becomes large, but according to the compensation method described above, it is standardized by dividing by the initial resistance value (initial voltage value), and the slope with respect to time. Does not change. That is, the difference in resistance value due to the ambient temperature and the influence of the difference in resistance value between samples at the same temperature are compensated. This is the invention according to 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 larger the amount of heat generated by the entire sensor, the larger the resistance value. If the amount of heat generated from one part of the sensor does not affect the other, the temperature compensation described above is sufficient. However, since convection is generated on the sensor surface, heat generated by energization from the lower part 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 described above, when temperature compensation is performed, the resistance value (voltage value) immediately after passing the current is used for division.
At this time, convection does not occur, but immediately after that, the warmed air gradually propagates from the lower part to the sensor surface, the sensor is warmed, and the resistance value also rises. Therefore,
It is presumed that at a certain short energization time, the rate of increase in the resistance value increases as the energization time increases. It is considered that this ratio is 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, sensors with different resistance values were created, a constant current was passed, and the relationship between the initial voltage and the output voltage (steady voltage) was investigated. As a result of this, as shown in FIG. 9, the higher the initial voltage is, the higher the output voltage is, and the more heat is 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
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 aspect of the present invention corrects the steady-state voltage obtained by the first aspect of the invention to eliminate the influence of convection. That is, the correction value obtained by multiplying the initial voltage V 1 by the set coefficient G 1 is subtracted from the steady voltage Vt C predicted from the rising slope obtained by the division, and the corrected steady voltage V ″ t C is taken as the level measurement value, and the convection The effect is removed.
That is, V ″ t C = Vt C −V 1 × G 1 , the coefficient G 1 is
It can be obtained experimentally.

【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 in which the ambient temperature is compensated. It was calculated by predicting the steady-state voltage. The present invention corrects that the compensation slope still contains an error. However, as described above, since it is considered that this error occurs in proportion to the magnitude of the initial voltage, the error at the preset time position Output by compensating gradient (Vp)
From this, a correction value obtained by multiplying the initial voltage V 1 by a preset setting coefficient G 2 is subtracted, and the correction output V ′ obtained by this subtraction is subtracted.
This is a method of setting a corrected compensation gradient based on p. That is, V'p = Vp-V 1 × G 2 .

【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。
The coefficient G 2 may be experimentally set according to the configuration of the sensor and the tank, the time position to be set, and the like.

【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。
The first, second and third embodiments of the present invention will be described in detail below 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, the first embodiment will be described. This is an embodiment of the first invention, and in FIG. 1, 1 is a fuel tank,
FL is a level sensor which is 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 applied to both ends of the level sensor FL through the pulse circuit 2. The output voltage V generated across the level sensor FL by flowing the current I
p is taken into the CPU 4 through the AD conversion unit 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 the second
As shown in FIG. 6B, a large cycle having a cycle from t 0 to t F has a mode in which it repeats with a cooling time,
The entire cycle is set to about 3 seconds. However,
It takes t0 'to reach the constant current I from the rise of the circuit.

【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CP
U4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, the voltage Vp is, as shown in FIG. 2A, the level of the liquid surface from the initial state in each cycle (a low level has a large gradient, and a high level has a small gradient).
The cycle of rising with a gradient according to
It is taken into U4 and the CPU4 sequentially along with the time data.
It is stored in the internal storage unit (enlarged portion of the figure). The CPU 4 and the storage unit constitute the storage means 4a.

【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。
[0044] Here, the output voltages V 1 at the initial voltage, i.e. t 1 can be regarded as the output voltage in the state where the sensor FL is the current I 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。
That is, it can be regarded as an output voltage based on the same resistance value as the conventional temperature compensating resistor, the CPU 4 stores this initial output voltage, and the calculating means 4b constituted by the CPU 4 is continuously input. by performing dividing the value of the voltage Vt 2 ~Vt F at the initial voltage V 1, to obtain a rising slope with respect to time of the output, which was treated by the prediction unit 4c, the output which is compensated to ambient temperature A compensation gradient is obtained from which liquid level measurement data (steady-state voltage Vt C ) can be obtained. Based on this data, the display unit 5 displays the measured level output of the liquid.

【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。
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5
00ケのサンプリング電圧をえられる。
On the other hand, if the sampling interval is 10 msec for a period of, for example, t 1 to t n , for example 5 seconds, then 5
A sampling voltage of 00 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。
[0048] Therefore, as the CPU4 constituting the prediction means are shown in Figure 3, to determine the compensation gradient from the increase gradient, computes the approximate voltage Vt c at time tc to be a steady state based on this Has a built-in program,
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 described with reference to FIGS. This is an embodiment of the second aspect of the invention and has a configuration similar to that of the first embodiment, except that the correction means 4f is provided.

【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4f
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
1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、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 Vt C obtained in the first embodiment is modified to remove the influence of convection. That is, the correction means 4f configured by the CPU 4
In the above, the correction value obtained by multiplying the initial voltage V 1 by the setting coefficient G 1 is subtracted from the steady voltage Vt C predicted based on the rising slope obtained by the division, and the corrected steady voltage V ″ t C is taken as the level measurement value. , Is output to the display unit 5. That is, the effect of convection is removed, that is, V ″ t C = Vt C −V 1 × G 1 The coefficient G 1 is experimentally determined by the sensor FL and the tank configuration. You can ask.

【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, the third embodiment will be described with reference to FIGS.
A description will be given with reference to (a) and FIG.

【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
1 を記憶する記憶手段4a、出力電圧Vpを初期電圧
1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 aspect of the invention and has a configuration similar to that of the first embodiment, and the sensor FL,
It has a pulse circuit 2 for supplying a constant current thereto, a storage means 4a for storing the initial voltage V 1 of the pulse circuit 2, a calculation means 4b for dividing the output voltage Vp by the initial voltage V 1 , and a prediction means 4c. The difference from the first embodiment is that a (CPU) 4d and a gradient correcting means (CPU) 4e are provided.

【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V
1 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 has an initial voltage V for the output voltages V 1 , Vt 2 F , Vt 3 F, ...
Although division was performed by 1 , the rising slope from this division result is processed to calculate the average slope, and the compensation slope m is calculated and determined.

【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 removes and corrects the effect of convection due to heating of the sensor from the compensation gradient m. That is, a predetermined time position of the compensation gradient m, for example, t F
From the output Vt FF in, subtracting the correction value V 1 × G 2 to the initial voltages V 1 multiplied by the factor G 2, we obtain a corrected output V't FF, calculates determine a correction compensation gradient n based on this.

【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 steps up to calculating the output voltage V't C in the steady state and displaying it on the display unit 5 are the same as those in the first embodiment, so detailed description 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。
The predetermined time position t F is not limited to the above-mentioned position and may be any position. The coefficient G 2 may be experimentally determined, and is determined in relation to the 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。
As described above with reference to the embodiments, in the liquid level measuring system using the heat radiation type level sensor of the present invention, the liquid level measuring resistor is eliminated and the resistors are arranged in parallel. There is no output error due to the temperature coefficient difference of the resistance value, which is a problem due to, and there is no temporary output error due to the difference in heat capacity, and there is no waiting time until the output stabilizes. Can be displayed.

【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 compensation for the ambient temperature but also the influence of the convection of the sensor is compensated, so that the measurement can be performed with extremely high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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 a system configuration of each embodiment of the first, second and third inventions.

【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 cycle of current generated from the pulse circuit and the output voltage from the sensor in each of the first and second inventions.

【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 a voltage change until a steady state is achieved 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 cycle of the current generated from the pulse circuit and the output voltage from the sensor in the embodiment of the third invention, and explaining the compensation gradient 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 for explaining the operation of the first, second and third inventions, and is a graph showing changes in the sensor resistance value due to current and current generated from the pulse circuit.

【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 a relationship between a current generated from a pulse circuit and a 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 a 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 illustrating the operation 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 output of the temperature-compensated sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 G 1 coefficient G 2 coefficient m Compensation gradient n Corrected compensation gradient V 1 Initial voltage Vt C Steady voltage V′t C Corrected steady voltage t F Predetermined time position V′t FF Corrected output 2 Pulse circuit 4 CPU 4a Storage means (CPU) 4b Calculation means (CPU) 4c Prediction means (CPU) 4d Gradient determination means (CPU) 4e Gradient correction means (CPU) 4f Correction means (CPU) 5 Display means

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 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 for intermittently supplying a constant current to a sensor which is a resistor, a storage means for storing an initial voltage output from the sensor, and an output voltage from an initial state until a predetermined time elapses. The calculation means for dividing by the voltage, and the prediction means for predicting the steady voltage in the steady state from the rising gradient of the output obtained from the calculation means with respect to time are output to the display means as the liquid level output. A liquid level measuring method using a heat radiation type level sensor.
【請求項2】 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 for intermittently supplying a constant current to a sensor which is a resistor, a storage means for storing an initial voltage output from the sensor, and an output voltage from an initial state until a predetermined time elapses. The initial voltage is preset from the calculating means for dividing by the voltage, the predicting means for predicting the steady voltage which becomes the steady state from the rising slope of the output obtained from the calculating means, and the steady voltage from the predicting means. A liquid level measuring method using a heat radiation type level sensor, characterized in that it comprises correction means for subtracting a correction value obtained by multiplying a coefficient to obtain a corrected steady voltage, and outputs the correction result to a display means as a liquid level output. .
【請求項3】 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 for intermittently flowing a constant current to a sensor which is a resistor, a storage means for storing an initial voltage output from the sensor, and an output voltage from an initial state until a predetermined time elapses. The initial voltage is calculated in advance from the calculating means for dividing by the voltage, the slope determining means for calculating and determining the compensation slope from the rising slope of the output obtained from the calculating means, and the output by the means at the predetermined time position of the compensation slope. A correction value obtained by multiplying the set coefficient is subtracted, a slope correction means for correcting the compensation slope on the basis of the subtracted correction output to calculate and determine a correction compensation slope, and a correction compensation slope from this means are used. The heat radiation type relay is composed of a predicting means for calculating and predicting a steady voltage that becomes a steady state and a display means for displaying the calculation result as a liquid level output. Liquid level measurement method with bell sensor.
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