JPH03172719A - レベルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レベルセンサに関し、さらに詳しくは、液
体や粉体のレベルを検知するために用いるレベルセンサ
に関する。

［従来の技術］ 従来のレベルセンサの一例を第６図に示す。

このレベルセンサ５１は、レベル検知用抵抗体５３と、
そのレベル検知用抵抗体と同一の温度特性を有する温度
補償用抵抗体５４と、これらの抵抗体５３．５４の抵抗
値を測定する抵抗測定回路ＢＳ、ＢＣとを具備して構成
されている。なお、５６は絶縁被覆である。

レベル検知用抵抗体５３が、例えば容器Ｃに入れられた
電解液によってショートされるモデルでは、液レベルＬ
が、レベル検知用抵抗体５３の下端Ｌｅから上端Ｌｆま
での間で変化するとき、抵抗測定回路ＢＳが出力する抵
抗値ＲＳは、第７図に示す直線Ｔｏ、ＴＩまたはＴ２の
ように変化する。

そこで、この抵抗値ＲＳにより、ＣＰＵは、液レベルＬ
を検知する。

ところで、第７図に示す直線Ｔｏ、Ｔｌ、Ｔ２は、温度
ＴＯの場合と、温度ＴＩの場合と、温度Ｔ２の場合であ
る。このように、温度によっても抵抗値Ｒ３が変動する
。

そこで、ＣＰＵは、抵抗測定回路ＢＣから出力される温
度補償用抵抗体５４の抵抗値ＲＣを読み込み、これに基
づいて温度補償演算を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のレベルセンサ５１は、構成が複雑であり、コ
スト高となる問題点がある。

そこで、この発明の目的は、構成か簡単で且つ安価なレ
ベルセンサを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明のレベルセンサは、レベル検知用抵抗体と、そ
のレベル検知用抵抗体と同一の温度特性を有する温度補
償用抵抗体と、前記レベル検知用抵抗体および前記温度
補償用抵抗体の一方をＯＰアンプの負入力端子への入力
抵抗または接地抵抗に有し他方を負帰還抵抗に有する増
幅回路とを具備したことを構成上の特徴とするものであ
る。

上記構成において「入力抵抗または接地抵抗」とは、上
記増幅回路に人力する基準信号をＯＩ）アンプの負入力
端子に加えるときは「入力抵抗」となり、正入力端子に
加えるときは「接地抵抗」となる。前者の場合、増幅回
路は、反転増幅器となる。後者の場合、増幅回路は、非
反転増幅器となる。

［作用］ 増幅回路は、レベル検知用抵抗体および温度補償用抵抗
体の一方をオペアンプの負入力端子への入力抵抗または
接地抵抗に有し、他方を負帰還抵抗に有している。

そこで、増幅度は両爪抗体の比によって決定され、液体
または粉体のレベルが変動してレベル検知用抵抗体の抵
抗値か変わると、変化する。

このため、増幅回路に基や信号を人力していると、出力
信号は、レベル変動に応した大きさとなる。従って、レ
ベルを検知することができる。

温度変動があると、レベル検知用抵抗体の抵抗値が変動
するが、温度補償用抵抗体の抵抗値も同様に変動する。

上述のように、増幅度は両爪抗体の比で決まるから、両
爪抗体の抵抗値が温度により同じように変動するときは
、比としては表われない。すなわち、増幅度は温度の影
響を受けない。

かくして、簡単、且つ、安価な構成により、レベル検知
を温度変動に影響されないで行えるようになる。

［実施例］ 以下、図に示す実施例に基づいてこの発明をさらに詳し
く説明する。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。

第１図は、この発明の一実施例のレベルセンサ１を示す
ものである。

このレベルセンサ１において、検知部は、絶縁基板２の
表面に、レベル検知用抵抗体３と、温度補償用抵抗体４
とを形成し、且つ、レベル検知用抵抗体３を含む領域５
を除いて絶縁性防水膜６で被覆したものである。

増幅部は、レベル検知用抵抗体３をＯＰアンプ７の負入
力端子への入力抵抗とし、温度補償用抵抗体４を負帰還
抵抗とする反転増幅器であり、人力抵抗には基準信号Ｅ
ｉが入力されている。

レベル検知用抵抗体３の抵抗値Ｒ５は、次式で表わされ
る。

但し、Ｒ３Ｏは、レベル検知用抵抗体３の下端がショー
トした状態で、且つ、所定の温度における抵抗値である
。また、αは温度係数、ｔは測定時の温度と前記所定の
温度の温度差である。

一方、温度補償用抵抗体４の抵抗値ＲＣは、次式で表わ
せる。

ＲＣ＝（１−αｔ）Ｒｃｏ　　　　　　　　　、・・（
２）但し、ＲＣＯは、所定の温度における抵抗値である
。温度係数α、温度差ｔは、レベル検知用抵抗体３と温
度補償用抵抗体４とが同一の温度係数を有する材料で形
成され、且つ、同一基板２の近接した位置に配置されて
いるため、上記（１）式におけるものと、同一である。

増幅部の増幅度は、ＲＣ／　ＲＳであるため、出力電圧
ＥＯは、次式で表わせる。

ＥＯ＝−Ｅｉ（Ｌｆ−Ｌｅ）／（Ｌｆ−Ｌ）　　−（３
）すなわち、出力電圧ＥＯは、温度変動の影響を受けず
、液レベルしたけによって変化することとなる。

第２図は、出力電圧ＥＯと液レベルＩ、の関係を示す特
性図で、反比例曲線になっており、レベル検知用抵抗体
３の上端Ｌｆに近づくほど分解能が上がるため、例えば
、液レベルを上端Ｌｆ附近で一定に保つ用途に好適であ
る。

レベル検知用抵抗体３の具体例としては、幅５ｍｍ、長
さ３００ｍｍ、抵抗値７５にΩのカーボン混入エポキシ
系印刷抵抗が挙げられる。温度補償用抵抗体４の具体例
としては、幅２．５ｍｍ、長さ３００ｍｍ、抵抗値１５
０にΩのカーボン混入エポキシ系印刷抵抗か挙げられる
。引出し電極と配線の具体例としては、Δｇを混入した
エポキシ系導電パターンか挙げられる。

次に、第３図は、この発明の他の実施例のレベルセンサ
１１を示すものである。

このレベルセンサ１１が上記実施例のレベルセンサ１と
異なる点は、レベル検知用抵抗体３が負帰還抵抗となり
、温度補償用抵抗体４が入力抵抗となっていることであ
る。この場合には、ＥＯ＝−Ｅｉ（Ｌｆ−Ｌ）／（Ｌｆ
−Ｌｅ）　　＝４４）となり、第４図に示す如き特性と
なる。すなわち、出力電圧ＥＯと液レベルＬは直線関係
となる。従って、レベル検知用抵抗体３の下端Ｌｅから
上端Ｌｆまで一定の分解能が望まれる用途に適している
。

次に、第５図は、この発明のさらに他の実施例のレベル
センサ２１を示すものである。

このレベルセンサ２１では、２つの温度補償用抵抗体４
ａ、４ｂが形成されており、レベル検知用抵抗体３と温
度補償用抵抗体４ａとが負帰還抵抗となり、温度補償用
抵抗体４ｂが入力抵抗となっている。このレベルセンサ
３１では、出力電圧ＥＯの変化幅の調整が容易となる。

以上の実施例では、増幅部が反転増幅器の例であったが
、増幅部を非反転増幅器としても、上記と同様にして、
この発明を適用できる。

［発明の効果コ この発明のレベルセンサによれば、温度変動の影響を受
けずにレベル検知を行うことが出来ると共に、簡単、且
つ、安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のレベルセンサの構成説明
図、第２図は第１図に示すレベルセンサの特性図、第３
図はこの発明の他の実施例のレベルセンサの構成説明図
、第４図は第３図に示すレベルセンサの特性図、第５図
はこの発明のさらに他の実施例のレベルセンサの構成説
明図、第６図は従来のレベルセンサの一例の構成説明図
、第７図は第６図に示すレベルセンサの特性図である。 （符号の説明） １．１１　２１・・・レベルセンサ ３・・・レベル検知用抵抗体 ４．４　ａ　、４　ｂ・・・温度補償用抵抗体７・・Ｏ
Ｐアンプ Ｅｉ・・・基準信号 ＥＯ・出力電圧。 レベルセンサ 第　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レベル検知用抵抗体と、そのレベル検知用抵抗体と
   同一の温度特性を有する温度補償用抵抗体と、前記レベ
   ル検知用抵抗体および前記温度補償用抵抗体の一方をＯ
   Ｐアンプの負入力端子への入力抵抗または接地抵抗に有
   し他方を負帰還抵抗に有する増幅回路とを具備したこと
   を特徴とするレベルセンサ。