JPS6210368B2 - - Google Patents
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- JPS6210368B2 JPS6210368B2 JP54139292A JP13929279A JPS6210368B2 JP S6210368 B2 JPS6210368 B2 JP S6210368B2 JP 54139292 A JP54139292 A JP 54139292A JP 13929279 A JP13929279 A JP 13929279A JP S6210368 B2 JPS6210368 B2 JP S6210368B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- output
- fuel
- integrator
- voltage control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、燃料タンク内に同心円筒状の電極を
もつ発信器を垂直に立て、電極を浸す燃料による
静電容量の変化からタンク内の燃料の体積を検出
すると共に、タンク内底部に配置された誘電率検
知用コンデンサを用いて燃料の密度信号を導き、
この密度信号と上記体積信号とを掛け合わせてタ
ンク内の燃料の重量を測定する燃料計に関し、更
に詳しくは上記重量信号を純電子的に得るように
した静電容量式燃量計に関するものである。
もつ発信器を垂直に立て、電極を浸す燃料による
静電容量の変化からタンク内の燃料の体積を検出
すると共に、タンク内底部に配置された誘電率検
知用コンデンサを用いて燃料の密度信号を導き、
この密度信号と上記体積信号とを掛け合わせてタ
ンク内の燃料の重量を測定する燃料計に関し、更
に詳しくは上記重量信号を純電子的に得るように
した静電容量式燃量計に関するものである。
第１図は変成器ブリツジ方式による従来の燃量
計を示す回路構成図である。図において、１はト
ランスで１次巻線１０１には励振電圧が印加され
ている。また、中間点が接地された２次巻線１０
２の両端にはそれぞれV1，V2なる端子電圧が発
生し、接地点とV2端子の途中の接続点にはV3な
る電圧が発生する。なお、V3電圧端子と接地点
との間には摺動抵抗２０１が接続されている。３
は同心円筒状の電極を持ち、燃料タンク内に垂直
に配置された燃料の体積を検出するためのコンデ
ンサで、一一方の極板は２次巻線のV1電圧端子
に接続されている。４は２次巻線１０２のV2電
圧端子に接続されたコンデンサで、コンデンサ３
を通して発生する電圧をキヤンセルしてバランス
させるための比較用コンデンサである。５は演算
用固定コンデンサ、６はコンデンサ５に並列接続
された燃料の誘電率検知用コンデンサで、常にタ
ンク内の燃料に浸漬された状態になつている。固
定コンデンサ５及び誘電率検知用コンデンサ６か
らなる並列回路の一端は摺動子２０２を介して摺
動抵抗２０１に接続され、他端はサーボ増幅器７
の入力側に接続されている。なお、コンデンサ
３，４は共通接続され、サーボ増幅器７の入力側
に接続されている。８はサーボモータで、サーボ
増幅器７の出力によつて駆動され、サーボ増幅器
７の入力が零になるよう摺動子２０２を動かす。
計を示す回路構成図である。図において、１はト
ランスで１次巻線１０１には励振電圧が印加され
ている。また、中間点が接地された２次巻線１０
２の両端にはそれぞれV1，V2なる端子電圧が発
生し、接地点とV2端子の途中の接続点にはV3な
る電圧が発生する。なお、V3電圧端子と接地点
との間には摺動抵抗２０１が接続されている。３
は同心円筒状の電極を持ち、燃料タンク内に垂直
に配置された燃料の体積を検出するためのコンデ
ンサで、一一方の極板は２次巻線のV1電圧端子
に接続されている。４は２次巻線１０２のV2電
圧端子に接続されたコンデンサで、コンデンサ３
を通して発生する電圧をキヤンセルしてバランス
させるための比較用コンデンサである。５は演算
用固定コンデンサ、６はコンデンサ５に並列接続
された燃料の誘電率検知用コンデンサで、常にタ
ンク内の燃料に浸漬された状態になつている。固
定コンデンサ５及び誘電率検知用コンデンサ６か
らなる並列回路の一端は摺動子２０２を介して摺
動抵抗２０１に接続され、他端はサーボ増幅器７
の入力側に接続されている。なお、コンデンサ
３，４は共通接続され、サーボ増幅器７の入力側
に接続されている。８はサーボモータで、サーボ
増幅器７の出力によつて駆動され、サーボ増幅器
７の入力が零になるよう摺動子２０２を動かす。
このような構成によりサーボ回路がバランスし
た場合、サーボ増幅器の入力は零になるから V1・ω｛CM＋Ｘ（Ｋ−１）CM｝−Ｍ・V3 ・ω（Ｋ・Cc＋CB）−V2・ω・CF＝０ ……(1) なる関係が成立つ。ここでωは角周波数（２π
）、CMはコンデンサ３の乾燥時静電容量、Cc
は誘電率検知用コンデンサ６の乾燥時静電容量、
CFは比較用コンデンサ４の容量、CBはコンデン
サ５の容量、Ｋは燃料の誘電率、Ｘはコンデンサ
３の浸漬比（タンク内の燃料体積に比例する）、
Ｍは摺動子２０２の回転角（指示）を夫々示す。
た場合、サーボ増幅器の入力は零になるから V1・ω｛CM＋Ｘ（Ｋ−１）CM｝−Ｍ・V3 ・ω（Ｋ・Cc＋CB）−V2・ω・CF＝０ ……(1) なる関係が成立つ。ここでωは角周波数（２π
）、CMはコンデンサ３の乾燥時静電容量、Cc
は誘電率検知用コンデンサ６の乾燥時静電容量、
CFは比較用コンデンサ４の容量、CBはコンデン
サ５の容量、Ｋは燃料の誘電率、Ｘはコンデンサ
３の浸漬比（タンク内の燃料体積に比例する）、
Ｍは摺動子２０２の回転角（指示）を夫々示す。
上式(1)において、乾燥時にコンデンサ３を通し
て発生する電圧をコンデンサ４に発生する電圧で
キヤンセルし合うように予めV1CM＝V2CF定めら
れているとすると、上式は と書き改めることができる。
て発生する電圧をコンデンサ４に発生する電圧で
キヤンセルし合うように予めV1CM＝V2CF定めら
れているとすると、上式は と書き改めることができる。
一方、燃料の密度Ｄと誘電係数Ｋとの間には、
Ｄ＝Ａ・（Ｋ−１）／Ｂ＋（Ｋ−１） ……(3)
なる一般的な基礎方程式がある。ここでＡ，Ｂは
各液体毎に定まる定数である。従つて、回路定数
を適当に定めることにより上記(2)式のＸの係数を
燃料の密度と同値にすることができる。また、Ｘ
はタンク内の燃料体積に比例するから、上記(2)式
のＭ、即ち第１図の摺動子２０２の回転角はタン
ク内の燃料の重量に比例する。
各液体毎に定まる定数である。従つて、回路定数
を適当に定めることにより上記(2)式のＸの係数を
燃料の密度と同値にすることができる。また、Ｘ
はタンク内の燃料体積に比例するから、上記(2)式
のＭ、即ち第１図の摺動子２０２の回転角はタン
ク内の燃料の重量に比例する。
しかしながら、上記従来装置では複雑なサーボ
機構を有するため装置の価格が嵩み、また、可動
部分を有するため摩耗などによる故障を起す欠点
があつた。
機構を有するため装置の価格が嵩み、また、可動
部分を有するため摩耗などによる故障を起す欠点
があつた。
本発明は上記の欠点をなくした静電容量式燃量
計を提供するものであり、以下本考案を図によつ
て説明する。
計を提供するものであり、以下本考案を図によつ
て説明する。
第２図は本発明の一実施例を示す回路構成図、
である。第２図において第１図と同一記号は同一
要素を示すことにし、その説明は重複をさけるた
め省略する。
である。第２図において第１図と同一記号は同一
要素を示すことにし、その説明は重複をさけるた
め省略する。
第２図においてコンデンサ３，４の他方の極板
は夫々半波整流要素９，１０を介して共通接続さ
れている。また、２次コイル１０２の中間点の
V3電圧端子は電圧制御増幅器１１の基準入力側
に接続され、電圧制御増幅器１１の出力側には演
算用固定コンデンサ５，誘電率検知用コンデンサ
６とよりなる並列回路の一方の接続点が接続され
ている。また、上記並列回路の他方の接続点が半
波整流要素１２に接続され、半波整流要素１２の
出力側が上記半波整流要素９，１０の共通接続点
Ａに接続されている。１３は共通接続点Ａにその
入力側が接続された積分器であり、この積分器１
３の出力側は出力端子１４に接続されると共に電
圧制御増幅器１１の入力側に接続されサーボ回路
を構成している。なお、電圧制御増幅器１１の出
力側は出力端子１５に接続されている。
は夫々半波整流要素９，１０を介して共通接続さ
れている。また、２次コイル１０２の中間点の
V3電圧端子は電圧制御増幅器１１の基準入力側
に接続され、電圧制御増幅器１１の出力側には演
算用固定コンデンサ５，誘電率検知用コンデンサ
６とよりなる並列回路の一方の接続点が接続され
ている。また、上記並列回路の他方の接続点が半
波整流要素１２に接続され、半波整流要素１２の
出力側が上記半波整流要素９，１０の共通接続点
Ａに接続されている。１３は共通接続点Ａにその
入力側が接続された積分器であり、この積分器１
３の出力側は出力端子１４に接続されると共に電
圧制御増幅器１１の入力側に接続されサーボ回路
を構成している。なお、電圧制御増幅器１１の出
力側は出力端子１５に接続されている。
次に本発明の動作を説明する。交流電源により
励磁されているコンデンサ３，４からの出力電流
は半波整流要素９，１０で整流され、また、コン
デンサ５，６による並列回路の出力電流は半波整
流要素１２で整流される。半数整流要素９，１
０，１２で整流された出力電流１，２，３
は接続点Ａで加算された後積分器１３に入力され
る。
励磁されているコンデンサ３，４からの出力電流
は半波整流要素９，１０で整流され、また、コン
デンサ５，６による並列回路の出力電流は半波整
流要素１２で整流される。半数整流要素９，１
０，１２で整流された出力電流１，２，３
は接続点Ａで加算された後積分器１３に入力され
る。
今、サーボ回路が不平衡状態になり、I0が零で
なくなるとすると、積分器１３はI0を積分して出
力Ｖcを変化させる。積分器１３の出力Ｖcが変化
すると、電圧制御増幅器１１の出力Ｖpが変化
し、その結果、３が変化する。この場合、電圧
制御増幅器１１の出力Ｖpの変化により０が零
となるように予め定められることにより、積分器
１３の出力Ｖcが変化し、サーボ回路がバランス
する。I1の変化分とI3の変化分が等しくなるとI0
は零となり、積分器１３の出力Ｖcはその時の値
に保持される。
なくなるとすると、積分器１３はI0を積分して出
力Ｖcを変化させる。積分器１３の出力Ｖcが変化
すると、電圧制御増幅器１１の出力Ｖpが変化
し、その結果、３が変化する。この場合、電圧
制御増幅器１１の出力Ｖpの変化により０が零
となるように予め定められることにより、積分器
１３の出力Ｖcが変化し、サーボ回路がバランス
する。I1の変化分とI3の変化分が等しくなるとI0
は零となり、積分器１３の出力Ｖcはその時の値
に保持される。
従つて、V0，又はＶcは燃量（CT）に追従する
ことになり、V0，又はＶcを出力端子１４又は１
５より測定することにより燃量を知ることができ
る。
ことになり、V0，又はＶcを出力端子１４又は１
５より測定することにより燃量を知ることができ
る。
以上の説明を数式を用いて説明すると、I1，
I2，I3は I1＝−√２・V1・ω・CT＝−√２・V1・ω ・｛CM＋CM・（Ｋ−１）・Ｘ｝ ……(4) I2＝√２・V2・ω・CR ……(5) I3＝√２・V0・ω・（Ｋ・Cc＋CB） ……(6) で表わされる。ここで、I0＝I1＋I2＋I3であるから I0＝−√２・V1・ω・｛CM＋CM・ （Ｋ−１）・Ｘ｝＋√22ωCF ＋√２V2ωCF√２V0ω（KCc＋CB） ……(7) (7)式においてV1・CM＝V2・CFならしめている
と次式が得られる。
I2，I3は I1＝−√２・V1・ω・CT＝−√２・V1・ω ・｛CM＋CM・（Ｋ−１）・Ｘ｝ ……(4) I2＝√２・V2・ω・CR ……(5) I3＝√２・V0・ω・（Ｋ・Cc＋CB） ……(6) で表わされる。ここで、I0＝I1＋I2＋I3であるから I0＝−√２・V1・ω・｛CM＋CM・ （Ｋ−１）・Ｘ｝＋√22ωCF ＋√２V2ωCF√２V0ω（KCc＋CB） ……(7) (7)式においてV1・CM＝V2・CFならしめている
と次式が得られる。
I0＝−√２・V0・ω・CM・（Ｋ−１）・Ｘ
＋√２・V0・ω・（K.Cc＋CB） ……(8)
今積分器１３と電圧制御増幅器１１によりI0＝
０になつたとすると(8)式より となり、よつてV0により燃量測定ができる。
０になつたとすると(8)式より となり、よつてV0により燃量測定ができる。
一方、電圧制御増幅器１１のゲインをＧとし、
I0＝Ｏになつたときの積分器１３の出力Ｖcを入
力する電圧制御増幅器１１の出力電圧V0は、V0
＝Ｇ・V3となる。ここでＧ＝Ｐ・Ｖc（但し、
Ｐ：比例定数）であるから、出力電圧V0は、V0
＝Ｐ・Ｖc・V3で表すことができる。従つて(8)式
は I0＝−√２・V1・Ｗ・CM・（Ｋ−１）・Ｘ ＋√２・Ｐ・Ｖc・V3・Ｗ・（Ｋ・Cc ＋CB） ……(10) に書き変えられ、よつてI0＝０においては が得られる。故にＶcより燃量を知ることができ
る。
I0＝Ｏになつたときの積分器１３の出力Ｖcを入
力する電圧制御増幅器１１の出力電圧V0は、V0
＝Ｇ・V3となる。ここでＧ＝Ｐ・Ｖc（但し、
Ｐ：比例定数）であるから、出力電圧V0は、V0
＝Ｐ・Ｖc・V3で表すことができる。従つて(8)式
は I0＝−√２・V1・Ｗ・CM・（Ｋ−１）・Ｘ ＋√２・Ｐ・Ｖc・V3・Ｗ・（Ｋ・Cc ＋CB） ……(10) に書き変えられ、よつてI0＝０においては が得られる。故にＶcより燃量を知ることができ
る。
以上述べたように本発明によれば、従来のサー
ボ機構を使用したものに比較し、機械的駆動部が
ないので、摩耗による故障はなくなり、かつ純電
子的になるので経済性の良い静電容量式燃量計が
得られる。
ボ機構を使用したものに比較し、機械的駆動部が
ないので、摩耗による故障はなくなり、かつ純電
子的になるので経済性の良い静電容量式燃量計が
得られる。
第１図は従来の静電容量式燃量計を示す構成
図，第２図は本発明の一実施例を示す回路構成図
である。 １：トランス、３：体積測定用コンデンサ、
４：比較用コンデンサ、５：演算用コンデンサ、
６：誘電率検知用コンデンサ、１１：電圧制御増
幅器、１３：積分器、９，１０，１２：半波整流
要素。
図，第２図は本発明の一実施例を示す回路構成図
である。 １：トランス、３：体積測定用コンデンサ、
４：比較用コンデンサ、５：演算用コンデンサ、
６：誘電率検知用コンデンサ、１１：電圧制御増
幅器、１３：積分器、９，１０，１２：半波整流
要素。
Claims (1)
- １ 電源トランスの２次巻線の一端に接続された
体積測定用コンデンサと、上記２次巻線の他端に
接続された比較用コンデンサと、上記２次巻線の
中間点に入力側が接続された電圧制御増幅器と、
該電圧制御増幅器の出力が印加される誘電率検知
用コンデンサ及び演算用コンデンサと、上記体積
測定用コンデンサ、比較用コンデンサ、誘電率検
知用コンデンサ及び演算用コンデンサを流れる電
流を半波整流する整流要素と、加算された上記整
流要素よりの出力を積分する積分器とを具備し、
上記積分器の出力で上記電圧制御増幅器のゲイン
を制御するサーボ回路が構成されて成ることを特
徴とする静電容量式燃料計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13929279A JPS5663216A (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | Electrostatic capacity type fuel meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13929279A JPS5663216A (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | Electrostatic capacity type fuel meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5663216A JPS5663216A (en) | 1981-05-29 |
| JPS6210368B2 true JPS6210368B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=15241879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13929279A Granted JPS5663216A (en) | 1979-10-30 | 1979-10-30 | Electrostatic capacity type fuel meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5663216A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6410970U (ja) * | 1987-07-09 | 1989-01-20 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6198698A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | 横河電機株式会社 | 飛行体の燃料測定装置 |
-
1979
- 1979-10-30 JP JP13929279A patent/JPS5663216A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6410970U (ja) * | 1987-07-09 | 1989-01-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5663216A (en) | 1981-05-29 |
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