TWI676005B - 液面檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種可使電路構成簡單且小型化之液面檢測裝置。

本發明之液面檢測裝置具備：浮體，其隨著液面而升降；磁鐵，其安裝於浮體；引導構件，其引導浮體之升降；複數個磁性感測器，其等安裝於引導構件，偵測對應於磁鐵之升降位置而變化之磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號；及檢測電路，其根據自複數個磁性感測器分別輸出之電性信號而檢測浮體之位置。檢測電路根據自複數個磁性感測器中鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，而檢測浮體之位置。

Description

液面檢測裝置

本發明係關於一種液面檢測裝置，具體而言，係關於一種搭載於汽車等之貯藏汽油或機油或尿素水等液體之貯箱，且利用磁鐵檢測液面之位置之液面檢測裝置。

先前以來，已知有包含磁鐵與磁性感測器之液面檢測裝置。例如，已知有一種液面檢測裝置，其包含：浮子，其對應於液面之位置之變化而升降，且具有磁鐵；及磁性感測器，其檢測磁鐵之磁通密度；且自磁性感測器之輸出信號檢測液面之位置。

關於該點，於專利文獻1中揭示有一種液面檢測裝置，其包含：浮子1；圓筒管2，於內部配置有浮子1；磁化體3，其固定於浮子1之一端部；及磁性電阻元件4，其配置於磁化體3之附近；且根據與浮子1對應之磁化體3之位置而檢測液面之位置(參照第1圖及第2圖)。

又，磁化體3係沿浮子1之移動方向，按照特定之磁化圖案以成為(S-N、N-S、S-N、…)之方式被磁化。又，磁化體3自設置於圓筒管2之頂面之貫通孔突出於圓筒管2之外部。磁性電阻元件4配置於圓筒管2之外側且磁化體3之附近。又，磁性電阻元件4包含構成2個橋接電路之8個電阻要件。

於專利文獻2中，揭示有一種液面檢測裝置，其包含：液面感知體21；貯液箱18，其於內部配置有液面感知體21；移位磁鐵24，其設置於檢測棒23之上端；及檢測器本體25，其安裝於檢測部殼體20，且 包含複數個霍爾元件5、5(參照圖1~圖4、圖12~圖13)。

檢測器本體25包含以成為與移位磁鐵24之移動方向平行之方式將複數個霍爾元件5於同一直線上以所需之配設間隔設置於印刷基板6上之構造。各霍爾元件係以感磁面5a成為與移位磁鐵24之磁化方向平行之方式設置。液面感知體21係藉由將上端安裝於檢測部殼體20之下表面之拉伸彈簧22而經由檢測棒23懸掛於貯箱內，且檢測棒23之上端面朝檢測部殼體20內。液面檢測裝置係以檢測器本體25將檢測部殼體20內之檢測棒23之上端部之移位作為移位磁鐵24之移位來檢測而檢測液位。檢測器本體25經由控制電路7而連接於自各霍爾元件之輸出電壓運算磁鐵之位置進而換算為液位值之運算電路8、及將來自該運算電路之液位值輸出至畫面等之輸出裝置9。

於專利文獻1記載之液面檢測裝置中，磁化體3自設置於圓筒管2之頂面之貫通孔突出於圓筒管2之外部。因此，難以小型化，且根據機器而有難以搭載之可能性。

於專利文獻2記載之液面檢測裝置中，檢測棒23及移位磁鐵24自設置於貯液箱18之頂面之貫通孔突出於貯液箱18之外部。因此，與專利文獻1記載之液面檢測裝置同樣，難以小型化，且根據機器而有難以搭載之可能性。

另一方面，亦考慮有於貯箱內配置磁鐵而成之液面檢測裝置。

於專利文獻3中，揭示有一種液面檢測裝置，其包含：浮體23；玻璃管21，其於內部配置有浮體23；磁鐵22A、22B，其等固定於浮體23之對向之2個端部；及感測器部31A~31E，其搭載於與玻璃管21鄰接配置之感測器外殼32；且根據與浮體23對應之磁鐵22A、22B之位置而檢測液面之位置(參照圖2~圖4)。

磁鐵22A、22B係以沿浮體23之移動方向成為NS、SN之方式配置於浮體23之移動方向之兩端。感測器部31A~31E係沿浮體23之移動 方向配置。感測器部31A~31E分別包含：角度感測器34A~34E，其等感測對應於浮體23之移位之由第1磁鐵22A及第2磁鐵22B產生之磁性；及磁性強度感測器35A~35E，其等偵測浮體23藉由磁性而到達附近。

於專利文獻4中，揭示有一種液面檢測裝置，其包含磁鐵3、於內部配置有磁鐵3之貯箱2、棒4、複數個磁性強度感測器S[1]~S[4]、及控制部10，且根據磁鐵3之位置而檢測液面之位置(參照圖1、圖4、圖5)。

棒4為長條之圓柱狀，且係以軸向成為與上下方向(鉛直方向)平行之方式配置於貯箱2內。磁鐵3為圓環狀，且以漂浮於貯藏於貯箱2內之液體之液面的方式構成。棒4插通於磁鐵3，磁鐵3於漂浮於貯藏於貯箱2之液體之液面之狀態下，藉由棒4引導移動而於上下方向移動。複數個磁性強度感測器S[1]~S[4]分別埋入於棒4，且以自上方朝向下方相互隔開間隔而依序排列之方式配置。

控制部10包含具有切換開關12及減算器13之差分值算出部11、及微電腦20。切換開關12包含輸入端子I11、I12、I13、I21、I22、I23、及輸出端子O1、O2。藉由利用來自微電腦20之控制信號之開關切換而將輸入端子I11、I12、I13之任一者連接於輸出端子O1。將輸入端子I21、I22、I23之任一者藉由開關切換而連接於輸出端子O2。輸入端子I11與磁性強度感測器S[1]連接。輸入端子I12與磁性強度感測器S[2]連接。輸入端子I13與磁性強度感測器S[3]連接。輸入端子I21與磁性強度感測器S[2]連接。輸入端子I22與磁性強度感測器S[3]連接。輸入端子I23與磁性強度感測器S[4]連接。藉此，切換開關12係如下般動作，即：(1)於自輸出端子O1輸出磁性強度感測器S[1]之電壓信號時，自輸出端子O2輸出磁性強度感測器S[2]之電壓信號；(2)於自輸出端子O1輸出磁性強度感測器S[2]之電壓信號時，自輸出端子O2輸 出磁性強度感測器S[3]之電壓信號；(3)於自輸出端子O1輸出磁性強度感測器S[3]之電壓信號時，自輸出端子O2輸出磁性強度感測器S[4]之電壓信號。減算器13包含連接有輸出端子O1之一輸入端子、連接有輸出端子O2之另一輸入端子、及輸出差分電壓信號之輸出端子。

微電腦20與切換開關12及減算器13連接。微電腦20包含ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)，該ROM預先記憶有表示鄰接配置之磁性強度感測器之電壓信號(輸出值)之差分值與磁鐵3之位置(即、貯存於貯箱2之液體之液面水準)之關係的高精度液面水準檢測基準資訊G[1]~G[3]、標準精度液面水準檢測基準資訊H[1]~H[3]、及用以判斷於液面水準之檢測中使用高精度液面水準檢測基準資訊G[1]~G[3]及標準精度液面水準檢測基準資訊H[1]~H[3]之哪一者之高精度檢測條件。

微電腦20進而具備CPU(Central Processing Unit：中央處理器單元)，CPU進行使用減算器13之差分電壓信號、高精度液面水準檢測基準資訊G[1]~G[3]、標準精度液面水準檢測基準資訊H[1]~H[3]、及高精度檢測條件之信號處理，而檢測磁鐵3之位置、即貯存於貯箱2之液體之液面水準。

於專利文獻5中，揭示有一種液面檢測裝置，其包含：浮體3；貯箱，其於內部配置有浮體3；大致環狀之永磁鐵5，其固定於浮體3之凹槽3h內；引導構件11，其具有遊動插入於浮體3之孔之大致圓筒狀之桿部13，而引導浮體3之升降；2個霍爾元件(第1霍爾元件21及第2霍爾元件23)，其等為配置於桿部13內之磁性感測器；及驅動控制電路31，其用於將液面水準之偵測輸出導向外部；且根據浮體3(=永磁鐵5)之位置而檢測液面之位置(參照圖1、圖2)。

永磁鐵5係內周面5n側為N極、且外周面5g側為S極地被均勻地磁化。第1霍爾元件21及第2霍爾元件23係於鉛直方向相互離開而固定。 當對第1、第2霍爾元件21、23施加驅動電壓時，檢測與配置於隨著液面之浮體3之永磁鐵5之升降位置對應而變化的磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號、更具體而言、大致直線地對應於該磁通密度之電壓。驅動控制電路31包含將來自第1霍爾元件21之輸出電壓放大之第1放大電路33、及將來自第2霍爾元件23之輸出電壓放大之第2放大電路35。第1放大電路33與第2放大電路35顯示相同之放大率。

第1霍爾元件21之輸出電壓藉由第1放大電路33而以特定之比例放大。已放大之輸出電壓輸入至輸出調整電路37與反轉放大電路41，且自輸出調整電路37向外部輸出對應於液面水準之電壓。又，第2霍爾元件23之輸出電壓藉由第2放大電路35而以特定之比例放大。已放大之輸出電壓輸入至反轉放大電路41。對反轉放大電路41輸入使第1霍爾元件21之輸出放大而得之輸出電壓、與使第2霍爾元件23之輸出放大而得之輸出電壓相加所得的輸出電壓，而用於第1、第2霍爾元件21、23之驅動之反饋控制。藉此，可不管液溫之變動或永磁鐵5之特性之不均之影響而準確地計測磁通密度、即液面位準。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平1-221620號公報

[專利文獻2]日本專利特開2002-22403號公報

[專利文獻3]日本專利特開2009-236615號公報

[專利文獻4]日本專利特開2014-145714號公報

[專利文獻5]日本專利特開2002-277308號公報

然而，於專利文獻3所記載之液面檢測裝置中，由於感測器部31A~31E分別具備角度感測器34A~34E與磁性強度感測器35A~ 35E，且進而具備連接有角度感測器34A~34E之輸出監視器電路與連接有磁性感測器35A~35E之切換電路12，故電路構成難以小型化。又，於角度感測器34A~34E與磁性強度感測器35A~35E為GMR(Giant Magneto Resistance：巨磁電阻)元件之情形時，雖可應對30~200G之磁場強度，但若施加大於200G之磁場則磁性飽和而無法檢測。因此，對於磁鐵22A、22B之種類或位置之自由度較低。尤其是，因磁鐵22A、22B而無法縮短角度感測器34A~34E及磁性強度感測器35A~35E與磁鐵22A、22B之距離，從而電路構成難以小型化。

於專利文獻4記載之液面檢測裝置中，由於必需切換開關12、減算器13、及微電腦20之ROM，故電路構成複雜化並且難以小型化。

於專利文獻5記載之液面檢測裝置中，由於僅以第1霍爾元件21檢測液面，故為了修正液溫之變動或永磁鐵5之特性之不均之影響而必需包含第2霍爾元件23與反轉放大電路41的反饋控制電路，故電路構成複雜化並且難以小型化。

因此，本發明係為解決上述之課題而完成者，其目的在於提供一種能夠使電路構成簡單且小型化之液面檢測裝置。

根據本發明之一態樣之液面檢測裝置包含：浮體，其隨著液面而升降；磁鐵，其安裝於浮體；引導構件，其引導浮體之升降；複數個磁性感測器，其等安裝於引導構件，且檢測對應於磁鐵之升降位置而變化之磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號；及檢測電路，其根據自複數個磁性感測器分別輸出之電性信號而檢測浮體之位置。檢測電路根據自複數個磁性感測器中鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號而檢測浮體之位置。

較佳為，各磁性感測器包含偏壓磁鐵。

較佳為，各磁性感測器輸出基於藉由磁鐵而產生之磁力線之磁 向量之電性信號。

較佳為，檢測電路從自複數個磁性感測器分別輸出之電性信號中，根據與中間電壓之比較而擷取自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號。

較佳為，檢測電路算出以擷取之2個電性信號之一者為正弦波、另一者為餘弦波之情形時之角度資訊，且根據算出之角度資訊而檢測浮體之位置。

較佳為，磁鐵係由以相同極性之磁極分別介隔引導構件而對向之方式配置之至少一組以上的磁鐵單元構成。

較佳為，磁鐵包含複數組磁鐵單元。各磁鐵單元係分別沿升降方向配置，且鄰接之磁鐵單元之對向之磁極之極性不同。

較佳為，複數個磁性感測器包含沿升降方向依序配置之第1~第3磁性感測器。檢測電路係關於自第1~第3磁性感測器分別輸出之第1~第3電性信號，按照第1~第3電性信號之大小關係之組合而算出以第1及第2電性信號之一者為正弦波、另一者為餘弦波的情形時之角度資訊，且根據算出之角度資訊而檢測浮體之位置。

較佳為，檢測電路係關於自第1~第3磁性感測器分別輸出之第1~第3電性信號，按照與複數個特定閾值之關係而擷取第1及第2電性信號。

較佳為，檢測電路係關於自第1~第3磁性感測器分別輸出之第1~第3電性信號，按照與複數個特定閾值之關係而分割為複數個區域，且擷取所分割之區域之第1及第2電性信號。

較佳為，相互鄰接之各磁性感測器之偏壓磁場向量之方向係相對於與浮體的升降方向垂直之水平方向而對稱地設定。

較佳為，各磁性感測器包含：第1~第4磁性電阻元件，其等被施加由偏壓磁鐵產生之偏壓磁場向量；及輸出電路，其輸出與基於偏 壓磁場向量之變化之第1~第4磁性電阻元件之電阻值之變化對應的電性信號。

較佳為，對第1及第2磁性電阻元件施加由偏壓磁鐵產生之第1偏壓磁場向量。對第3及第4磁性電阻元件施加與由偏壓磁鐵產生之第1偏壓磁場向量為相反方向之第2偏壓磁場向量。第1及第2磁性電阻元件、與第3及第4磁性電阻元件係分別以設形成有第1~第4磁性電阻元件之升降方向為基準而成為線對稱之方式配置。

較佳為，偏壓磁鐵係以對第1~第4磁性電阻元件施加之偏壓磁場向量之方向成為相對於浮體的升降方向而垂直之水平方向之方式配置。

本發明之液面檢測裝置能夠使電路構成簡單且小型化。

1‧‧‧液面檢測裝置

2‧‧‧磁鐵

2a‧‧‧距離

2A~2X‧‧‧磁鐵

3a‧‧‧距離

3A‧‧‧偏壓磁鐵

3B‧‧‧偏壓磁鐵

4‧‧‧偏壓磁鐵

5‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5A~5C‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5P‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5PA~5PC‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5Q‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5QA~5QC‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5R‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

5#‧‧‧磁性感測器(AMR元件)

6‧‧‧基盤

10‧‧‧引導件

20‧‧‧浮體

30‧‧‧P/S轉換電路

40‧‧‧MPU

50‧‧‧檢測電路

60‧‧‧A/D電路

a‧‧‧距離

CLK‧‧‧時脈

cosθ‧‧‧餘弦波

GND‧‧‧接地電壓

MR1~MR4‧‧‧磁性電阻元件

MR1#~MR4#‧‧‧磁性電阻元件

P‧‧‧磁向量(振幅值)

P1~P3‧‧‧振幅值

Pcosθ‧‧‧正弦波(輸出信號)

Psinθ‧‧‧餘弦波(輸出信號)

S0~S12‧‧‧狀態

sinθ‧‧‧正弦波

SP2‧‧‧步驟

SP2#‧‧‧步驟

SP4‧‧‧步驟

SP6‧‧‧步驟

ST‧‧‧磁通密度

T1~T3‧‧‧區域

TH0~TH2‧‧‧閾值

V+‧‧‧信號

V-‧‧‧信號

V0~V5‧‧‧偏壓磁場向量

V0#~V2#‧‧‧偏壓磁場向量

V4#‧‧‧偏壓磁場向量

V5#‧‧‧偏壓磁場向量

VA0‧‧‧偏壓磁場向量

VB0‧‧‧偏壓磁場向量

Vcc‧‧‧電源電壓

△V‧‧‧差分(電位差)

△V1‧‧‧差分(電位差)

△V2‧‧‧差分(電位差)

θ‧‧‧角度資訊(角度)

α‧‧‧角度

β‧‧‧角度

γ‧‧‧角度

圖1係說明基於實施形態1之液面檢測裝置之外觀構成之圖。

圖2係說明基於實施形態1之安裝於引導件10之複數個磁性感測器5之圖。

圖3係基於實施形態1之液面檢測裝置1之電路構成圖。

圖4係說明基於實施形態1之磁性感測器5之磁性電阻元件之圖案之圖。

圖5(A)、(B)係說明基於實施形態1之磁性感測器5之檢測原理之圖。

圖6係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2之配置之圖。

圖7係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2A~2D、與磁性感測器5A~5C之佈局之圖。

圖8(A)~(G)係說明基於實施形態1之浮體20於藉由升降動作而其位置變化之情形時之與磁性感測器之關係之圖。

圖9係說明基於實施形態1之隨著浮體20之升降動作之複數個磁性感測器之輸出信號波形之圖。

圖10係將圖9之特定區域放大之影像圖。

圖11係模式性說明基於實施形態1之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

圖12(A)、(B)係說明基於實施形態1之角度資訊θ之精度之圖。

圖13係說明基於實施形態1之液面檢測裝置1之檢測方式之流程圖。

圖14係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2E、2F、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖15係說明基於實施形態2之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖16係說明基於實施形態2之隨著浮體20之升降動作之複數個磁性感測器之輸出信號波形之圖。

圖17係將圖16之特定區域放大之影像圖。

圖18係模式性說明基於實施形態2之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

圖19(A)、(B)係說明基於實施形態2之角度資訊θ之精度之圖。

圖20係基於實施形態3之安裝於浮體20之磁鐵2I~2T、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖21係說明基於實施形態3之隨著浮體20之升降動作之來自磁性感測器5之輸出信號波形之圖。

圖22係將圖21之特定區域放大之影像圖。

圖23(A)~(C)係模式性說明基於實施形態3之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

圖24係說明基於實施形態3之自複數個磁性感測器5A~5C之輸出 信號波形之中擷取各個區域T1~T3中之2條輸出信號波形之方式之圖。

圖25(A)~(F)係說明基於實施形態3之角度資訊θ之精度之圖。

圖26係說明基於實施形態3之液面檢測裝置1之檢測方式之流程圖。

圖27係基於實施形態3之變化例1之安裝於浮體20之磁鐵2U、2V、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖28係說明基於實施形態3之安裝於浮體20之磁鐵2I~2P、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖29係說明基於實施形態3之變化例2之隨著浮體20之升降動作之來自磁性感測器5之輸出信號波形之圖。

圖30係將圖29之特定區域放大之影像圖。

圖31(A)~(C)係模式性說明基於實施形態3之變化例2之磁性感測器5受到之磁向量之角度之圖。

圖32係說明基於實施形態3之變化例2之自複數個磁性感測器5A~5C之輸出信號波形之中擷取各個區域T1~T3中之2條輸出信號波形之方式之圖。

圖33(A)~(F)係說明基於實施形態3之變化例2之角度資訊θ之精度之圖。

圖34係說明基於實施形態3之變化例3之安裝於浮體20之磁鐵2W、2X、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

圖35係說明基於實施形態4之磁性感測器5#之磁性電阻元件之圖案之圖。

圖36(A)、(B)係說明基於實施形態5之浮體20之位置相對於引導件10偏移之情形之圖。

圖37係說明基於實施形態5之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與磁 性感測器之佈局之圖。

圖38(A)、(B)係說明基於實施形態5之偏壓磁場向量之變化之圖。

圖39(A)、(B)係說明基於實施形態5之角度資訊θ之精度之圖。

圖40說明基於實施形態5之變化例之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與複數個磁性感測器5Q之佈局之圖。

圖41係說明根據其他實施形態之磁性感測器5R之圖。

圖42係對磁性感測器5P之偏壓磁場向量進行說明之圖。

圖43係說明磁性感測器5R之電路構成之圖。

一面參照圖式一面對該實施形態進行詳細說明。再者，對圖中之相同或相當部分標註相同符號且不重複其說明。

(實施形態1)

圖1係說明基於實施形態1之液面檢測裝置之外觀構成之圖。

參照圖1，液面檢測裝置1包含隨著液面而升降之浮體20、引導件(引導構件)10、及檢測電路50。

檢測電路50根據自安裝於引導構件10之複數個磁性感測器(AMR(Anisotropic Magneto Resistance：各向異性磁電阻)元件)檢測之輸出信號而檢測浮體20之位置。

圖2係說明基於實施形態1之安裝於引導件10之複數個磁性感測器5之圖。

參照圖2，複數個磁性感測器5係沿升降方向以特定間隔配置。

於浮體20設置有磁鐵2。具體而言，安裝有磁鐵2A、2B、2C、2D作為2組磁鐵單元。以磁鐵2A、2B構成磁鐵單元。以磁鐵2C、2D構成磁鐵單元。

複數個磁性感測器5檢測隨著安裝於浮體20之磁鐵2之升降動作 之磁通密度，且輸出對應於該磁通密度之電性信號。再者，於本例中，雖就4銷之磁性感測器5之構成作為一例加以說明，但銷數並非特別限定於此，若為本領域技術人員當可適當進行設計變更。

圖3係基於實施形態1之液面檢測裝置1之電路構成圖。

參照圖3，基於實施形態1之液面檢測裝置1包含複數個磁性感測器(AMR元件)5、與檢測電路50。於本例中，表示設置有n個磁性感測器之情形。

檢測電路50包含類比/數位轉換電路即A/D(Analog/Digital)電路60、並行/串列轉換電路即P/S(Parallel/Serial)轉換電路30、及執行運算處理之MPU(Micro-processing uint：微處理器單元)40。

A/D電路60與複數個(n個)磁性感測器5連接，且將輸入之類比信號轉換成數位信號。

P/S轉換電路30將與自MPU40輸入之時脈CLK同步地並行地輸入之自A/D電路60輸入的數位信號串行地進行信號轉換並輸出至MPU40。

MPU40對自P/S轉換電路30輸入之來自複數個(n個)磁性感測器5之信號進行運算處理而檢測浮體20之位置。

再者，對本例之MPU40關於來自A/D電路60之信號而接收與時脈CLK同步的P/S轉換電路30之輸出之構成加以說明，但並不特別限定於該構成，亦可變更為經由多工器而自A/D電路60接收數位信號之輸入之構成。

圖4係說明基於實施形態1之磁性感測器5之磁性電阻元件之圖案之圖。

參照圖4，此處，磁性感測器5包含含有4個磁性電阻元件MR1~MR4(亦統稱為磁性電阻元件MR)之橋接構造。

磁性感測器5係若被施加磁場，則藉由磁性電阻元件MR1~MR4 之電阻值變化而輸出對應於電阻值變化之信號V+、V-。磁性感測器5輸出信號V+、V-之差分△V。

磁性感測器5之磁性電阻元件MR係異向性磁性電阻元件，且為折返形狀之圖案構造。

磁性電阻元件MR之施加磁場時之電阻值，具有於被施加相對於元件之長度方向(電流方向)而垂直之磁場(90°)時變成最小，且於被施加平行之磁場(0°)時變成最大之特性。

又，於磁性感測器5設置有偏壓磁鐵3A、3B。偏壓磁鐵3A、3B係以相對於磁性電阻元件MR1~MR4而自左上向右下方向施加偏磁場之方式配置。

再者，對本例之磁性感測器5之磁性電阻元件MR以作為一例之折返形狀之圖案構造加以說明，但並不特別限定於折返形狀，若為本領域技術人員當能以提高磁性感測器5之檢測特性之方式對其圖案構造適當進行設計變更。又，關於偏壓磁鐵3A、3B之配置(方向)，於本例中亦表示作為一例之以於自左上向右下之方向施加45°角度之偏壓磁場向量之方式配置的構成，但若為本領域技術人員則亦當能以提高磁性感測器5之檢測特性之方式對該配置或角度適當進行設計變更。

又，於本例中，雖就基於2個偏壓磁鐵3A、3B而施加偏壓磁場向量之構成加以說明，但藉由將1個偏壓磁鐵3A而非2個偏壓磁鐵以45°之斜率配置於磁性電阻元件MR1~MR4之中央部而可施加相同之偏壓磁場向量。藉由該構成而減少偏壓磁鐵之個數，從而可降低磁性感測器5之成本。或，既可於設置有磁性電阻元件MR1~MR4之基板上配置偏壓磁鐵，亦可設為於基盤之背面配置偏壓磁鐵之構成。

圖5係說明基於實施形態1之磁性感測器5之檢測原理之圖。

圖5(A)係說明隨著外界磁場而變化之偏壓磁場向量之圖。

如圖5(A)所示，磁性感測器5之偏壓磁場向量係隨著相對於升降 方向之外界磁場而使其向量方向變化。於本例中，以實線表示無外界磁場之狀態之偏壓磁場向量V0。再者，偏壓磁鐵係以變成磁性感測器5達至飽和感度區域之磁場強度之方式設定。

偏壓磁場向量V0隨著外界磁場(自右向左方向)而向偏壓磁場向量V1變化。

另一方面，偏壓磁場向量V0隨著外界磁場(自左向右方向)而向偏壓磁場向量V2變化。

隨著外界磁場之磁通密度之變化而偏壓磁場向量變化。磁性感測器5檢測偏壓磁場向量之變化，且輸出對應於該檢測結果之輸出信號(電位差△V)。

於圖5(B)中，表示隨著外界磁場之磁通密度之變化之磁性感測器5的輸出信號之變化特性。

如圖5(B)所示，根據按照偏壓磁鐵3A、3B之偏磁場而施加特定之磁通密度ST。將該情形時之輸出設定為中間值，且隨著對磁性感測器5施加之磁場之方向之變化而電位差△V變化。

作為外界磁場，隨著自右向左方向之外界磁場之磁通密度之變化，電位差△V向△V1側移位。

另一方面，作為外界磁場，隨著自左向右方向之外界磁場之磁通密度之變化，電位差△V向△V2側移位。

根據電位差△V自中間值之增減而可檢測對磁性感測器5施加之磁場的極性(為來自哪一方向之磁場)。又，藉由變更偏壓磁鐵3A、3B之磁場強度，亦可提高飽和磁場強度。

雖於下文敍述，但可根據與外界磁場之磁通密度之變化對應的信號波形(電位差△V)而檢測浮體20之位置。

圖6係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2之配置之圖。

參照圖6，此處，表示俯視浮體20之情形之圖。又，以磁鐵2A、 2B形成之磁鐵單元係以介隔引導構件而相互相向之方式對向設置。於本例中，以磁鐵2A、2B之N極相互相向之方式對向設置。再者，亦能以使磁鐵2A、2B之S極相互相向之方式對向配置。

藉由該配置，磁力方向成為沿引導構件之方向，而與沿引導構件之方向垂直之方向之磁力成分被抵消。又，即使於浮體20旋轉之情形時，磁力方向或磁通密度亦幾乎不變化，磁性感測器5可高精度地測定磁通密度之移位量。

圖7係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2A~2D、與磁性感測器5A~5C之佈局之圖。

如圖7所示，磁鐵2A、2B形成1組磁鐵單元。又，磁鐵2C、2D形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2A、2B形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。又，以磁鐵2C、2D形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。鄰接之磁鐵單元係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

於本例中，將磁鐵2A與磁鐵2B之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。鄰接之磁鐵單元之間隔(中心間距離)亦設定為距離a之2倍。磁性感測器5之相互之間隔亦以距離a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

再者，於本例中，雖針對配置有3個磁性感測器5A~5C而檢測浮體20之位置之情形進行說明，但關於進而配置有複數個磁性感測器之情形亦相同。

再者，於本例中，例如作為浮體20之位置，作為一例而將磁鐵2A與磁鐵2C(或磁鐵2B與磁鐵2D)之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，表示磁性感測器5B位於基準位置(中心點)之位置之情形。

圖8係說明基於實施形態1之浮體20於藉由升降動作而其位置變 化之情形時的與磁性感測器之關係之圖。

於本例中，對浮體20自右向左方向(作為一例升方向)變化之情形進行說明。

於圖8(A)中，表示浮體20上升而靠近磁性感測器5A之情形(狀態S0)。

磁性感測器5A受到藉由浮體20之磁鐵2A、2B而產生之磁場(磁力線)之影響。具體而言，磁性感測器5A受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著該偏壓磁場向量之變化而電位差△V減少。關於其他磁性感測器5B、5C，亦受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

於圖8(B)中，表示浮體20自圖8(A)進而上升有距離a之情形(狀態S1)。

磁性感測器5A為位於磁鐵2A、2B之間之中心線上之狀態。於本例中，將該狀態設為初始狀態。

磁性感測器5B受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著該偏壓磁場向量之變化而電位差△V減小。關於其他磁性感測器5C，亦受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減小。

於圖8(C)中，表示浮體20自圖8(B)進而上升有距離a之情形(狀態S2)。

表示對磁性感測器5A藉由利用磁鐵2A、2B、2C、2D產生之磁場而於最大限度升降方向施加磁場之情形。具體而言，磁性感測器5A受到作為自磁鐵2A向磁鐵2C之磁力線(或自磁鐵2B向磁鐵2D之磁力 線)之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加(成為最大)。

磁性感測器5B為位於磁鐵2A、2B之間之中間線上之狀態。因此，處於初始狀態。

磁性感測器5C受到藉由磁鐵2A、2B而產生之磁場之影響。具體而言，磁性感測器5C受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

於圖8(D)中，表示浮體20自圖8(C)進而上升有距離a之情形(狀態S3)。

磁性感測器5A為位於磁鐵2C、2D之間之中間線上之狀態。因此，處於初始狀態。

表示對磁性感測器5B藉由利用磁鐵2A、2B、2C、2D產生之磁場而於最大限度升降方向施加磁場之情形。具體而言，磁性感測器5B受到作為自磁鐵2A向磁鐵2C之磁力線(或自磁鐵2B向磁鐵2D之磁力線)之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加(成為最大)。

磁性感測器5C為位於磁鐵2A、2B之間之中間線上之狀態。因此，處於初始狀態。

於圖8(E)中，表示浮體20自圖8(D)進而上升有距離a之情形(狀態S4)。

表示對磁性感測器5A藉由利用磁鐵2C、2D產生之磁場而於升降方向施加磁場之情形。具體而言，受到作為磁鐵2C、2D之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位 差△V減少。

磁性感測器5B為位於磁鐵2C、2D之間之中間線上之狀態。因此，處於初始狀態。

表示對磁性感測器5C藉由利用磁鐵2A、2B、2C、2D產生之磁場而於最大限度升降方向施加磁場之情形。具體而言，磁性感測器5C受到作為自磁鐵2A向磁鐵2C之磁力線(或自磁鐵2B向磁鐵2D之磁力線)之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5C之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加(成為最大)。

於圖8(F)中，表示浮體20自圖8(E)進而上升有距離a之情形(狀態S5)。

磁性感測器5A受到藉由磁鐵2C、2D而產生之磁場之影響。具體而言，受到作為磁鐵2C、2D之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側稍微變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

表示對磁性感測器5B藉由利用磁鐵2C、2D產生之磁場而於升降方向施加磁場之情形。具體而言，受到作為磁鐵2C、2D之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

磁性感測器5C為位於磁鐵2C、2D之間之中間線上之狀態。因此，處於初始狀態。

於圖8(G)中，顯示浮體20自圖8(F)進而上升有距離a之情形(狀態S6)。

磁性感測器5A、5B稍微受到藉由磁鐵2C、2D而產生之磁場之影響。具體而言，受到作為磁鐵2C、2D之磁力線之自右向左的磁場之 影響。因此，磁性感測器5A、5B之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側稍微變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

表示對磁性感測器5C藉由利用磁鐵2C、2D產生之磁場而於升降方向施加磁場之情形。具體而言，受到作為磁鐵2C、2D之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5C之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

圖9係說明基於實施形態1之隨著浮體20之升降動作之複數個磁性感測器之輸出信號波形之圖。

如圖9所示，表示有狀態S0~S6之位置關係與輸出信號關係。

例如，若著眼於磁性感測器5A，則輸出與利用磁性感測器5A所接收之外界磁場之磁通密度對應之信號。

於狀態S0中，表示隨著利用磁性感測器5A接收到之外界磁場而偏壓磁場向量變化，並以輸出信號(電位差△V)之形式下降之情形。

於狀態S1中，磁性感測器5A為位於磁鐵2A、2B之間之中心線上之初始狀態，且於本例中，將處於初始狀態之情形之輸出信號(電位差△V)之電壓設為中間值(中間電壓)。

於狀態S2中，表示於磁性感測器5A之偏壓磁場向量向偏壓磁場向量V2側變化之情形時輸出信號成為最大之情形。

於狀態S3中，表示磁性感測器5A為位於磁鐵2C、2D之間之中心線上之初始狀態，且輸出電壓成為中間電壓之情形。

於狀態S4，表示隨著利用磁性感測器5A接收到之外界磁場而偏壓磁場向量變化，並以輸出信號(電位差△V)之形式下降之情形。

於狀態S4以後，表示根據對應於距離而變化之外界磁場，而磁性感測器5A之輸出信號變化之情形。

又，若著眼於磁性感測器5B，表示將磁性感測器5A之輸出信號偏移距離a(作為相位90°)之波形。若著眼於磁性感測器5C，則表示將磁性感測器5B之輸出信號偏移距離a(作為相位90°)之波形。

圖10係將圖9之特定區域放大之示意圖。

參照圖10，此處，表示作為特定區域之圖9之陰影線區域之複數個磁性感測器5A~5C之輸出信號波形。

磁性感測器5A、5B之輸出信號波形於以中間電壓為基準之情形時，可模式化(近似)為沿著後述之圓狀而變化之外界磁場的磁向量P之水平成分(升降方向)。

具體而言，作為自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，可檢測到相位偏移90°之信號波形。

於本例中，由於相位偏移90°，故可將一輸出信號(電性信號)以正弦波(sinθ)表示，將另一輸出信號(電性信號)以餘弦波(cosθ)表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出外界磁場之磁向量P之角度θ。

於本實施形態中，檢測複數個磁性感測器之輸出信號中自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號而算出外界磁場之磁向量之角度，且根據該算出之磁向量之角度而檢測浮體之位置。

圖11係模式性說明基於實施形態1之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

於圖11中，表示於自狀態S2轉移至狀態S3之情形時相對於磁性感測器5A、5B之、相對浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2A之N極及磁鐵2C之S極而產生之磁場之磁力線的方向。

再者，雖為便於說明而省略藉由磁鐵2B之N極及磁鐵2D之S極而產生之磁場之磁力線，但對於磁向量P之與升降方向垂直之成分，係藉由利用該磁鐵2B之N極及磁鐵2D之S極產生之磁場的磁力線之磁向 量抵消。因此，作為相對於磁性感測器5A、5B之外界磁場，成為僅升降方向成分。如上述般隨著該外界磁場而各磁性感測器5之偏壓磁場向量變化。

作為一例，由於外界磁場即磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可將相對於升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以Pcosθ表示，將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以Psinθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而以磁向量P之角度θ之形式算出。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)而算出tanθ(Psinθ/Pcosθ)，並藉由計算arctanθ而算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2A~2C之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖8(C)之狀態S2所示之浮體20之基準位置(中心點)係與磁性感測器5A之位置相同之位置。

於本例中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a/2之距離的位置。

再者，於本例中，雖對利用磁性感測器5A、5B之電性信號算出磁向量之角度資訊θ，從而決定距磁性感測器5A之位置關係之情形加以說明，但亦可決定距磁性感測器5B之位置關係。又，當然亦可按 照同樣之方式，利用磁性感測器5B、5C之電性信號算出磁向量之角度資訊θ，從而決定距磁性感測器5B之位置關係。關於其他方式亦相同。

圖12係說明基於實施形態1之角度資訊θ之精度之圖。

於圖12(A)中，表示使角度θ變化0°~90°之情形之將一輸出信號(電性信號)設為Pcosθ、將另一輸出信號(電性信號)設為Psinθ之情形之arctanθ與基準值之比較。

作為模擬結果，與基準值幾乎無差異。

又，表示作為角度之精度亦如圖12(B)所示般相對於基準值僅有±2°之偏移之情形，可進行精度較高之浮體20之位置檢測。

圖13係說明基於實施形態1之液面檢測裝置1之檢測方式之流程圖。

如圖13所示，擷取均超過中間電壓之鄰接之2條信號(步驟SP2)。再者，中間電壓於本例中作為一例設定為處於初始狀態之情形之輸出信號之電壓。具體而言，如圖8所說明般例如、磁性感測器5A為位於磁鐵2A、2B之間之中心線上之狀態，可藉由預先測定電壓而設定中間電壓。再者，作為該中間電壓之設定之方式有各種方式，並不限定於該方式，例如，亦可設定為峰值之最大值與最小值之間之中間值。

然後，擷取圖9所說明之虛線所包圍之區域中之2條電性信號。

其次，根據擷取之2個信號而計算磁向量之角度θ(步驟SP4)。具體而言，將2個電性信號中之一輸出信號(電性信號)設為Pcosθ、將另一輸出信號(電性信號)設定為Psinθ，並根據2個輸出信號(電性信號)算出磁向量之角度θ。然後，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ而算出角度資訊θ。

其次，根據磁向量之角度θ而算出浮體20之位置(步驟SP6)。根據算出之角度資訊θ而自磁性感測器之位置算出浮體20之基準位置(中心 點)。例如，於如上述所說明般算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a/2之距離之位置。

然後，結束處理(結束)。

藉由基於實施形態1之液面檢測裝置1，可根據2個電性信號而進行浮體20之精度較高之位置檢測。藉由該方式，無需設置切換信號之切換電路等，從而可使電路構成簡單，且可謀求小型化。

又，雖有隨著環境溫度之變化而磁鐵或磁性感測器之特性變化，從而輸出信號變化之可能性，但由於在角度計算中算出有2個輸出信號之tanθ(Psinθ/Pcosθ)，因此隨著環境溫度之變化量相互抵消，故可縮小因環境溫度之影響所致之誤差，從而可進行精度較高之位置檢測。

再者，於本例中，雖就對於磁鐵2A與磁鐵2C之距離設定為距離a之2倍之間隔之情形加以說明，但若為本領域技術人員當能以調整磁鐵2A等之厚度方向(N極及S極之寬度)而提高磁性感測器5之檢測特性的方式適當進行設計變更。

(實施形態1之變化例)

圖14係說明基於實施形態1之安裝於浮體20之磁鐵2E、2F、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖14所示，磁鐵2E、2F形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2E、2F形成之磁鐵單元被分割為2個區域，且於各個區域以S極或N極相互相向之方式配置。所分割之鄰接之區域係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

又，於本例中，將磁鐵2E及2F之距離設定為距離a之2倍之間隔。又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。又，將N極及S極之2個所分割之區域之距離設定為距離a之2倍之間隔，且將磁性感測器5 相互之間隔亦以距離a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

藉由該磁鐵2E、2F而產生之磁場(磁力線)與藉由圖7之佈局而產生之磁場(磁力線)基本相同，其輸出信號波形與圖9所說明者相同。因此，可按照與上述所說明者相同之方式對浮體20之位置進行精度較高之檢測。

再者，藉由該構成而可削減配置之磁鐵之個數，並且亦可容易地進行磁鐵之佈局。

再者，於本例中，雖作為浮體20可旋轉之構成對以即使於浮體20旋轉之情形時磁性感測器5亦可高精度地測定磁場之方式將磁鐵對向配置之構成加以說明，但於浮體20不旋轉而浮體20沿引導構件僅沿升降方向移動之情形時，亦可設定為不設置對向之磁鐵之構成(僅單側磁鐵)。於以下之構成中亦相同。於該情形時，亦可設為不設置設置於磁性感測器內之偏壓磁鐵之構成。

(實施形態2)

於實施形態1中，雖對利用複數組磁鐵單元檢測浮體20之位置之液面檢測裝置1之構成加以說明，但本實施形態對利用1組磁鐵單元檢測浮體20之位置之液面檢測裝置加以說明。

圖15係說明基於實施形態2之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖15所示，磁鐵2G、2H形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2G、2H形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。再者，於本例中，雖對以N極相向之方式配置之例加以說明，但亦可設為S極相向之構成。

又，於本例中，將磁鐵2G與磁鐵2H之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。將磁性感測器5相 互之間隔亦按距離a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

再者，於本例中，雖對配置3個磁性感測器5A~5C而檢測浮體20之位置之情形加以說明，但對於進而配置複數個磁性感測器之情形亦相同。

再者，於本例中，例如作為浮體20之位置，作為一例而將磁鐵2G(或磁鐵2H)之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，表示磁性感測器5B位於基準位置(中心點)之位置之情形。

圖16係說明基於實施形態2之隨著浮體20之升降動作之複數個磁性感測器的輸出信號波形之圖。

如圖16所示，與圖9所示之輸出信號波形相同，隨著浮體20靠近磁性感測器5A，磁性感測器5A受到作為磁鐵2G、2H之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。關於其他磁性感測器5B、5C，亦由於受到作為磁鐵2A、2B之磁力線之自右向左的磁場之影響，故隨著向偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2G、2H之間之中心線上之狀態(狀態S7)。於本例中，將該狀態設為初始狀態。而且，將該狀態之輸出信號之電壓設定為中間電壓。

磁性感測器5B受到作為磁鐵2G、2H之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。關於其他磁性感測器5C，亦稍微受到作為磁鐵2G、2H之磁力線之自右向左的磁場之影響。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2G、2H之磁力線之自左向右的磁場之影響(狀態S8)。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

磁性感測器5B為位於磁鐵2G、2H之間之中心線上之狀態。因此，處於初始狀態。

磁性感測器5C受到作為磁鐵2G、2H之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5C之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

根據上述，磁性感測器5B、5C之輸出信號波形成為自磁性感測器5A之輸出信號波形逐個偏移距離a(作為相位90°)之波形。

圖17係將圖16之特定區域放大之影像圖。

參照圖17，此處，表示作為特定區域之圖16之陰影線區域之複數個磁性感測器5A~5B的輸出信號波形。

磁性感測器5A、5B之輸出信號波形於以中間電壓為基準之情形時，可模式化(近似)為沿著後述之圓狀變化之外界磁場的磁向量P之水平成分(升降方向)。

具體而言，作為自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號可檢測到相位偏移90°之信號波形。

於本例中，由於相位偏移90°故可將一輸出信號(電性信號)以正弦波(sinθ)表示，將另一輸出信號(電性信號)以餘弦波(cosθ)表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

圖18係模式性說明基於實施形態2之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

於圖18中，表示於自狀態S7轉移至狀態S8之情形時相對於磁性感測器5A、5B之、相對浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方 向係沿著X軸之方向。磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2G之N極及S極而產生之磁場之磁力線之方向。

再者，雖為便於說明而省略藉由磁鐵2H之N極及S極而產生之磁場之磁力線，但對於磁向量P之與升降方向垂直之成分，係藉由利用該磁鐵2H之N極及S極產生之磁場之磁力線的磁向量抵消。因此，作為相對於磁性感測器5A、5B之外界磁場成為僅升降方向成分。如上述般隨著該外界磁場而各磁性感測器5之偏壓磁場向量變化。

作為一例，由於外界磁場即磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可將對升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以Psinθ表示，將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以Pcosθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而以磁向量P之角度θ之形式算出。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2G或磁鐵2H之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖15所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。又，磁性感測器5A之輸出信號成為中間電壓之位置(圖16之狀態S7)之位置為浮體20之基準位置(中心點)位於磁性感測器5A之位置之情形。又，磁性感測器5A之輸出信號成為最大之位置(圖16之狀態S8)為浮體20之基準位置(中心點) 位於磁性感測器5B之位置之情形。

於本例中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a/2之距離之位置。

再者，於本例中，雖對利用磁性感測器5A、5B之電性信號算出磁向量之角度資訊θ，從而決定距磁性感測器5A之位置關係之情形加以說明，但亦可決定距磁性感測器5B之位置關係。又，當然亦可按照同樣之方式，利用磁性感測器5B、5C之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定距磁性感測器5C之位置關係。關於其他方式亦相同。

圖19係說明基於實施形態2之角度資訊θ之精度之圖。

於圖19(A)中，表示使角度θ變化0°~90°之情形之、將一輸出信號(電性信號)設為Pcosθ、另一輸出信號(電性信號)設為Psinθ之情形之arctanθ與基準值之比較。

作為模擬結果，與基準值幾乎無差異。

又，表示作為角度之精度亦如圖19(B)所示般相對於基準值僅有±2°左右之偏移之情形，從而可進行精度較高之浮體20之位置檢測。

藉由基於實施形態2之液面檢測裝置1，可利用1個磁鐵單元檢測浮體20之位置，從而可使電路構成簡單，且可謀求小型化。

(實時形態3)

於實施形態1中，雖對將磁性感測器5之間隔設定為磁鐵單元之間隔之一半之距離即距離a之情形加以說明，但亦可變更該距離。

具體而言，對將磁鐵單元之間隔設定為距離2a、且將磁性感測器5之間隔設定為距離3a之情形加以說明。

圖20係說明基於實施形態3之安裝於浮體20之磁鐵2I~2T、與磁 性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖20所示，磁鐵2I、2J形成1組磁鐵單元。又，磁鐵2K、2L形成1組磁鐵單元。磁鐵2M、2N形成1組磁鐵單元。磁鐵2O、2P形成1組磁鐵單元。磁鐵2Q、2R形成1組磁鐵單元。磁鐵2S、2T形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2I、2J形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。以磁鐵2K、2L形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。以磁鐵2M、2N形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。以磁鐵2O、2P形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。以磁鐵2Q、2R形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。以磁鐵2S、2T形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。鄰接之磁鐵單元係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

於本例中，將磁鐵2I與磁鐵2J之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。又，將鄰接之磁鐵單元之間隔(中心間距離)亦設定為距離a之2倍。又，將磁性感測器5之彼此之間隔按距離3a設定。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

再者，於本例中，例如作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I至磁鐵2S(或磁鐵2J至磁鐵2T)之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，表示磁性感測器5B位於基準位置(中心點)之情形。

圖21係說明基於實施形態3之隨著浮體20之升降動作之來自磁性感測器5之輸出信號波形之圖。

如圖21所示，與圖9所示之輸出信號波形相同，隨著浮體20靠近磁性感測器5而磁性感測器5A受到作為磁鐵2I、2J之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁 場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2I、2J之間之中心線上之狀態。於本例中，將該狀態設為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2I、2K之磁力線之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2K、2L之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2K、2M之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2M、2N之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。於本例中，作為一例將該狀態之輸出信號之電壓設定為中間電壓。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2M、2O之磁力線之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2O、2P之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2O、2Q之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之 變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2Q、2R之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2Q、2S之磁力線之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2S、2T之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2S、2T之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

關於磁性感測器5B、5C之輸出信號波形亦與磁性感測器5A之輸出信號波形相同，而成為自磁性感測器5A之輸出信號波形逐個偏移距離3a(作為相位270°)之波形。

圖22係將圖21之特定區域放大之影像圖。

參照圖22，此處，表示作為特定區域之圖21之陰影線區域之複數個磁性感測器5A、5B之輸出信號波形。

磁性感測器5A、5B之輸出信號波形於以中間電壓為基準之情形時，可模式化(近似)為沿著後述之圓狀變化之外界磁場之磁向量P之水平成分(升降方向)。

具體而言，作為自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，可檢測出相位偏移270°之信號波形。

於本例中，可將270°每份90°地3等分割，且將所分割之區域T1~T3中之2個中之一輸出信號(電性信號)以正弦波(sinθ)表示，將另一輸 出信號(電性信號)以餘弦波(cosθ)表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

圖23係模式性說明基於實施形態3之磁性感測器5與磁向量P之關係之圖。

表示於自狀態S9轉移至狀態S10之情形時，相對於磁性感測器5A、5B之、相對浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。磁向量P作為一例係指因藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2K之S極、磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極、磁鐵2Q之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場而磁性感測器5A、5B接收之磁力線之方向。

再者，雖為便於說明而省略藉由磁鐵2L、2N、2P、2R而產生之磁場之磁力線，但對於磁向量P之與升降方向垂直之成分，係藉由利用該磁鐵2L、2N、2P、2R之N極及S極產生之磁場之磁力線的磁向量而抵消。因此，作為相對於磁性感測器5A、5B之外界磁場成為僅升降方向成分。如上述般隨著該外界磁場而各磁性感測器5之偏壓磁場向量變化。

於圖23(A)中，表示對於自狀態S9至狀態S10進行3等分割之區域T1之磁性感測器5A、5B分別輸入的相對浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

作為一例，由於外界磁場即磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可將相對升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以Pcosθ表示，將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以-Psinθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ而算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I~2S之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖20所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。又，磁性感測器5A之輸出信號成為最大之位置(圖21之狀態S9)為浮體20之基準位置(中心點)位於磁性感測器5A之位置之情形。又，磁性感測器5A之輸出信號成為中間電壓之位置(圖21之狀態S10)之位置為浮體20之基準位置(中心點)位於磁性感測器5B之位置之情形。

於本例之區域T1之檢測區域中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a/2之距離之位置。

於圖23(B)中，表示對於自狀態S9至狀態S10進行3等分割之區域T2之磁性感測器5A、5B分別輸入的相對浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2Q之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M 之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

作為一例，由於外界磁場即磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可將對於升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以-Psinθ表示，將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以-Pcosθ表示。且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I~2S之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖20所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。

於本例之區域T2之檢測區域中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a+a/2之距離之位置。

於圖23(C)中，表示對於自狀態S9至狀態S10進行3等分割之區域T3之磁性感測器5A、5B分別輸入之相對浮體20的升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2Q之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場之磁力線之方向。

作為一例，由於外界磁場即磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可將對於升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以-Pcosθ表示，將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以Psinθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I~2S之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖20所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。

於本例之區域T3之檢測區域中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動2a+a/2之距離之位置。

圖24係說明基於實施形態3之自複數個磁性感測器5A~5C之輸出信號波形中擷取各個區域T1~T3中之2個輸出信號波形之方式之圖。

參照圖24，此處，設定有複數個閾值TH0~TH2。閾值TH0作為一例係設定為中間電壓。閾值TH2作為一例係設定為輸出信號波形下 降之最小值之間之中間之峰值。閾值TH1作為一例係設定為閾值TH0與閾值TH2之間之中間值。再者，關於該閾值TH0~TH2之設定，亦可按照作為一例之其他方式進行閾值之設定。

於本實施形態3中，根據閾值TH0~TH2與輸出信號波形之關係而分割區域T1~T3，並擷取2個輸出信號波形。

(1)關於區域T1，於磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之兩個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH1、且磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH0之情形時，或於磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH2、且磁性感測器5A之輸出信號波形之值高於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為Pcosθ，將磁性感測器5B之輸出設定為-Psinθ。

(2)關於區域T2，於磁性感測器5A之輸出信號波形及磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH0、且磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之2個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值高於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為-Psinθ，將磁性感測器5B之輸出設定為-Pcosθ。

(3)關於區域T3，於磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)及磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之2個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值高於閾值TH0、且磁性感測器5A之輸出信號波形之值低於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為-Pcosθ，將磁性感測器5B之輸出設定為Psinθ。

然後，按照上述之方式，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁 向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，於本例中，雖對根據閾值TH0~TH2與輸出信號波形之關係而分割區域T1~T3，並擷取2個輸出信號波形之方式加以說明，但並不特別限定於該方式，亦可按照其他方式擷取2個輸出信號波形。

圖25係說明基於實施形態3之角度資訊θ之精度之圖。

如圖25(A)、(C)、(E)所示，表示使角度θ變化0°~90°之情形之、將一輸出信號(電性信號)設為Pcosθ、將另一輸出信號(電性信號)設為Psinθ之情形之arctanθ與基準值之比較。

作為模擬結果，與基準值幾乎無差異。

又，表示作為角度之精度亦如圖25(B)、(D)、(F)所示般於各區域中僅有±2°左右之偏移之情形，從而可進行精度較高之浮體20之位置檢測。

圖26係說明基於實施形態3之液面檢測裝置1之檢測方式之流程圖。

如圖26所示，擷取基於特定之信號關係之組合的2個信號(步驟SP2#)。具體而言，按照圖23所說明之方式，根據閾值TH0~TH2與各輸出信號波形之組合而分割成區域T1~T3，並擷取各個區域之2個輸出信號波形。

中間電壓即閾值TH0，作為一例係將磁性感測器5A位於磁鐵2M、2N之間之中心線上之狀態之輸出信號之電壓設定為中間電壓。閾值TH2作為一例，可設定為與輸出信號波形下降之最小值之間之中間之峰值。閾值TH1作為一例，可設定為閾值TH0與閾值TH2之間之中間值。

其次，根據擷取之2個信號而計算磁向量之角度θ(步驟SP4)。具 體而言，將2個電性信號中之一輸出信號(電性信號)設為正弦波(sinθ)，將另一輸出信號(電性信號)設定為餘弦波(cosθ)，並根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，並藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

其次，根據磁向量之角度θ而算出浮體20之位置(步驟SP6)。根據算出之角度資訊θ，而自磁性感測器之位置算出浮體20之基準位置(中心點)。

然後，結束處理(結束)。

藉由基於實施形態3之液面檢測裝置1，可根據2個電性信號對浮體20之位置而進行精度較高之檢測。又，由於可利用2個磁性感測器檢測270°量之資訊(距離3a)，故可進一步削減磁性感測器之個數而謀求小型化。又，可縮短對向之磁鐵間之距離，從而可進一步謀求小型化。

又，雖有隨著環境溫度之變化而磁鐵或磁性感測器之特性變化，從而輸出信號變化之可能性，但由於因於角度計算中算出有2個輸出信號之tanθ(Psinθ/Pcosθ)而變動量被抵消，故可縮小因環境溫度之影響所致之誤差，從而可進行精度較高之檢測。

(實施形態3之變化例1)

圖27係說明基於實施形態3之變化例1之安裝於浮體20之磁鐵2U、2V、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖27所示，磁鐵2U、2V形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2U、2V形成之磁鐵單元被分割為6個區域，且於各個區域以S極或N極相互相向之方式配置。所分割之鄰接之區域係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

又，於本例中，將磁鐵2U及2V之距離設定為距離a之2倍之間隔。又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。又，將2個分割之區 域之N極及S極之距離設定為距離a之2倍之間隔，且將磁性感測器5相互之間隔按距離3a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

藉由該磁鐵2U、2V產生之磁場(磁力線)與藉由圖20之佈局而產生之磁場(磁力線)基本相同，其輸出信號波形與圖21所說明者相同。因此，可按照與上述所說明者相同之方式對浮體20之位置進行精度較高之檢測。

再者，藉由該構成可削減配置之磁鐵之個數，且亦可容易地進行磁鐵之佈局。

(實施形態3之變化例2)

於實施形態3中，雖對以6組磁鐵單元構成之浮體加以說明，但亦可削減磁鐵單元之數量。

圖28係說明基於實施形態3之安裝於浮體20之磁鐵2I~2P、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖28所示，磁鐵2I、2J形成1組磁鐵單元。磁鐵2K、2L形成1組磁鐵單元。磁鐵2M、2N形成1組磁鐵單元。磁鐵2O、2P形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2I、2J形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。以磁鐵2K、2L形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。以磁鐵2M、2N形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。以磁鐵2O、2P形成之磁鐵單元係以S極相互相向之方式配置。鄰接之磁鐵單元係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

又，於本例中，將磁鐵2I與2J之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。又，將鄰接之磁鐵單元之間隔(中心間距離)亦設定為距離a之2倍。將磁性感測器5相互之間隔按距離3a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

再者，於本例中，例如、作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I至磁鐵2O(或磁鐵2J至磁鐵2P)之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，表示磁性感測器5B位於基準位置(中心點)之情形。

圖29係說明基於實施形態3之變化例2之隨著浮體20之升降動作之來自磁性感測器5的輸出信號波形之圖。

如圖29所示，與圖9所示之輸出信號波形相同，隨著浮體20靠近磁性感測器5而磁性感測器5A受到作為磁鐵2I、2J之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2I、2J之間之中心線上之狀態。於本例中，將該狀態設為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2I、2K之磁力線之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2K、2L之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2K、2M之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2M、2N之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。於本例中，將該初始狀態之輸出信號之電壓設定為中間電壓。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2M、2O之磁力線之自左向右的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V2側變化。隨著向該偏壓磁場向量V2側之變化而電位差△V增加。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A成為位於磁鐵2O、2P之間之中心線上之狀態。因此，成為初始狀態。

然後，浮體20進一步上升，磁性感測器5A受到作為磁鐵2O、2P之磁力線之自右向左的磁場之影響。因此，磁性感測器5A之偏壓磁場向量V0向偏壓磁場向量V1側變化。隨著向該偏壓磁場向量V1側之變化而電位差△V減少。

關於磁性感測器5B、5C之輸出信號波形，亦與磁性感測器5A之輸出信號波形相同，成為自磁性感測器5A之輸出信號波形逐個偏移距離3a(作為相位270°)之波形。

圖30係將圖29之特定區域放大之影像圖。

參照圖30，此處，表示作為特定區域之圖29之陰影線區域之複數個磁性感測器5A、5B之輸出信號波形。

磁性感測器5A、5B之輸出信號波形於以中間電壓為基準之情形時，可模式化(近似)為沿著後述之圓狀變化之外界磁場之磁向量P之水平成分(升降方向)。

具體而言，作為自鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，可檢測出相位偏移270°之信號波形。

於本例中可將270°每份90°地3等分割，且將所分割之區域T1~T3中之兩個中之一輸出信號(電性信號)設定為正弦波(sinθ)，將另一輸出信號設定為餘弦波(cosθ)，並根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

圖31係說明基於實施形態3之變化例2之磁性感測器5接收之磁向 量之角度之圖。

於自狀態S11轉移至狀態S12之情形時，表示相對於磁性感測器5A、5B之、相對浮體之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2I之N極及磁鐵2K之S極、磁鐵2M之N極及磁鐵2K之S極、磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

再者，雖為便於說明而省略藉由對向之磁鐵2J、2L、2N、2P產生之磁場之磁力線，但對於磁向量P之與升降方向垂直之成分，係藉由利用該磁鐵2J、2L、2N、2P之N極及S極產生之磁場之磁力線之磁向量而抵消。因此，作為對磁性感測器5A、5B之外界磁場成為僅升降方向成分。如上述般隨著該外界磁場而各磁性感測器5之偏壓磁場向量變化。

於圖31(A)中，表示對將自狀態S11至狀態S12進行3等分割所得之區域T1之磁性感測器5A、5B分別輸入的相對於浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2I之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

作為一例，由於磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可按照角度θ將對於升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以-Pcosθ表示。又，可將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以Psinθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，且藉由計算arctanθ而算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I~2O之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖28所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。又，磁性感測器5A之輸出信號成為最小值之位置(圖29之狀態S11)為浮體20之基準位置(中心點)位於磁性感測器5A之位置之情形。又，磁性感測器5A之輸出信號成為中間電壓之位置(圖29之狀態S12)之位置為浮體20的基準位置(中心點)位於磁性感測器5B之位置之情形。

於本例之區域T1之檢測區域中，利用磁性感測器5A及磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a/2之距離之位置。

於圖31(B)中，表示對於將自狀態S11至狀態S12進行3等分割所得之區域T2之磁性感測器5A、5B分別輸入的對於浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2I之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

作為一例，由於磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關 係，故可按照角度θ將對於升降方向之以磁性感測器5A檢測出之輸出信號以Psinθ表示。又，可將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以Pcosθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，且藉由計算arctanθ而算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例將磁鐵2I~2O之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖28所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。

於本例之區域T2之檢測區域中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動a+a/2之距離之位置。

於圖31(C)中，表示對於將自狀態S11至狀態S12進行3等分割所得之區域T3之磁性感測器5A、5B分別輸入的對於浮體20之升降方向之磁向量。此處，升降方向係沿著X軸之方向。

對磁性感測器5A賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2O之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

對磁性感測器5B賦予影響之磁向量P作為一例係指藉由磁鐵2M之N極及磁鐵2K之S極而產生之磁場的磁力線之方向。

作為一例，由於磁向量之大小與磁通密度(AMR輸出)處於相關關係，故可按照角度θ將對於升降方向之以磁性感測器5A檢測之輸出信號以Pcosθ表示。又，可將以磁性感測器5B檢測之輸出信號以-Psinθ表示。而且，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，且藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，正弦波Psinθ、餘弦波Pcosθ之振幅值P係藉由算出tanθ而抵消。

上述處理係以檢測電路50執行之處理。具體而言，於MPU40中執行上述算出處理。

對應於作為磁向量之角度資訊θ之0°~90°之變化而浮體20之位置亦變化距離a。

例如，作為浮體20之位置，作為一例而將磁鐵2I~2O之升降方向之中心設為基準位置(中心點)。於該情形時，圖28所示之浮體20之基準位置(中心點)係磁性感測器5B之位置。

於本例之區域T3之檢測區域中，利用磁性感測器5A、與磁性感測器5B之電性信號而算出磁向量之角度資訊θ，從而決定其位置關係。例如，於算出角度資訊θ為45°之情形時，可檢測出浮體之基準位置(中心點)位於自磁性感測器5A之位置向磁性感測器5B側移動2a+a/2之距離之位置。

圖32係說明基於實施形態3之變化例2之自複數個磁性感測器5A~5C之輸出信號波形中擷取各個區域T1~T3中的2個輸出信號波形之方式之圖。

參照圖32，此處，設定有複數個閾值TH0~TH2。閾值TH0作為一例係設定為中間電壓。閾值TH2作為一例係設定為輸出信號波形下降之最小值之間之中間之峰值。閾值TH1作為一例係設定為閾值TH0 與閾值TH2之間之中間值。再者，關於該閾值TH0~TH2之設定，亦可按照作為一例之其他方式進行閾值之設定。

於本實施形態3之變化例2中，根據閾值TH0~TH2與輸出信號波形之關係而分割區域T1~T3，並擷取2個輸出信號波形。

(1)關於區域T1，於磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值高於閾值TH0，且磁性感測器5A之輸出信號波形及磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之2個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為-Pcosθ，將磁性感測器5B之輸出設定為Psinθ。

(2)關於區域T2，於磁性感測器5A之輸出信號波形及磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值高於閾值TH0，且磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之2個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為Psinθ，將磁性感測器5B之輸出設定為Pcosθ。

(3)關於區域T3，於磁性感測器5C之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之2個磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH1，且磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH0之情形時，或於磁性感測器5B之輸出信號波形(自磁性感測器5A之鄰接之磁性感測器輸出之輸出信號波形)之值低於閾值TH2，且磁性感測器5A之輸出信號波形之值高於閾值TH0之情形時，將磁性感測器5A之輸出設為Pcosθ，將磁性感測器5B之輸出設定為-Psinθ。

然後，按照上述之方式，根據2個輸出信號(電性信號)而算出磁向量之角度θ。

具體而言，根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ，且藉由計算arctanθ算出角度資訊θ。

再者，於本例中，雖對根據閾值TH0~TH2與輸出信號波形之關係而分割區域T1~T3，並擷取2個輸出信號波形之方式加以說明，但並不特別限定於該方式，亦可按照其他方式擷取2個輸出信號波形。

圖33係說明基於實施形態3之變化例2之角度資訊θ之精度之圖。

如圖33(A)、(C)、(E)所示，表示使角度θ變化0°~90°之情形時之、將一輸出信號(電性信號)設為cosθ、另一輸出信號(電性信號)設為sinθ之情形時的arctanθ與基準值之比較。

又，表示作為角度之精度亦如圖33(B)、(D)、(F)所示般僅有某一程度之偏移之情形，從而可進行精度較高之檢測。

藉由基於實施形態3之變化例2之液面檢測裝置1，可根據2個電性信號而對浮體20之位置進行精度較高之檢測。又，由於可利用2個磁性感測器檢測270°量之資訊(距離3a)，故可進一步削減磁性感測器之個數而謀求小型化。

又，雖有隨著環境溫度之變化而磁鐵或磁性感測器之特性變化，從而輸出信號變化之可能性，但由於在角度計算中算出有2個輸出信號之tanθ(Psinθ/Pcosθ)，因此變動量被抵消，故可縮小因環境溫度之影響所致之誤差，從而可進行精度較高之檢測。

(實施形態3之變化例3)

圖34係說明基於實施形態3之變化例3之安裝於浮體20之磁鐵2W、2X、與磁性感測器5A、5B、5C之佈局之圖。

如圖34所示，磁鐵2W、2X形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2W、2X形成之磁鐵單元被分割為4個區域，且於各個區域以S極或N極相互相向之方式配置。所分割之鄰接之區域係以磁鐵之磁極不同之方式配置。

又，於本例中，將磁鐵2W及2X之距離設定為距離a之2倍之間隔。又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。又，將2個分割之區域之N極及S極之距離設定為距離a之2倍之間隔，且將磁性感測器5相互之間隔按距離3a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

藉由該磁鐵2W、2X而產生之磁場(磁力線)與藉由圖28之佈局而產生之磁場(磁力線)基本相同，其輸出信號波形與圖28所說明者相同，故而可按照相同之方式檢測浮體20之位置。

再者，藉由該構成可削減配置之磁鐵之個數，並且亦可容易地進行磁鐵之佈局。

(實施形態4)

圖35係說明基於實施形態4之磁性感測器5#之磁性電阻元件之圖案之圖。

參照圖35，於本例中，磁性感測器5包含含有4個磁性電阻元件MR1#~MR4#之橋接構造。

4個磁性電阻元件MR1#~MR4#係相對於中心線對稱地配置。以磁性電阻元件1#、MR3#具有對應於互為反方向之磁場之增加而電阻值均增加之磁性電阻效果特性之方式，又，以磁性電阻元件2#、4#具有對應於互為反方向之磁場之增加而電阻值均減少之磁性電阻效果特性的方式形成有螺旋條紋狀(Barber pole)電極構造。藉由該構成，具有圖5所說明之伴隨磁通密度之變化而變化之輸出特性。因此，對於取代上述之磁性感測器5而利用該構成之磁性感測器5#之液面檢測裝置，亦可藉由與上述所說明者相同之方式檢測浮體20之位置。

(實施形態5)

於實施形態5中，對即使浮體20之位置相對於引導件10偏移之情形時亦可進行精度較高之液面檢測之構成加以說明。

圖36係說明浮體20之位置相對於引導件10偏移之情形之圖。

於圖36(A)中，表示俯視浮體20之情形之圖。又，以磁鐵2G、2H形成之磁鐵組係以介隔引導構件而相互相向之方式對向設置。

於本例中，雖表示引導構件10之中心軸與浮體20之中心一致之情形，但亦對浮體20之位置偏移、而磁性感測器5與浮體20之相對之位置關係變化之情形加以說明。對浮體20之磁鐵2H較磁鐵2G更接近磁性感測器5之情形加以說明。

於圖36(B)中，表示安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與磁性感測器5A~5C之佈局。

如圖36(B)所示，於磁性感測器5A~5C接近磁鐵2H之情形時，不僅受到水平成分之外界磁場(磁力線)之影響，亦受到垂直成分之外界磁場(磁力線)之影響。藉此，偏壓磁場向量之旋轉角變化，而對應於此之輸出信號變化。有因該輸出信號之變化而液面檢測之精度下降之可能性。

圖37係說明基於實施形態5之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與磁性感測器之佈局之圖。

參照圖37，磁鐵2G、2H形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2G、2H形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。關於浮體20之構成，與圖15所說明者相同。

如圖15所說明般，將磁鐵2G與磁鐵2H之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5通過其中心之方式配置。將磁性感測器5相互之間隔亦按距離a配置。磁性感測器5係沿升降方向安裝於引導構件。

此處，磁性感測器5之偏壓磁場向量之方向若與鄰接之磁性感測器比較則以水平方向為基準對稱地設置。於本例中，作為一例，設置有磁性感測器5PA~5PC。磁性感測器5PA~5PC之偏壓磁場向量之方 向係以成為相對於浮體20之升降方向而垂直之水平方向之方式配置。

以對磁性電阻元件MR1~MR4施加之偏壓磁場向量之方向成為相對於浮體20之升降方向而垂直之水平方向之方式配置。於該點，磁性感測器5PA~5PC之磁性電阻元件MR可設為與圖4之構成相同之構成，且若為本領域技術人員當可對該配置或角度以提高磁性感測器5PA~5PC之檢測特性之方式適當進行設計變更。

關於沿著升降方向安裝於引導構件之其他磁性感測器，亦能以同樣之方式配置。

圖38係說明磁性感測器之偏壓磁場向量之變化之圖。

於圖38(A)，表示磁性感測器5A~5C之偏壓磁場向量之變化。

於如圖5所說明般對磁性感測器5A~5C施加升降方向之外界磁場之情形時，偏壓磁場向量V0隨著外界磁場(自右向左之方向)而向偏壓磁場向量V1變化。另一方面，偏壓磁場向量V0隨著外界磁場(自左向右之方向)而向偏壓磁場向量V2變化。

另一方面，於浮體20之磁鐵2H接近磁性感測器5A~5C之情形時，一併受到水平成分(升降方向)之外界磁場、與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)之影響。

具體而言，雖於磁性感測器5A~5C未偏移之情形時，來自磁鐵2G、2H之垂直成分(水平方向)之外界磁場相互抵消而不受外界磁場(磁力線)之影響，但於偏移之情形時來自磁鐵2G、2H之垂直成分(水平方向)之外界磁場並未相互抵消而受到其影響。例如，於圖36之磁性感測器5A~5C，施加自磁鐵2H向磁鐵2G之垂直成分(水平方向)之外界磁場。

具體而言，於圖36之狀態中。磁性感測器5A向偏壓磁場向量V2#變化。又，磁性感測器5B向偏壓磁場向量V0#變化。又。磁性感測器5C向偏壓磁場向量V1#變化。

此處，於圖36之以磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0#為基準之情形時，磁性感測器5C之偏壓磁場向量V1#自偏壓磁場向量V0#之狀態順時針旋轉角度α。又，於以磁性感測器5B之偏壓磁場向量V0#為基準之情形時。磁性感測器5C之偏壓磁場向量V2#自偏壓磁場向量V0#之狀態逆時針旋轉角度β。

由於成為基準之偏壓磁場向量V0#自偏壓磁場向量V0偏移，且旋轉角亦不同，故自磁性感測器5A~5C之各者輸出之信號之振幅值不同，因此有成為角度檢測之誤差之可能性。

於圖38(B)，表示磁性感測器5PA~5PC之偏壓磁場向量之變化。

磁性感測器5PA~5PC之偏壓磁場向量之方向係以成為相對於浮體20之升降方向而垂直之水平方向之方式配置。

於如對磁性感測器5PA~5PC施加升降方向之外界磁場之情形時，偏壓磁場向量V3隨著外界磁場(自右向左之方向)而向偏壓磁場向量V4變化。另一方面，偏壓磁場向量V3隨著外界磁場(自左向右之方向)而向偏壓磁場向量V5變化。

另一方面，於浮體20之磁鐵2H接近磁性感測器5PA~5PC之情形時，一併受到水平成分(升降方向)之外界磁場、與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)之影響。

具體而言，雖於磁性感測器5PA~5PC未偏移之情形時，來自磁鐵2G、2H之垂直成分(水平方向)之外界磁場相互抵消而不受外界磁場(磁力線)之影響，但於偏移之情形時來自磁鐵2G、2H之垂直成分(水平方向)之外界磁場並未相互抵消而受到其影響。例如，於圖37之磁性感測器5PA~5PC，施加自磁鐵2H向磁鐵2G之垂直成分(水平方向)之外界磁場。

具體而言，於圖37之狀態中，磁性感測器5PA向偏壓磁場向量V5#變化。

又，由於偏壓磁場向量V3之方向與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)之方向相同，故磁性感測器5PB之偏壓磁場向量V3維持相對於升降方向而垂直之水平方向之狀態。又，磁性感測器5PC向偏壓磁場向量V4#變化。

此處，於圖37之以磁性感測器5PB之偏壓磁場向量V3為基準之情形時，磁性感測器5PC之偏壓磁場向量V4#自偏壓磁場向量V3之狀態順時針旋轉角度γ。又，於以磁性感測器5PB之偏壓磁場向量V3為基準之情形時。磁性感測器5PA之偏壓磁場向量V5#自偏壓磁場向量V3之狀態逆時針旋轉角度γ。

由於成為基準之偏壓磁場向量V3固定，且旋轉角亦相同，故自磁性感測器5PA~5PC之各者輸出之信號之振幅值相同，因此可抑制角度檢測之誤差。

具體而言，於如上述所說明般於本例中亦如圖15所說明般將2個電性信號中之一輸出信號(電性信號)設定為Pcosθ，將另一輸出信號(電性信號)設定為Psinθ，並根據2個輸出信號(電性信號)算出tanθ(Psinθ/Pcosθ)，且藉由計算arctanθ而算出模擬性之角度資訊θ。

於該角度資訊θ之算出中，於浮體20之磁鐵2H接近磁性感測器5PA~5PC之情形時，於圖37之例中，振幅值雖自P向基於偏壓磁場向量之旋轉之角度γ的振幅值P3變化，但由於2個輸出信號(電性信號)變化相同之振幅值，故於角度資訊θ之算出時被抵消。因此，即使於浮體20之磁鐵2H接近磁性感測器5PA~5PC之情形時亦可進行精度較高之浮體20之位置檢測。

另一方面，由於2個輸出信號(電性信號)之振幅值自P分別向基於偏壓磁場向量之旋轉之角度α及β的振幅值P1及P2變化而無法抵消，故比率變化而產生成為角度檢測之誤差之可能性。

圖39係說明基於實施形態5之角度資訊θ之精度之圖。

於圖39(A)中，表示使角度θ變化0°~90°之情形時之、將一輸出信號(電性信號)設為Pcosθ、另一輸出信號(電性信號)設為Psinθ之情形時的arctanθ與基準值之比較。

於實施形態1之構成中表示於如圖36(B)所說明般產生浮體20之偏移之情形時精度下降之情形，但根據按照本實施形態5之圖37之構成，可不使精度下降而進行精度較高之浮體20之位置檢測。

又，表示作為角度之精度亦如圖39(B)所示般相對於基準值僅有±5°之偏移之情形，從而可進行精度較高之浮體20之位置檢測。

於在浮體20之位置產生偏移之情形時，於鄰接之磁性感測器之各者，一併受到水平成分(升降方向)之外界磁場、與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)之影響。

例如，於在浮體20之位置產生偏移之情形時，對圖36(B)所示之磁性感測器5C，施加將水平成分(升降方向)之外界磁場與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)合成而得之第1外界磁場。另一方面，對磁性感測器5A施加將水平成分(升降方向)之外界磁場與垂直成分(水平方向)之外界磁場(磁力線)合成之第2外界磁場。第1外界磁場與第2外界磁場於以水平方向為軸之情形時為對稱之狀態。

於在浮體20之位置產生偏移之情形時，於如磁性感測器5A~5C般以偏壓磁場向量傾斜之狀態以固定方向配置之情形時，對偏壓磁場向量分別施加第1及第2外界磁場之入射角度不同。因此自成為基準之偏壓磁場向量之上述之旋轉角α、β亦不同。

基於本實施形態5之構成係將鄰接之磁性感測器之偏壓磁場向量以成為相對於浮體20之升降方向而垂直的水平方向之方式設定。藉此，即使於在浮體20之位置產生偏移之情形時，對偏壓磁場向量分別施加第1及第2外界磁場之情形時之入射角度成為相同角度。因此自成為基準之偏壓磁場向量之上述之旋轉角γ成為相同。由於自成為基準 之偏壓磁場向量之旋轉角成為相同，故自磁性感測器5PA~5PC之各者輸出之信號之振幅值相同，因此可抑制角度檢測之誤差，從而可進行精度較高之位置檢測。

圖40係說明基於實施形態5之變化例之安裝於浮體20之磁鐵2G、2H、與複數個磁性感測器5QA~5QC之佈局之圖。

如圖40所示，磁鐵2G、2H形成1組磁鐵單元。

以磁鐵2G、2H形成之磁鐵單元係以N極相互相向之方式配置。

再者，於本例中，雖對以N極相向之方式配置之例加以說明，但亦可設為S極相向之構成。

再者，於本例中，將磁鐵2G與磁鐵2H之距離設定為距離a之2倍之間隔，又，以磁性感測器5QA~5QC通過其中心之方式配置。將磁性感測器5QA~5QC相互之間隔亦按距離a配置。磁性感測器5QA~5QC係沿升降方向安裝於引導構件、

於本例中，於中央設置有磁性感測器5QB，且將磁性感測器5QA與磁性感測器5QB之偏壓磁場向量之方向以水平方向為基準對稱地設置。又，將磁性感測器5QC與磁性感測器5QB之偏壓磁場向量之方向以水平方向為基準對稱地設置。

藉由該配置，可將對偏壓磁場向量分別施加第1及第2外界磁場之情形時之入射角度設定為相同角度。因此自成為基準之偏壓磁場向量之旋轉角可設定為相同，且自磁性感測器5QA~5QC之各者輸出之信號之振幅值相同，且藉由對輸出信號執行特定值之修正運算而抑制角度檢測之誤差，從而可進行精度較高之位置檢測。作為特定值亦可設定為振幅變動之最大值/2，若為本領域技術人員當可適當進行設計變更。

(其他形態)

圖41係說明基於其他實施形態之磁性感測器5R之圖。

參照圖41，對磁性感測器5R顯示有形成有磁性電阻元件之基盤6、與偏壓磁鐵4。偏壓磁鐵4之S極設為對向於形成有磁性電阻元件之基盤6者。再者，於本例中，雖對偏壓磁鐵4之S極對向於形成有磁性電阻元件之基盤6之情形加以說明，但關於N極對向於形成有磁性電阻元件之基盤6之情形亦相同。

圖42係對磁性感測器5P之偏壓磁場向量進行說明之圖。

如圖42所示，設置於基盤6之4個磁性電阻元件MR1~MR4係以基盤6之升降方向為基準而線對稱地設置。於4個磁性電阻元件MR1~MR4之上設置有偏壓磁鐵4。作為一例，表示作為該偏壓磁鐵4之形狀而配置圓柱型之形狀之情形。再者，並不限於該形狀，亦可配置正方形狀之偏壓磁鐵4。又，雖對於磁性電阻元件MR1~MR4之上設置偏壓磁鐵4之構成加以說明，但亦可設為介隔基盤6而於相反側設置偏壓磁鐵4之構成。

於本例中，表示於偏壓磁鐵4之端部附近配置磁性電阻元件之情形。藉由設為該配置，可於偏磁場之強度較高之位置對磁性電阻元件施加偏磁場。

作為一例，表示對磁性電阻元件MR1、MR2於自偏壓磁鐵4之中心朝向內側之一方向施加作為偏磁場之偏壓磁場向量VB0之情形。

又，表示對磁性電阻元件MR3、MR4於自偏壓磁鐵4之中心朝向內側之另一方向施加作為偏磁場之偏壓磁場向量VA0之情形。由於以偏磁場4之中心線為基準施加之偏磁場之方向不同，故偏壓磁場向量VA0與偏壓磁場向量VB0為相互相反方向。

再者，本例之磁性感測器5R之磁性電阻元件MR雖作為一例係作為折返形狀之圖案構造加以說明，但並不特別限定於折返形狀，若為本領域技術人員當可對其圖案構造以提高磁性感測器5P之檢測特性之方式適當進行設計變更。又，雖表示以施加作為偏壓磁場向量相對於 磁性電阻元件MR之方向為45°角度之偏壓磁場向量之方式配置的構成，但若為本領域技術人員亦當可對該配置或角度以提高磁性感測器5P之檢測特性之方式適當進行設計變更。例如，亦能以對磁性電阻元件MR施加30°角度之偏壓磁場向量之方式設計。

圖43係說明磁性感測器5R之電路構成之圖。

如圖43所示，磁性感測器5R包含含有4個磁性電阻元件MR1~MR4之橋接構造。

於電源電壓Vcc與接地電壓GND之間串聯連接磁性電阻元件MR1、MR2。又，與磁性電阻元件MR1、MR2並聯地於電源電壓Vcc與接地電壓GND之間串聯連接磁性電阻元件MR3、MR4。

自磁性電阻元件MR3、MR4之連接節點輸出信號V-，自磁性電阻元件MR1、MR2之連接節點輸出信號V+，而輸出信號V+、V-之差分△V。

如本例所示，對磁性電阻元件MR3、MR4施加偏壓磁場向量VA0。對磁性電阻元件MR1、MR2施加偏壓磁場向量VB0。

隨著相對於浮體20之升降方向之外界磁場而其向量方向變化。

磁性感測器5R檢測偏壓磁場向量之變化，並輸出對應於該檢測結果之輸出信號(電位差△V)。

例如，偏壓磁場向量VA0、VB0隨著外界磁場(自右向左之方向)而信號V+變小，且信號V-變大。因此，差分△V變小。

另一方面，偏壓磁場向量VA0、VB0隨著外界磁場(自左向右之方向)而信號V+變大，且信號V-變小。因此，差分△V變大。

即使於使用該磁性感測器5R之情形時亦可藉由上述之方式檢測浮體20之位置。

又，由於2個偏壓磁場向量之方向係沿著相對於升降方向而垂直之水平方向設定，故即使於浮體20偏移之情形時，亦由於如上述般偏 壓磁場向量之旋轉角成為相同，故可抑制角度檢測之誤差，從而可進行精度較高之位置檢測。

本次所揭示之本實施形態應認為於所有點均為例示，並非限定性者。本揭示之範圍係藉由申請專利範圍而表示，而非藉由上述之說明而表示，且意欲包含與申請專利範圍均等之意義及範圍內之所有變更。

Claims (14)

1. 一種液面檢測裝置，其包含：浮體，其隨著液面而升降；磁鐵，其安裝於上述浮體；引導構件，其引導上述浮體之升降；複數個磁性感測器，其等安裝於上述引導構件，檢測對應於上述磁鐵之升降位置而變化之磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號；及檢測電路，其根據自上述複數個磁性感測器分別輸出之電性信號而檢測上述浮體之位置；且上述檢測電路係根據自上述複數個磁性感測器中鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，而檢測上述浮體之位置；上述檢測電路係從自上述複數個磁性感測器分別輸出之電性信號中，根據與中間電壓之比較而擷取自鄰接之2個磁性感測器輸出的電性信號，算出以上述擷取出之2個電性信號之一者為正弦波、另一者為餘弦波之情形時之角度資訊，且根據算出之角度資訊而檢測上述浮體之位置。
2. 如請求項1之液面檢測裝置，其中各磁性感測器係包含偏壓磁鐵。
3. 如請求項1之液面檢測裝置，其中各上述磁性感測器輸出基於藉由上述磁鐵而產生之磁力線之磁向量的電性信號。
4. 如請求項1之液面檢測裝置，其中上述磁鐵係由以相同極性之磁極分別介隔上述引導構件而對向之方式配置之至少一組以上的磁鐵單元構成。
5. 如請求項1之液面檢測裝置，其中上述磁鐵包含複數組磁鐵單元，且各上述磁鐵單元係沿升降方向分別配置，鄰接之磁鐵單元之對向之磁極之極性不同。
6. 如請求項2之液面檢測裝置，其中各磁性感測器包含：第1~第4磁性電阻元件，其等被施加藉由上述偏壓磁鐵而產生之偏壓磁場向量；及輸出電路，其輸出與基於上述偏壓磁場向量之變化之上述第1~第4磁性電阻元件之電阻值的變化對應之電性信號。
7. 如請求項6之液面檢測裝置，其中對上述第1及第2磁性電阻元件施加藉由上述偏壓磁鐵而產生之第1偏壓磁場向量，對上述第3及第4磁性電阻元件施加與藉由上述偏壓磁鐵而產生之上述第1偏壓磁場向量為相反方向之第2偏壓磁場向量，且上述第1及第2磁性電阻元件、與上述第3及第4磁性電阻元件，係分別以設形成有上述第1~第4磁性電阻元件之升降方向為基準而成為線對稱之方式配置。
8. 如請求項6之液面檢測裝置，其中上述偏壓磁鐵係以對上述第1~第4磁性電阻元件施加之上述偏壓磁場向量之方向，成為相對於上述浮體的升降方向垂直之水平方向之方式配置。
9. 一種液面檢測裝置，其包含：浮體，其隨著液面而升降；磁鐵，其安裝於上述浮體；引導構件，其引導上述浮體之升降；複數個磁性感測器，其等安裝於上述引導構件，檢測對應於上述磁鐵之升降位置而變化之磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號；及檢測電路，其根據自上述複數個磁性感測器分別輸出之電性信號而檢測上述浮體之位置；上述檢測電路係根據自上述複數個磁性感測器中鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，而檢測上述浮體之位置；上述複數個磁性感測器包含沿升降方向依序配置之第1~第3磁性感測器；且上述檢測電路係關於自上述第1~第3磁性感測器分別輸出之第1~第3電性信號，按照上述第1~第3電性信號之大小關係之組合，而算出以上述第1及第2電性信號之一者為正弦波、另一者為餘弦波之情形時之角度資訊，且根據算出之角度資訊而檢測上述浮體之位置。
10. 如請求項9之液面檢測裝置，其中上述檢測電路係關於自上述第1~第3磁性感測器分別輸出之上述第1~第3電性信號，按照與複數個特定閾值之關係而擷取上述第1及第2電性信號。
11. 如請求項10之液面檢測裝置，其中上述檢測電路係關於自上述第1~第3磁性感測器分別輸出之上述第1~第3電性信號，且按照與複數個特定閾值之關係而分割成複數個區域，擷取所分割之區域之上述第1及第2電性信號。
12. 如請求項1至11中任一項之液面檢測裝置，其中上述磁性感測器係：可輸出與外部磁場之磁通密度之變化對應之輸出信號，而檢測施加於上述磁性感測器之磁場之極性。
13. 一種液面檢測裝置，其包含：浮體，其隨著液面而升降；磁鐵，其安裝於上述浮體；引導構件，其引導上述浮體之升降；複數個磁性感測器，其等安裝於上述引導構件，檢測對應於上述磁鐵之升降位置而變化之磁通密度，並輸出對應於該磁通密度之電性信號；及檢測電路，其根據自上述複數個磁性感測器分別輸出之電性信號而檢測上述浮體之位置；上述檢測電路係根據自上述複數個磁性感測器中鄰接之2個磁性感測器輸出之電性信號，而檢測上述浮體之位置；其中相互鄰接之各磁性感測器之偏壓磁場向量之方向，係相對於與上述浮體之升降方向垂直之水平方向對稱地設定。
14. 如請求項13之液面檢測裝置，其中上述磁性感測器係：可輸出與外部磁場之磁通密度之變化對應之輸出信號，而檢測施加於上述磁性感測器之磁場之極性。