KR20090125868A - 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치 - Google Patents

경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치 Download PDF

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KR20090125868A
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Abstract

본 발명은 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량이 위치한 경사도에 따라 연료 탱크 내에 저장된 연료의 높이가 달라지므로, 경사각 센서를 이용하여 경사도에 따른 오차를 보정하고, 온도 및 정전용량을 이용하여 연료 탱크 내에 저장된 연료 높이를 계산하여 연료 탱크 체적에 따른 연료량을 정확히 계산할 수 있는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치를 제공하기 위한 것이다.
그 기술적 구성은 차량의 연료 탱크에 저장된 연료량을 측정 및 검출하는 장치에 있어서, 상기 연료 탱크 내에 저장된 연료의 높이에 따라 증감하는 정전용량을 측정하여 연료의 높이를 측정하는 연료량 감지부; 상기 연료 탱크 및 그 내부에 저장된 연료의 경사각을 측정하는 경사각 감지부; 상기 연료의 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 계산하기 위해, 상기 연료의 온도를 측정하는 온도 감지부; 상기 연료량 감지부의 연료량, 상기 경사각 감지부의 경사각, 상기 온도 감지부의 온도 데이터를 입력받아 디지털 데이터로 변환시키는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부에서 변환시킨 디지털 데이터를 이용하여 연료량을 계산하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
연료량, 측정, 검출, 경사각,

Description

경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치{APPARATUS FOR MEASURING AMOUNT OF REMNANT FUEL IN THE FULE TANK USING TILT ANGLE SENSOR}
본 발명은 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치에 관한 것으로, 차량이 위치한 경사도, 정전용량, 온도를 기반으로 연료 탱크 내에 저장된 연료량을 정확히 검출할 수 있는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)에 장착되는 마이컴 구동용 클러스터(Cluster)에는 운전자가 주행중의 차량에 대한 각종 정보를 용이하게 알 수 있도록, 차량의 현재 상태에 대한 각종 정보를 계기판이 마련되어 있으며, 이 계기판에는 엔진 냉각수의 온도계, 타코미터, 속도계, 연료계 등이 도시된다.
상술한 연료계는 연료 탱크 내 연료의 양을 표시하는 게이지로서, 차량 주행 중에 연료를 모두 소비하여 차량이 주행 불능 상태가 되지 않도록, 운전자에게 주유 시기를 알려주기 위해 구비된다.
도 1은 종래 기술에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 연료탱크(110) 내의 연료량을 감지하는 연료량 검출장치(100)는 마이컴(120)을 통해 계기판(130)의 연료계 지침 및 주유 경고등과 같은 표시장치로 연료량에 대한 정보를 디스플레이하도록 연료량을 감지한다.
여기서, 마이컴(120)은 상기 연료량 검출장치(100)에서 감지한 연료량을 계기판(130)의 연료계 지침과 주유 경고등으로 표시하기 위한 각각의 제어 신호를 출력하도록 구비되며, 상기 마이컴(120)에서 출력되는 제어신호에 따라, 연료계 지침에서는 현재 남은 연료량을 운전자에게 나타내주며, 주유 경고등에서는 연료의 보충 시기를 운전자에게 나타내주게 된다.
상기와 같이, 종래 차량용 연료계에서는 가변 저항과 유사한 기능을 수행하는 연료량 검출장치(100)의 감지 결과값을 마이컴(120)에서 읽어들이고, 이에 상응하는 위치로 연료계 지침을 이동시킴으로써 현재 연료의 양을 운전자에게 알려주게 된다.
또한, 마이컴 구동형 연료계에 있어서, 현재 차량에 적용되고 있는 연료량 검출장치(100)는 플로팅 타입(Floating Type)으로, 연료 상부면에 떠있는 위치를 측정하여, 연료 탱크(110)의 높이를 대응시키고, 연료 탱크(110)의 넓이는 기 저장되어 있어, 높이를 곱연산하여 부피를 산출함으로써 연료량을 측정하도록 이루어진다.
그러나, 연료량 검출장치는 액체 연료가 저장된 연료 탱크 내에 위치하기 때문에, 차량이 오르막 길 또는 내리막 길을 주행하거나 또는 좌, 우 선회할 경우, 연료 탱크와 그 내부에 저장된 연료가 기울어져 연료량 검출장치에서는 실제 연료량보다 적거나 또는 많은 양을 감지하는 경우가 발생하며, 경사진 곳에 차량이 위치할 경우, 연료가 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하므로, 정확한 연료의 잔량을 확인할 수 없는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량의 이동에 따라 연료 탱크 내에 저장된 연료의 쏠림 현상을 고려하여 정확한 연료량을 측정할 수 있는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 정전용량식 연료량 감지부를 구비함으로써, 두 전극 사이에 위치한 연료의 유전율 및 정전용량 변화에 따른 연료량을 산출할 수 있는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 운행 및 정차 중 유동적인 연료 높이를 경사각 센서를 이용하여 보정하고, 온도에 따라 변동되는 유전율 및 정전용량도 고려하며, 연료 탱크의 체적 계산을 통하여 연료 탱크 내의 연료 잔량을 정확히 측정할 수 있는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 연료 탱크에 저장된 연료량을 측정 및 검출하는 장치에 있어서, 상기 연료 탱크 내에 저장된 연료의 높이에 따라 증감하는 정전용량을 측정하여 연료의 높이를 측정하는 연료량 감지부; 상기 연료 탱크 및 그 내부에 저장된 연료의 경사각을 측정하는 경사각 감지부; 상기 연료의 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 계산하기 위해, 상기 연료의 온도를 측정하는 온도 감지부; 상기 연료량 감지부의 연료량, 상기 경사각 감지부의 경사각, 상기 온도 감지부의 온도 데이터를 입력받아 디지털 데이터로 변환시키는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부에서 변환시킨 디지털 데이터를 이용하여 연료량을 계산하는 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 연료량 감지부는 배터리의 전원이 인가되어 일정 전압이 걸리는 제1 전극; 상기 제1 전극과 전위차를 형성하기 위한 접지인 제2 전극; 상기 제1 전극과 제2 전극을 절연시키기 위하여, 상기 제1 전극을 감싸도록 형성된 절연 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 전극, 제2 전극, 절연 튜브는 길이 방향으로 형성된 원통형이며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이는 이격된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도 감지부는 상기 제1 전극의 하부면에 장착되되, 상기 온도 감지부에 연료가 유입되지 않도록 상기 온도 감지부를 감싸면서 상기 제1 전극 일측에 형성된 제2 지지부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 전극으로 전원을 공급하는 인쇄회로기판(PCB)에는 상기 제1 전극과 연결될 수 있도록 지지하는 제1 지지부가 포함된 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 차량이 위치한 경사에 따라 변동되어 연료계 지침에 표시되는 오류를 경사각 센서를 이용하여 보정하고, 두 전극 사이에 존재하는 연료의 유전율 및 정전용량을 이용하여 연료량 을 계산함과 동시에, 온도에 따른 유전율 및 정전용량 변화율을 연료량 계산에 반영시킴으로써, 날씨 및 경사에 관계없이 정확한 연료량을 사용자에게 출력할 수 있어 차량의 품질 및 이미지를 높일 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.
본 발명은 차량의 운행중에 경사로 인해 연료 탱크 내의 연료가 한쪽으로 쏠리는 현상을 경사각 센서를 이용함으로써, 경사에 따라 적거나 많게 측정되는 연료량 감지 오류를 보정할 수 있고, 두 전극 사이에 존재하는 연료량의 유전율을 측정하고, 온도 및 정전용량 변화율을 연료량 계산에 반영함으로써, 연료 탱크 내에 존재하는 연료량을 정확하게 측정할 수 있도록 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 연료량을 검출하여 계기판에 출력하기 위한 구성은 다음과 같다.
우선, 연료 탱크(10) 내에 저장되어 있는 연료량을 감지하기 위해, 본 발명에 따른 연료량 검출장치(1)가 연료 탱크(10)에 구비되며, 상기 연료량 검출장치(1)에서 경사각, 연료 탱크(10)의 체적 등을 고려하여 출력된 연료량 정보를 마 이컴(20)에서 받고, 마이컴(20)은 계기판(30)에 연료계 지침과 주유 경고등에 각 정보에 따른 출력이 디스플레이되도록 제어한다.
본 발명에 따른 연료량 검출장치(1)는 연료 탱크(10) 내의 연료량을 측정하기 위해, 두 도체 사이의 전기 용량 차이를 이용하여 연료 높이를 측정하는 방식인 정전용량방식의 연료량 감지부(11)를 구비하며, 유전율 및 정전용량에 영향을 줄 수 있는 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(13)가 구비되며, 차량이 위치한 각도에 따라 변동되는 연료 탱크(10) 내의 연료의 경사각을 측정할 수 있는 경사각 감지부(12)가 구비된다.
그리고, 상기 연료량 검출장치(1)는 상술한 연료량 감지부(11), 경사각 감지부(12), 온도 감지부(13)에서 감지한 아날로그 데이터들을 디지털 데이터로 변환시키는 A/D 변환부(Analog to Digital Converter, 14)가 구비되며, 상기 A/D 변환부(14)에서 디지털 데이터로 변환시킨 연료량, 경사각, 온도를 기반으로 연료량을 계산하여 마이컴(20)으로 출력하는 제어부(15)를 구비한다.
상술한 마이컴(20)에서는 계기판(30)에 연료 잔량을 디스플레이하는 연료계 지침에 연료 잔량에 따라 도시되도록 지침을 구동시키며, 연료 잔량이 기 설정된 연료 잔량 임계값 미만인 경우, 상기 마이컴(20)에서는 계기판(30)의 주유 경고등을 켜서 사용자에게 연료를 충전하도록 알려준다.
도 3은 본 발명에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 도이며, 도 2를 참조하여 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 연료량 검출장치(1)는 연료량 감지부(11)와 온도 감지부(13) 부분은 연료 탱크(10) 내부에 위치하여, 연료량 감지부(11) 내에 존재하는 연료의 높이와 온도를 측정할 수 있도록 이루어진다.
그리고, 경사각 감지부(12), A/D 변환부(14), 제어부(15)가 탑재된 PCB(Printed Circuit Board)는 연료 탱크(10)의 외부면에 부착되며, 그 외부를 둘러싼 하우징으로 보호된다.
상기 연료량 검출장치(1)의 우측에는 엔진으로 연료를 공급하기 위한 연료 펌프 및 연료 필터가 구비되어 있으며, 상기 엔진에서 사용하고 되돌아오는 연료는 상기 연료 탱크(10) 내부로 유입되는데, 연료량 검출장치(1)에서는 경사각, 온도, 정전용량의 변화뿐 아니라, 상기 엔진으로 유입 및 회귀되는 연료량 변동도 모두 측정할 수 있도록, 상기 연료 필터와 연결된다.
즉, 상기 연료 펌프는 엔진에 필요한 양을 상기 마이컴(20)으로부터 전달받아 엔진으로 출력하며, 엔진에서는 사용하고 남은 연료를 다시 연료 탱크(10)로 출력하는데, 이때 마이컴(20)은 본 발명에 따른 연료량 검출장치(1)와 연결되어 연료 탱크(10) 내에 저장된 연료량을 읽어들이며, 상기 연료량에 해당하는 연료계 지침을 계기판(30)에 표시하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 연료량 검출장치(1)는 온도, 경사각, 정전용량 및 유전율에 따라 정확한 연료량을 검출할 수 있으며, 날씨 및 자동차가 위치한 장소의 경사도에 관계없이 사용자에게 감지 오류가 없는 연료량을 디스플레이할 수 있다.
도 4는 도 3의 연료량 검출장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4를 부분확대한 도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 연료량 검출장치(1)는 길이 방향으로 형성된 두 개의 전극 간에 위치한 연료의 유전율 및 정전용량을 측정하고, 연료의 온도 및 연료가 기울어진 정도를 측정하여 연료 탱크(10) 내에 남은 연료량을 정확히 측정할 수 있도록 이루어진다.
도 4를 보면, 연료량 검출장치(1)의 외부 원통을 이루고 있는 제1 전극(19a), 상기 제1 전극(19a)의 내부에 위치하고 내부 원통을 이루고 있는 제2 전극(19b), 상기 제1 전극(19a) 및 제2 전극(19b) 사이에 상기 두 전극(19a, 19b)의 절연을 위해 구비되는 절연 튜브(19c)를 포함한다.
여기서, 제1 전극(19a)과 제2 전극(19b) 사이에는 빈 공간인데, 상기 연료량 검출장치(1)가 연료 탱크(10) 내부에 삽입되기 때문에, 상기 빈 공간으로 연료가 차오르게 되며, 이에 따라 상기 빈 공간으로 차오른 연료의 유전율 및 정전용량을 이용하여 연료 탱크(10) 내에 저장된 연료량을 계산할 수 있게 된다.
그 이유는, 제1 전극(19a)과 제2 전극(19b)에 걸리는 전압에 의해 충전된 전하량인 정전용량(Electric Capacity)은 상기 제1 전극(19a) 및 제2 전극(19b) 사이를 절연하고 있는 유전체에 의해 정해지기 때문에, 상기 빈 공간을 차지하고 있는 연료의 유전율만 기 저장되어 있다면 정전용량은 계산 가능하기 때문이다.
상술한 정전용량은 전극의 면적과 유전체의 유전 상수와 비례하고, 전극 사이의 거리에 반비례하는데, 유전체의 유전 상수와 전극 사이의 거리는 일정한 상수 로 취급될 수 있으므로, 전극의 표면적이 정전용량의 변수가 될 수 있다.
여기서, 전극의 표면적은 연료 탱크(10) 내에 저장된 연료량이 증가할수록 유전체로 작용하는 연료의 높이가 증가하고, 이에 따라 전극과 연료가 접촉하는 면적이 늘어나므로, 연료의 높이를 정전용량의 변화량에 따라 측정할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1 전극(19a) 및 상기 제1 전극(19a)의 외경을 둘러싸고 있는 절연 튜브(19c)의 하부면 즉, 연료와 접촉하는 측의 단부에는 온도 감지부(13)가 구비되어 있어 연료의 온도를 측정할 수 있도록 이루어지며, 상기 온도 감지부(13)로 연료가 유입되지 않도록 상기 온도 감지부(13)를 둘러싼 제2 지지부(18b)가 마련된다.
또한, 상기 제2 지지부(18b)의 타측 단면에는 상기 제1 전극(19a) 및 절연 튜브(19c)를 지지하고 있는 제1 지지부(18a)가 구비되며, 상기 제1 지지부(18a)에 고정된 제1 전극(19a)은 PCB 상에 탑재된 경사각 감지부(12), A/D 변환부(14, 미도시), 제어부(15)와 연결되며, 상기 PCB를 통하여 제1 전극(19a)에 전류가 흐르게 된다.
상술한 제1 전극(19a)에는 전류가 흐르게 되지만, 상기 제2 전극(19b)에는 아무런 전류가 흐르지 않아 접지(GND) 상태가 되며, 이에 따라 상기 제1 전극(19a)과 제2 전극(19b) 사이에는 전위차가 형성되고, 이에 따라 정전용량을 측정할 수 있도록 이루어진다.
상기 PCB에 배터리의 전원을 공급하기 위한 파워(Power)선, 접지선(GND)이 연결되고, 상기 온도, 경사각, 연료량에 대한 데이터를 디지털로 변환시키는 A/D 변환부(14)에서 제어부(15)로 출력되어 연료량이 계산되면, 상기 PCB에 연결된 출력 신호(Output Signal)선을 통하여 마이컴(20)으로 출력된다.
상술한 파워선, 접지선, 출력 신호선을 마이컴(20) 및 배터리(미도시)로 연결시키기 위하여, 커넥터(Connector)로 상기 3 선을 묶어 연결하도록 한다.
그리고, 경사각 감지부(12)는 PCB 상에 탑재되어 차량이 기울어진 정도를 수평선을 기준으로 측정할 수 있도록 형성되며, 상기 경사각 감지부(12)에서 감지한 경사도에 따라 연료 탱크(10) 내에 저장된 연료량을 상기 제어부(15)에서 계산할 수 있다.
<실시예>
본 발명의 실시예에서는 하기와 같은 변수에 의해 연료량이 계산된다.
-연료 온도에 따른 유전율
-제1 전극과 제2 전극 사이의 거리
-상기 연료와 상기 제1 전극 및 제2 전극이 접촉된 면적
-정전용량에 따른 연료의 높이 산출
-경사각 감지부의 경사도
상기와 같은 변수를 바탕으로, 제어부에서는 하기와 같이 연료량을 계산할 수 있다.
우선, 입력신호(Vs)는 정현파이고 각 주파수를 ‘ω’라고 하면, 상기 피드백 커패시터(CF)의 리액턴스는 ‘1/(jωCF)’로 주어진다. 상기 저항소자(RF)의 저항값(RF)이 ‘(RF) ≫ |1/(jωCF)|’가 되도록 설정하면 전하가 증폭된 전압(Vo)은 'Vo(t) = - (Cs/CF)*Vs(t)' 로 주어진다.
즉 출력(Vo)은 정전용량(커패시턴스)(Cs)과 커패시터(CF)의 정전용량(커패시턴스)(CF)의 비율로 결정된다.
따라서, 상기 입력신호(Vs)의 크기와 커패시터(CF)의 크기가 고정되어 있으면, 상기 출력전압(Vo)의 크기는 상기 액체량 검출센서(50)의 정전용량(Cs)에 비례한다.
즉 저장용기의 액체량이 변화하면 정전용량(Cs)이 변화하므로 상기 연료 탱크 내의 액체 변화량이 상기 출력 신호(Vo)로 나타나게 되는 것이다.
그리고, 상기 출력 신호(Vo)는 교류 신호이므로, 교류 신호인 출력 신호(Vo)는 정류되어 직류신호로 변환되고, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환되어 제어부에 입력된다.
그리고, 상기 제어부에서는 연료 탱크의 모양에 대한 자료와 디지털 신호로 변환된 출력 신호(Vo)를 이용하여 액체의 양을 계산하고 그 결과를 사용자에게 디스플레이하거나 또는 차량 내 통신 수단을 이용하여 외부로 전송할 수 있다.
그리고, 물이나 액체의 비 유전율은 온도에 따라 영향을 받으므로 이를 보상하기 위하여 구비된 상기 온도 감지부를 통하여 온도값을 읽어서 상기 제어부에서 액체량 계산을 보정하게 된다.
상술한 바와 같이, 커패시터의 정전용량의 변화를 이용하여 간단하게 상기 저장용기에 저장된 액체량을 측정할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 블록구성도.
도 3은 본 발명에 따른 연료량 검출장치 및 연료량 검출 구성요소를 개략적으로 도시한 도.
도 4는 도 3의 연료량 검출장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 도 4를 부분확대한 도.
<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>
1: 연료량 검출장치
10: 연료 탱크 11: 연료량 감지부
12: 경사각 감지부 13: 온도 감지부
14: A/D 변환부 15: 제어부
18a: 제1 지지부 18b: 제2 지지부
19a: 제1 전극 19b: 제2 전극
19c: 절연 튜브 20: 마이컴
30: 계기판

Claims (5)

  1. 차량의 연료 탱크에 저장된 연료량을 측정 및 검출하는 장치에 있어서,
    상기 연료 탱크 내에 저장된 연료의 높이에 따라 증감하는 정전용량을 측정하여 연료의 높이를 측정하는 연료량 감지부;
    상기 연료 탱크 및 그 내부에 저장된 연료의 경사각을 측정하는 경사각 감지부;
    상기 연료의 온도에 따라 증감되는 유전율 및 정전용량을 계산하기 위해, 상기 연료의 온도를 측정하는 온도 감지부;
    상기 연료량 감지부의 연료량, 상기 경사각 감지부의 경사각, 상기 온도 감지부의 온도 데이터를 입력받아 디지털 데이터로 변환시키는 A/D 변환부;
    상기 A/D 변환부에서 변환시킨 디지털 데이터를 이용하여 연료량을 계산하는 제어부
    를 포함하는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료량 감지부는
    배터리의 전원이 인가되어 일정 전압이 걸리는 제1 전극;
    상기 제1 전극과 전위차를 형성하기 위한 접지인 제2 전극;
    상기 제1 전극과 제2 전극을 절연시키기 위하여, 상기 제1 전극을 감싸도록 형성된 절연 튜브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전극, 제2 전극, 절연 튜브는 길이 방향으로 형성된 원통형이며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이는 이격된 것을 특징으로 하는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 온도 감지부는 상기 제1 전극의 하부면에 장착되되, 상기 온도 감지부에 연료가 유입되지 않도록 상기 온도 감지부를 감싸면서 상기 제1 전극 일측에 형성된 제2 지지부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극으로 전원을 공급하는 인쇄회로기판(PCB)에는 상기 제1 전극과 연결될 수 있도록 지지하는 제1 지지부
    가 포함된 것을 특징으로 하는 경사각 센서를 이용한 정전용량식 연료량 검출장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101357695B1 (ko) * 2012-12-03 2014-02-05 경인계측시스템 주식회사 무선통신가능한 분뇨량 계측 장치 및 이를 이용한 분뇨량 계측방법
KR101479072B1 (ko) * 2013-10-21 2015-01-07 신흥콘트롤(주) 차량용 연료탱크의 연료량 체크장치
KR101503053B1 (ko) * 2013-10-21 2015-03-19 신흥콘트롤(주) 차량용 연료탱크의 연료량 모니터링 시스템과 이를 위한 정전용량식 연료 센더
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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