最適化された共振振幅

実際にCH0の差動信号をオシロスコープで観測してみると、水位が0cmの時は約316kHz、水位が19cmの時は約308kHzでそれぞれ発振しています。水位の上昇と共にセンサの容量値が増加することで、共振周波数が若干低下しています。

一方、 水位が0cmの時に共振振幅は1.42Vpp程度で、水位が19cmになると、共振振幅は1.26Vpp程度となり、共振振幅の推奨範囲内に収まっています。必要に応じてセンサ・ドライブ電流の設定値を高くすることにより共振振幅を大きくすることも可能です。但し、消費電流は増加します。

最適化前後の容量値比較

共振振幅を最適化した結果、水位が0cmの時に3730pFとなり、水位が19cmの時に3910pFになりました。

水位が0cmの時からどれだけ容量値が変化したのかをプロットし、同じ土俵で最適化前後の結果を比較しました。最適化後は水位変化に伴う容量値の変化量が180pFとなり、同一のセンサを使用していますが、デフォルト設定の時と比較すると、変化量は約2倍になりました。また、水位が低い時（0cm～4cm）の容量検出感度が向上しています。

最適化前の場合、共振振幅が推奨範囲外であり、且つ入力グリッチ・フィルタの設定が不適切だったことが要因と思われます。このように同じセンサを使用してもLC共振回路の定数やGUIの設定よって特性が大きく変わります。

さらに見えてきた7つの技術課題

原理検討用の簡易水位センサで水位計測を行った結果、見えて来た技術課題は以下の通りです。

最後に

全4回でお送りした記事はいかがでしたでしょうか。実際に自分の手を動かしてやってみないと気付けないことがたくさんありましたね。

IoT/M2M展での展示風景は IoT PoV 検証モデル展示コーナー 水位計測事例 でご紹介しておりますので、是非ご覧ください！

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※本掲載記事は当時の製品ステータスを元に執筆されております。製品をご検討の際は、最新の情報をメーカー若しくは代理店へご確認の上進めて頂けますようお願い申し上げます。

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