(57)【要約】【課題】  浮遊容量の影響を極力排除し、十分な増幅を行って、エタノール濃度の測定誤差を可及的に小さくすることが可能な液体濃度測定装置を提供する。【解決手段】  浮遊容量変換回路２００は、疑似検知電極を有しており、疑似検知電極の静電容量は、上述したように電極容量変換回路１００の検知電極のうち燃料外に配置される部分の静電容量に合わせて設定される。したがって、浮遊容量変換回路２００の測定電圧は、電極容量変換回路１００自体の有する浮遊容量に加え、検知電極のうち燃料外に配置される部分に生じる浮遊容量に相当するものとなる。これにより、差動アンプ３００からの出力電圧は、浮遊容量の影響を極力排除したものとなる。【選択図】      図１
2010210241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が対向するよう配置されてなりその一部が燃料中に配置される検知電極、前記検知電極の充電及び放電を切り換えるための複数のスイッチ手段、及び前記スイッチ手段の切り換えを行うための動作信号を出力する動作信号出力手段を有し、前記検知電極の充放電によって測定される測定値を出力する電極容量変換回路と、
前記電極容量変換回路とほぼ同一に構成されることで、少なくとも前記電極容量変換回路自体に含まれる浮遊容量に相当する測定値を出力する浮遊容量変換回路と、
前記電極容量変換回路からの出力と前記浮遊容量変換回路からの出力との差分を出力する差分演算回路と、
前記差分演算回路からの出力を増幅する増幅回路と、
を備えることを特徴とする液体用濃度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体用濃度測定装置において、
前記浮遊容量検出回路は、前記検知電極に代え、前記スイッチ手段に含まれる抵抗値に合わせた抵抗値の抵抗器を有していることを特徴とする液体用濃度測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体用濃度測定装置において、
前記浮遊容量検出回路は、前記抵抗器に加え、前記検知電極のうち燃料外に配置される部分に応じた静電容量を有するコンデンサを有していることを特徴とする液体用濃度測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体用濃度測定装置において、
前記動作信号出力手段は、前記スイッチ手段の切り換えを第１の周期で行うための第１周波数の動作信号、及び、前記スイッチ手段の切り換えを第２の周期で行うための第２周波数の動作信号を出力可能であり、
前記電極容量変換回路及び前記浮遊容量変換回路は共に、前記第１周波数による測定電圧及び前記第２周波数による測定電圧を出力することを特徴とする液体用濃度測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体用濃度測定装置において、
前記電極容量変換回路及び前記浮遊容量変換回路は共に、測定電圧を平滑化する平滑化手段を有していることを特徴とする液体用濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルコール濃度などを測定する液体用濃度検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料として、低公害なアルコール混合ガソリンが注目されている。このような混合ガソリンは、ガソリンのみの燃料とは、最適な空燃比が異なっている。そのため、混合ガソリンが最適な空燃比となるように制御するため、混合ガソリン中のアルコールの含有量、すなわちアルコール濃度を測定することが重要となってくる。
【０００３】
アルコール濃度を精度よく測定するためには、変化比率の比較的高い物理定数を用いることが望ましい。そのため、従来、比誘電率の変化を検出する方法が開示されている。例えば、比誘電率は静電容量の変化から求められるため、一対の電極を対向配置して静電容量を測定する液体用濃度計が提案されている。このような液体用濃度計は、制御回路により一定周期で切り換えられる切換スイッチを介して濃度センサの充放電を繰り返し、測定対象となる流体の濃度に比例した出力電圧を得るものである。
【０００４】
ところが、得られた出力電圧をＡＤ変換することを考えた場合、ＡＤ変換回路の特性によって、例えば±３０ｍＶというような誤差が生じる。この誤差が、エタノール濃度の測定誤差となって現れてしまう。
【０００５】
具体的に、図９は、出力電圧（Ｖ）とエタノール濃度（ｗｔ％）との関係を示す説明図である。ここに示すように、エタノールが所定の温度特性を有するため、環境温度によって対応関係は異なっている。また、濃度センサを構成する回路基板自体も温度特性を有している。
【０００６】
これらの温度特性を考慮すると、特に、高温環境下で、かつ、エタノール濃度が低い場合に（図９中の記号Ｂ付近）、エタノール濃度の測定誤差が大きくなってしまう。出力電圧（Ｖ）に対するエタノール濃度（ｗｔ％）の測定誤差は、温度特性曲線の傾きが小さいほど大きくなるためである。これについて説明する。
【０００７】
図１２（ａ）に示すように、温度特性曲線の傾きが相対的に小さくなると、出力電圧の誤差ΔＶに対し、エタノール濃度の測定誤差ΔＷ１が大きくなる。一方、図１２（ｂ）に示すように、温度特性曲線の傾きが相対的に大きくなると、出力電圧の誤差ΔＶに対し、エタノール濃度の測定誤差ΔＷ２は小さくなる。
【０００８】
したがって、特に温度特性曲線が水平に近くなる部分（図９中の記号Ｂ付近）では、エタノール濃度の測定誤差が大きくなる。
【０００９】
これを解決するための方法として、出力電圧を増幅することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、二乗回路によって、出力信号をセンサ部の容量に対する一次関数とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平４−７５９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、出力電圧を単純に増幅できない場合がある。それは、増幅後の電圧値が例えば３．４Ｖといった回路の飽和電圧を上回ってしまう虞があるためである。実際に、エタノール濃度の測定誤差を１％未満に抑えるためには、特に温度特性曲線が水平に近くなる部分（図９中の記号Ｂ付近）では必要ゲインが出力電圧の６倍程度になってしまい、飽和電圧を上回る。このように飽和電圧を上回ってしまう背景には、いわゆる浮遊容量の存在により、出力電圧が全体として高くなっている（オフセットしている）ことが挙げられる。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、浮遊容量の影響を極力排除し、十分な増幅を行って、エタノール濃度の測定誤差を可及的に小さくすることが可能な液体濃度測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、電極容量変換回路と、浮遊容量変換回路と、差分演算回路と、増幅回路とを備えている。
電極容量変換回路は、検知電極、スイッチ手段、及び、動作信号出力手段を有している。検知電極は、電極が対向するよう配置されてなり、その一部が燃料中に配置される。また、検知電極の充電及び放電を切り換えるために、スイッチ手段が設けられている。このスイッチ手段を切り換えるための動作信号が、動作信号出力手段によって出力される。
このような構成により、電極容量変換回路から、検知電極の充放電によって測定される測定値が出力される。
【００１４】
一方、浮遊容量変換回路は、電極容量変換回路とほぼ同一に構成されることで、少なくとも電極容量変換回路自体に含まれる浮遊容量に相当する測定値を出力する。
そして、差分演算回路によって、電極容量変換回路からの出力と浮遊容量変換回路からの出力との差分が出力される。この差分が、増幅回路によって増幅される。
【００１５】
つまり、本発明では、燃料の比誘電率を測定するための電極容量変換回路には当該回路自体の浮遊容量が含まれることに着目し、ほぼ同一構成の浮遊容量変換回路を別に設けることにより、回路自体に含まれる浮遊容量をキャンセルするのである。
【００１６】
このようにすれば、浮遊容量の影響を極力排除することができ、増幅回路による十分な増幅が可能となる。その結果、エタノール濃度の測定誤差を可及的に小さくすることができる。
【００１７】
具体的には請求項２に示すように、浮遊容量検出回路は、検知電極に代え、スイッチ手段に含まれる抵抗値に合わせた抵抗値の抵抗器を有する構成とすることが例示される。スイッチ手段も僅かな抵抗値を有するため、この抵抗値の影響を排除すべく、抵抗器を設ける。このようにすれば、回路自体の浮遊容量を適切に測定できる。
【００１８】
ところで、回路自体の浮遊容量とは別に、検知電極にも燃料中に配置されない部分があるため、この部分も、浮遊容量を作り出すことになる。そこで、請求項３に示すように、浮遊容量検出回路は、抵抗器に加え、検知電極のうち燃料外に配置される部分に応じた静電容量を有するコンデンサを有していることが望ましい。
【００１９】
このようにすれば、回路自体の浮遊容量と共に検知電極に起因する浮遊容量をもキャンセルすることができる。したがって、浮遊容量の影響を極力排除することができ、増幅回路による十分な増幅が可能となる。その結果、エタノール濃度の測定誤差を可及的に小さくすることができる。
【００２０】
なお、電極容量変換回路によって燃料の比誘電率を測定する場合、燃料が粗悪である場合には、リーク抵抗が相対的に小さくなることが知られている。そして、リーク抵抗が小さくなると、エタノール濃度の測定誤差が大きくなってしまう。
【００２１】
そこで、請求項４に示すように、動作信号出力手段によって、スイッチ手段の切り換えを第１の周期で行うための第１周波数の動作信号、及び、スイッチ手段の切り換えを第２の周期で行うための第２周波数の動作信号が出力される構成とし、電極容量変換回路及び浮遊容量変換回路は共に、第１周波数による測定値及び第２周波数による測定値を出力することとしてもよい。
【００２２】
リーク抵抗をＲｐとした場合、測定値としての電圧の計算式には、（１／Ｒｐ）を含む定数項が表れる。そのため、単一の周波数で測定した場合には、リーク抵抗Ｒｐが小さくなると、その影響が比較的大きくなって、測定値がばらつくことになる。これに対し、本発明では、第１周波数による第１測定値及び第２周波数による第２測定値を出力するため、これら２つの測定値の差分をとれば、（１／Ｒｐ）を含む定数項を消去することができ、リーク抵抗の影響を排除することができる。
【００２３】
また、請求項５では、電極容量変換回路及び浮遊容量変換回路が共に、第１測定値及び第２測定値を平滑化する平滑化手段を有している。このようにすれば、測定値がなまされるため、その後の測定値の処理が比較的簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態のアルコール濃度センサの概略構成を示すブロック図である。
【図２】電極容量変換回路を示す回路図である。
【図３】電極容量変換回路の動作を示す説明図である。
【図４】検知電極及びリーク抵抗に発生する電流を示す説明図である。
【図５】出力電圧Ｖａを示す説明図である。
【図６】浮遊容量変換回路を示す回路図である。
【図７】浮遊容量変換回路の部分構成を示す説明図である。
【図８】差動アンプを示す回路図である。
【図９】出力電圧とエタノール濃度との間の関係を示す説明図である。
【図１０】出力電圧とエタノール濃度との間の関係を示す説明図である。
【図１１】出力電圧とエタノール濃度との間の関係を示す説明図である。
【図１２】温度特性曲線と測定誤差との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本形態のアルコール濃度センサは、車両に搭載して用いられ、車両燃料としての混合ガソリン中のエタノール濃度を測定するセンサである。
【００２６】
図１は、本形態のアルコール濃度センサ１の概略構成を示すブロック図である。
アルコール濃度センサ１は、電極容量変換回路１００、浮遊容量変換回路２００、差動アンプ３００、増幅回路４００、及び、マイコン５００を備えている。
【００２７】
電極容量変換回路１００からは、浮遊容量を含む静電容量に対応する測定電圧が出力される。一方、浮遊容量変換回路２００からは、電極や回路に存在する浮遊容量に対応する測定電圧が出力される。差動アンプ３００は、これらの測定電圧の差分を、増幅回路４００へ出力する。つまり、差動アンプ３００によって浮遊容量がキャンセルされるのである。これにより、十分な増幅が行われ、その結果が、マイコン５００へ出力される。
【００２８】
最初に、電極容量変換回路１００について説明する。図２は、電極容量変換回路１００を示す回路図である。
電極容量変換回路１００は、図２中の左端に示すバッテリ１０を基準電圧Ｅ（本形態では１Ｖ）とし、図２中の右端に示す端子１１に測定結果を出力する。
【００２９】
この電極容量変換回路１００は、発振部２０及び検知部４０を有している。
発振部２０は、判定動作にヒステリシスを設けたシュミットトリガ、シュミットトリガに並列に接続された抵抗器、及び、シュミットトリガの入力側と接地電位との間に接続されたコンデンサで構成することが例示される。これにより、周波数ｆのパルス波（動作クロック）を出力する。
【００３０】
なお、後述するように、発振部２０は、周波数ｆ１、ｆ２の２種類の異なるパルス波を出力可能となっている。例えば、シュミットトリガ、抵抗器、及び、コンデンサの構成を２組設けるという具合である。もちろん、同様の出力を得られるのであれば他の構成を採用してもよい。
【００３１】
このような２種類の周波数の切り替えは、上述したマイコン５００で実現することが考えられる。つまり、マイコン５００による制御によって、電極容量変換回路１００が周波数ｆ１または周波数ｆ２のパルス波で動作することになる。
【００３２】
発振部２０からのパルス波は、２つのスイッチｓｗ１、ｓｗ２を切り換える。ここで一方のスイッチｓｗ１と発振部２０との間には、ＥＸＯＲ回路３３が接続されている。また、他方のスイッチｓｗ２と発振部２０との間には、ＥＸＯＲ回路３４が接続されている。一方のスイッチｓｗ１に対応するＥＸＯＲ回路３３には、電源１２が接続されている。これにより、一方のＥＸＯＲ回路３３には、電源電圧Ｖｃｃが入力されるようになっている。また、他方のスイッチｓｗ２に対応するＥＸＯＲ回路３４は、その入力端子が接地されている。かかる構成により、発振部２０によって出力される周波数ｆ１、ｆ２のパルス波によって、スイッチｓｗ１、ｓｗ２が互い違いにオン／オフを繰り返すことになる。
【００３３】
検知部４０は、検知電極４１を備えている。この検知電極４１が車両の燃料経路に設置される。検知電極４１は、対向して配置されることでいわゆるコンデンサを構成している。本形態では、検知電極４１の静電容量を測定することにより、エタノール濃度を測定する。このとき、測定を阻害する要因として、リーク抵抗Ｒｐが存在する。すなわち、検知部４０に示す抵抗Ｒｐは、不純物の混入によって変わってくるものである。このリーク抵抗Ｒｐは、検知電極４１と並列に接続されるものとして考えることができる。本形態の特徴の一つは、このリーク抵抗Ｒｐの影響を受けることなくエタノール濃度を測定可能な点にある。
【００３４】
検知電極４１のプラス側端子は、スイッチｓｗ１を経由してオペアンプ（演算増幅器）４３の反転入力端子に接続されている。また、オペアンプ４３の出力端子と反転入力端子との間には、コンデンサ４４とゲイン抵抗Ｒｇとが並列に接続されている。さらにまた、オペアンプ４３の非反転入力端子は、基準電圧Ｅとなっている。また、検知電極４１のプラス側端子はスイッチｓｗ２を経由して接地されており、マイナス側端子は直接接地されている。
【００３５】
オペアンプ４３の出力端子は、抵抗器４７を経由して端子１１に接続されている。また、端子１１は、コンデンサ４９を経由して接地されている。かかる構成により、オペアンプ４３の出力電圧は、平滑化された出力電圧Ｖａとなる。
【００３６】
次に、電極容量変換回路１００の動作を説明する。
発振部２０からのパルス波（動作クロック）によって、スイッチｓｗ１、ｓｗ２が互い違いにオン／オフを繰り返すことは既に述べた（図２参照）。ここでは、図３（ａ）及び（ｂ）に基づき、周波数ｆのパルス波が入力されてスイッチｓｗ１、ｓｗ２がオン／オフされる場合の電流の流れを説明する。また、この電流の変化を、図４に基づき説明する。
【００３７】
パルス波がｌｏｗレベルの場合、図３（ａ）に示すように、一方のスイッチｓｗ１がオンとなり、他方のスイッチｓｗ２がオフとなる。これは、一方のスイッチｓｗ１に対応するＥＸＯＲ回路３３への入力が「１」（電源電圧Ｖｃｃ）及び「０」（パルス波）となり、スイッチｓｗ１へ信号「１」が出力されるためである。また、他方のスイッチｓｗ２に対応するＥＸＯＲ回路３４への入力が「０」（パルス波）及び「０」（接地電圧）となり、スイッチｓｗ２への信号「０」が出力されるためである。
【００３８】
この場合、オペアンプ４３は、非反転入力端子及び反転入力端子の電位を同じにするように動作し、図３（ａ）に示すように、結果的に、基準電圧Ｅによって、ゲイン抵抗Ｒｇに電流が発生する。ここでは、検知電極４１に発生する電流をｉ１とし、リーク抵抗Ｒｐに発生する電流をｉ２として示した。
【００３９】
このときは、図４中に期間Ｔ１、Ｔ３で示すごとく、検知電極４１に発生する電流ｉ１は、最初に立ち上がり、検知電極４１が充電されると「０」になる。一方、検知電極４１と並列に接続されたものとされるリーク抵抗Ｒｐに発生する電流ｉ２は一定値となる。なお、厳密には、電流（ｉ１＋ｉ２）が一定となるため電流ｉ１、ｉ２が同時に立ち上がることはないが（電流ｉ２の立ち上がりが遅れるが）、ここでは便宜上、電流ｉ２を一定値として説明している。
【００４０】
パルス波がｈｉｇｈレベルの場合、図３（ｂ）に示すように、一方のスイッチｓｗ１がオフとなり、他方のスイッチｓｗ２がオンとなる。これは、一方のスイッチｓｗ１に対応するＥＸＯＲ回路３３への入力が「１」（電源電圧Ｖｃｃ）及び「１」（パルス波）となり、スイッチｓｗ１へ信号「０」が出力されるためである。また、他方のスイッチｓｗ２に対応するＥＸＯＲ回路３４への入力が「１」（パルス波）及び「０」（接地電圧）となり、スイッチｓｗ２への信号「１」が出力されるためである。
【００４１】
この場合、図３（ｂ）に示すように、検知電極４１のプラス側が接地されるため、充電されていた検知電極４１は、放電する。そのため、検知電極４１には、パルス波がｌｏｗレベルの場合と反対方向の電流ｉ１が発生する。
【００４２】
このときは、図４中に期間Ｔ２、Ｔ４で示すごとく、検知電極４１に流れる電流ｉ１は、反対方向へ立ち上がり、検知電極４１の放電が終了すると「０」になる。一方、検知電極４１と並列に接続されたものとされるリーク抵抗Ｒｐに流れる電流ｉ２は、「０」になる。
【００４３】
次に、このように周波数ｆのパルス波でスイッチｓｗ１、ｓｗ２が切り換えられた場合のオペアンプ４３の出力電圧について説明する。
まず図４から、電流ｉ２の平均は、次の式１で示すごとくとなる。
【００４４】
【数１】
2010210241.tif 000003
【００４５】
また、検知電極４１の電荷は、検知電極４１の静電容量をＣｐとすると、基準電圧Ｅであるため、次の式２で示すごとくとなる。
【００４６】
【数２】
2010210241.tif 000004
【００４７】
電流ｉ１の平均は、電荷の時間微分であるため、式２を用いて、次の式３で示すごとくとなる。ここでは、周期Ｔ０（＝１／ｆ）とした（図４参照）。
【００４８】
【数３】
2010210241.tif 000005
【００４９】
したがって、出力電圧Ｖは、式１、式３を用いて、次の式４で示すごとくとなる。
【００５０】
【数４】
2010210241.tif 000006
【００５１】
この式４によれば、リーク抵抗Ｒｐが無限大に近い場合、出力電圧Ｖにばらつきは生じない。つまり、精度よくエタノール濃度が測定できることになる。しかしながら、リーク抵抗Ｒｐが小さくなった場合、すなわち不純物が多く含まれているような場合には、測定誤差が大きくなってしまう。
【００５２】
そこで、本形態では、発振部２０から２つの異なる周波数ｆ１、ｆ２のパルス波でスイッチｓｗ１、ｓｗ２を切り換え、このときのオペアンプ４３の出力電圧Ｖ（ｆ１）、Ｖ（ｆ２）の差を取ることにした。すなわち、次の式５に示すごとくである。
【００５３】
【数５】
2010210241.tif 000007
【００５４】
このようにすれば、リーク抵抗Ｒｐの影響を受けず、検知電極４１の静電容量Ｃｐを出力電圧Ｖの差分として測定することができる。
【００５５】
図５は、端子１１に出力される電圧Ｖａの変化を示す説明図である。
オペアンプ４３からの出力電圧Ｖは、抵抗器４７及びコンデンサ４９によって平滑化される。図５では最初に周波数ｆ２のパルス波でスイッチｓｗ１、ｓｗ２の切り換えを行っているが、時刻ｔ１までにほぼ収束している。また、時刻ｔ１から周波数ｆ１のパルス波でスイッチｓｗ１、ｓｗ２の切り換えを行っているが、時刻ｔ２までにほぼ収束している。したがって、周波数ｆ１、ｆ２の切り換えタイミングは、このような電圧Ｖａの変化に基づいて制御する。
【００５６】
次に、浮遊容量変換回路２００について説明する。図６は、浮遊容量変換回路２００を示す回路図である。
浮遊容量変換回路２００は、図２に示した電極容量変換回路１００とほぼ同一のリファレンス回路である。図６では、敢えて同一構成部分には同一の符号を付した。
【００５７】
浮遊容量変換回路２００において、上記電極容量変換回路１００と異なる部分は、検知部４０に代えて、疑似検知部５０を備えるところである。疑似検知部５０は、疑似検知電極５１と抵抗器Ｒとが並列に配置されてなる。
【００５８】
ところで、問題となる浮遊容量は、電極容量変換回路１００自体に起因するものと、検知部４０の検知電極４１のうち燃料外に配置されている部分に起因するものとに分けられる。
【００５９】
そして、前者に起因する浮遊容量を測定するため、本形態では、図７に示す回路を用いる。すなわち、図６に示す回路のうち疑似検知電極５１がないものである。このような回路を用い、上記電極容量変換回路１００と同様に、２つの周波数ｆ１、ｆ２で測定電圧を得れば、電極容量変換回路１００自体に起因する浮遊容量を測定することができる。なお、抵抗器Ｒは、スイッチｓｗ１に存在する僅かな抵抗値の影響を考慮して設けられる。
【００６０】
また、後者に起因する浮遊容量を測定するため、図６に示すように、図７の構成に加え、疑似検知電極５１を配置した。検知電極４１のうち燃料外に配置される部分に起因する浮遊容量は、ほぼ一定となるため、統計的手法によって、静電容量Ｃを決定することができる。もちろん、疑似検知電極５１は、燃料外に配置される。
【００６１】
このように構成された浮遊容量変換回路２００によって、電極容量変換回路１００からの出力に含まれる浮遊容量を測定することが可能となる。そして、差動アンプ３００にて、電極容量変換回路１００の出力電圧Ｖａから浮遊容量変換回路２００の出力電圧Ｖｒを減じることで、浮遊容量を極力排除することができる。
【００６２】
差動アンプ３００の構成は、図８に示すごとくである。すなわち、差動アンプ３００は、オペアンプ６１と、複数（本形態では４つ）の抵抗器６２、６３、６４、６５とで構成することが例示される。
【００６３】
具体的には、電極容量変換回路１００の出力端子が、抵抗器６２を介してオペアンプ６１の反転入力端子に接続されている。また、浮遊容量変換回路２００の出力端子が、抵抗器６３を介してオペアンプ６１の非反転入力端子に接続されている。さらにまた、オペアンプ６１の非反転入力端子は、抵抗器６４を介して接地されている。また、オペアンプ６１の出力端子は、増幅回路４００へ接続されると共に、抵抗器６５を介して反転入力端子に接続されている。これにより、電極容量変換回路１００の出力電圧Ｖａと浮遊容量変換回路２００の出力電圧Ｖｒとの差分が増幅回路４００へ出力される。
【００６４】
次に、本形態のアルコール濃度センサ１の発揮する効果について詳述する。
ここでは、繰り返しになるが、アルコール濃度センサ１の発揮する効果に対する理解を容易にするため、従来の課題について説明する。
【００６５】
図９は、出力電圧（Ｖ）とエタノール濃度（ｗｔ％）との対応関係を示す説明図である。図中には、環境温度２０℃及び８０℃に対応するエタノールの温度特性曲線が示されている。図９から分かるように、エタノールの濃度が「０」であっても、出力電圧は「０」にならない。すなわち、出力電圧は、浮遊容量に基づいて、オフセットしている。具体的には、環境温度８０℃のときに出力電圧ｓ１となっており、環境温度２０℃のときに出力電圧ｓ２となっている。なお、環境温度によってオフセット値が異なるのは、電極容量変換回路１００自体が温度特性を有し、当該温度特性によって浮遊容量が変化するためである。また、ここでのオフセット電圧ｓ１、ｓ２には、電極容量変換回路１００自体の有する浮遊容量、及び、検知電極４１のうち燃料外に配置される部分の浮遊容量が含まれる。
【００６６】
上述したように、本形態の浮遊容量変換回路２００は図６に示す如くであるが、ここには、図７に示すような回路が含まれる。したがって、図７に示した回路を用いれば、電極容量変換回路１００自体が有する浮遊容量の影響を極力排除することができる。
【００６７】
図１０は、電極容量変換回路１００自体の有する浮遊容量の影響を排除した、出力電圧（Ｖ）とエタノール濃度（ｗｔ％）との対応関係を示す説明図である。図１０から分かるように、この場合、環境温度によらず、オフセット電圧はｓ３となっている。このオフセット電圧ｓ３には、検知電極４１のうち燃料外に配置された部分の浮遊容量に相当するものである。
【００６８】
本形態の浮遊容量変換回路２００は、図６に示す如く、疑似検知電極５１を有しており、疑似検知電極５１の静電容量Ｃは、上述したように検知電極４１のうち燃料外に配置される部分の静電容量に合わせて設定される。したがって、浮遊容量変換回路２００の測定電圧は、電極容量変換回路１００自体の有する浮遊容量に加え、検知電極４１のうち燃料外に配置される部分に生じる浮遊容量に相当するものとなる。
【００６９】
これにより、差動アンプ３００からの出力電圧は、図１１に示すように、浮遊容量の影響を極力排除したものとなる。その結果、増幅回路４００にて差動アンプ３００からの出力電圧を十分に増幅することができ、エタノール濃度の測定誤差を可及的に小さくすることができる。
【００７０】
なお、本実施形態における検知電極４１が「検知電極」を構成し、スイッチｓｗ１、ｓｗ２が「スイッチ手段」を構成し、発振部２０が「動作信号出力手段」を構成し、電極容量変換回路１００が「電極容量変換回路」を構成する。また、浮遊容量変換回路２００が「浮遊容量変換回路」を構成し、差動アンプ３００が「差分演算回路」を構成し、増幅回路４００が「増幅回路」を構成する。また、疑似検知部５０の抵抗器Ｒが「抵抗器」を構成し、疑似検知電極５１が「コンデンサ」を構成する。さらにまた、抵抗器４７及びコンデンサ４９が「平滑化手段」を構成する。
【００７１】
以上、本発明は、上記形態に何等限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施可能である。
【００７２】
（イ）上記形態は２つのスイッチｓｗ１、ｓｗ２を用いた構成であったが、いわゆるクロール接続と呼ばれるような４つのスイッチを用いる構成であっても同様に本発明を適用することができる。
【００７３】
（ロ）上記形態はエタノール濃度を測定するセンサであったが、メタノール濃度なども同様の方法で測定することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１：アルコール濃度センサ（液体用濃度測定装置）、１０：バッテリ、１１：端子、１２：電源、２０：発振部（動作信号出力手段）、３３、３４：ＥＸＯＲ回路、４０：検知部、４１：検知電極（検知電極）、４３：オペアンプ、４４：コンデンサ、４７：抵抗器、４９：コンデンサ、５０：疑似検知部、５１：疑似検知電極（コンデンサ）、６１：オペアンプ、６２、６３、６４、６５：抵抗器、１００：電極容量変換回路（電極容量変換回路）、２００：浮遊容量変換回路（浮遊容量変換回路）、３００：差動アンプ（差分演算回路）、４００：増幅回路（増幅回路）、５００：マイコン、Ｒ：抵抗器（抵抗器）、Ｒｇ：ゲイン抵抗、Ｒｐ：リーク抵抗、ｓｗ１、ｓｗ２：スイッチ（スイッチ手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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