CN100398914C - 微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法，传感器控制电路包括：相对湿度传感器、微机、第1晶体三极管、第2晶体三极管、第3晶体三极管、第1电阻、第2电阻、第3电阻、第1电容器和第2电容器。本发明的有益效果是：一.本发明使用的湿度传感器的输出电压高达数伏特，故无需另外配备增幅器，从而可以降低生产成本。二.本发明使用的湿度传感器本身带有加热器，利用该内置加热器可直接彻底除去传感器内部的湿气，从而可以准确地计算出烹调时间，提高产品的整体性能。三.本发明使用的湿度传感器如果出现连接不良等故障，会自动告知用户，以便采取措施加以改正。

Description

微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法

技术领域

本发明涉及一种微波炉，特别是涉及一种微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法。

背景技术

微波炉是一种以磁控管产生的微波为主加热源来加热烹调食物的家用电器。

如图1所示，已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路包括：用来探测微波炉加热室内湿度的相对湿度传感器1、用来放大相对湿度传感器1的输出信号的增幅器2、用来调整相对湿度传感器1的缺省输出信号级别的调零平衡电路4和微机3；微机3将调零平衡后的相对湿度传感器1的输出信号设定为初始值，并根据用户选择的烹调功能的电位差(ΔV)信号来计算烹调时间。

所述的相对湿度传感器1的结构如图2所示的桥式电路，其中RD是一个湿敏电阻器，其电阻值随环境湿度而变化。相对湿度传感器1接入上述电路后，其中RA·RC＝RB·RD。

所述的增幅器2将相对湿度传感器1的输出信号进行增幅后，输送给微机3。

用户选择烹调开始命令之后，所述的微机3感知到这个命令便向风扇电机(图中未示出)发出启动指令，风扇电机驱动风扇旋转，向加热室送风，以除去相对湿度传感器1内部的湿气。

上述送风操作结束时，相对湿度传感器1输送给微机3的传感器输入端口(P0)的输出电压为0V，微机3控制调零平衡电路4，来设定相对湿度传感器1的缺省输出电压级。

上述送风操作结束之后，为了使输入到传感器输入端口(P0)的相对湿度传感器1的输出电压由0V级转换为2.5V级，只需调节所述的调零平衡电路4的电阻R1、R2、R3、R4、R5即可。

微机3在启动磁控管(图中未示出)的同时，将输入到传感器输入端口(P0)的相对湿度传感器1的输出电压值设定为初始值。接着，设定对应于用户所设定的烹调功能的相对湿度传感器1的输出电压值ΔV，为了使微波炉在对应于ΔV的烹调时间内进行烹调，从而使微机3对包括磁控管(图中未示出)在内的整个系统进行全面控制。

上述电位差(ΔV)的设定需经过模拟试验，在模拟试验中对各种食物种类及其数量分别测定出ΔV后，将通过试验得到的这些ΔV值预先储存在微机3中的备查表内。

微波炉工作时，微机3根据用户选择的烹调命令从上述备查表中读出ΔV值，并计算出相对湿度传感器1的输出电压达到该ΔV的时间，再根据该时间值计算出烹调时间，来进行烹调操作。

下面参照图3对上述已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路的烹调控制方法进行详细说明：

步骤S1：用户输入烹调开始命令之后，首先为了除去相对湿度传感器1内部的湿气，在已设定的时间(通常是16秒)内驱动风扇电机，进行送风。

步骤S2～S3：上述送风操作结束之后，为了使相对湿度传感器1的输出电压达到缺省级(0V)，进行调零平衡操作，调零平衡操作完成之后，启动磁控管。

步骤S4：磁控管启动的同时，微机3收到来自相对湿度传感器1的输出电压信号，并将此值设定为初始值。

步骤S5：微机3从备查表中读出对应于用户设定的烹调功能的ΔV值，并判断相对湿度传感器1的输出电压初始值是否达上述ΔV值。

步骤S6：如果相对湿度传感器1的输出电压初始值未达到上述ΔV值，则将第1烹调时间(T1)计算为‘1’。

步骤S7：如果相对湿度传感器1的输出电压初始值已达到上述ΔV值，则从达到ΔV值之时起，根据计算出的第1烹调时间(T1)，通过下面的数学式1计算第2烹调时间(T2)，并在第2烹调时间(T2)内使磁控管工作，进行烹调操作。

数学式1：

T2＝T1·k

(式中：k为烹调功能系数)

但是，上述已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法存在以下缺点：

一.所使用的相对湿度传感器1是根据湿敏电阻的阻值变化来感知环境湿度的，其输出电压为mV级，灵敏度较低。

二.由于需要将相对湿度传感器1的低电压输出信号增幅数十倍乃至数百倍的增幅器，使得结构复杂、成本增加。

三.风扇送风时，除去烹调室内部的湿气比较有效，但不能直接除去相对湿度传感器1内部的湿气。由于相对湿度传感器1内部残存有湿气，因此微机3难以正确地计算出烹调时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路及其烹调控制方法的缺点，提供一种微波炉的高灵敏度相对湿度传感器控制电路及其烹调方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路包括：相对湿度传感器、微机、第1晶体三极管、第2晶体三极管、第3晶体三极管、第1电阻、第2电阻、第3电阻和第2电容器。

所述的相对湿度传感器包括：根据微机输出的驱动信号进行工作的传感器加热器和根据探测到的环境湿度的变化而改变阻抗的第1电容器。这种湿敏电容型相对湿度传感器可向微机输出高达数伏特级的电压信号，无需通过增幅器即可直接向微机输出电压信号。

所述的第1晶体三极管的发射极接地，基极与微机的第1端口相连接，集电极通过第1电阻与第2晶体三极管的基极相连接，第1晶体三极管根据传感器加热器的驱动信号导通/截止；所述的第2晶体三极管的发射极连接直流电源的9V端，集电极与传感器加热器相连接，基极通过第1电阻与第1晶体三极管的集电极相连接，当第1晶体三极管导通时，第2晶体三极管也被导通，并将9V直流电压施加在传感器加热器上；所述的第3晶体三极管的发射极连接直流电源的5V端，基极与微机的第2端口相连接，集电极与第2电阻的一端相连接；所述的第3电阻的一端与第2电阻的另一端以及相对湿度传感器的第1电容器相连接，另一端与第2电容器的一端以及微机的第3端口相连接；所述的传感器加热器与第1电热器串联连接。

所述的第1晶体三极管是npn型晶体三极管，第2晶体三极管和第3晶体三极管是pnp型晶体三极管。

所述的相对湿度传感器的作用是，利用传感器加热器除去相对湿度传感器内部的湿气，探测微波炉烹调室内的湿度变化。

所述的微机的作用是，根据用户选择的烹调开始命令，向相对湿度传感器发出驱动信号，传感器加热器开始发热除去相对湿度传感器内部的湿气，相对湿度传感器的湿气被完全除去时，将相对湿度传感器探测到的湿度信号值设定为初始值。然后根据用户选择的烹调功能设定电位差(ΔV)，根据相对湿度传感器探测到的当前的湿度信号值和设定的湿度初始值达到设定电位差(ΔV)的时间，计算出烹调时间，再根据计算出的烹调时间控制微波炉的磁控管的工作。

带有上述湿敏电容型相对湿度传感器控制电路的微波炉烹调控制方法包括：

步骤一：用户输入烹调开始命令，驱动传感器加热器和风扇电机工作；

步骤二：经过设定的时间，中断传感器加热器的驱动信号，驱动微波炉磁控管开始工作；

步骤三：相对湿度传感器探测出当前湿度信号值，将此值设定为初始值，根据用户设定的烹调时间，设定电位差(ΔV)；

步骤四：将相对湿度传感器探测到的当前湿度信号值与设定的初始值相比较，计算出该差值达到设定的电位差(ΔV)所用时间第1烹调时间；

步骤五：根据计算出的第1烹调时间，计算出第2烹调时间，在计算第2烹调时间期间内，持续驱动磁控管工作。

所述的步骤一包括：在相对湿度传感器被驱动时，若探测到当前湿度信号值大于第1设定电压，则显示“传感器故障”的提示信息。所述的步骤二包括：在中断传感器加热器的驱动时，若探测到当前湿度信号值小于第2设定电压，则显示“传感器故障”的提示信息。

本发明的有益效果是：

一.本发明使用的湿度传感器的输出电压高达数伏特，故无需另外配备增幅器，从而可以降低生产成本。

二.本发明使用的湿度传感器本身带有加热器，利用该内置加热器可直接彻底除去传感器内部的湿气，从而可以准确地计算出烹调时间，提高产品的整体性能。

三.本发明使用的湿度传感器如果出现连接不良等故障，会自动告知用户，以便采取措施加以改正。

附图说明

图1为已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路的电路图；

图2为图1所示的相对湿度传感器的等效电路图；

图3为已有的微波炉的相对湿度传感器控制电路的烹调控制方法的流程图；

图4为本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路具体实施方式的电路图；

图5为图4所示的相对湿度传感器的等效电路图；

图6为本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路具体实施方式烹调控制方法的流程图；

图7本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路具体实施方式中微机对相对湿度传感器、磁控管和风扇电机的控制信号时序图；

图8为本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路具体实施方式中微机读出相对湿度传感器的输出电压信号的时序图。

图中

10：相对湿度传感器    11：传感器加热器

20：微机              Q1：第1晶体三极管

Q2：第2晶体三极管     Q3：第3晶体三极管

R1：第1电阻           R2：第2电阻

R3：第3电阻           C1：第1电容器

C2：第2电容器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图4所示，本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路包括：相对湿度传感器10、微机20、第1晶体三极管Q1、第2晶体三极管Q2、第3晶体三极管Q3、第1电阻R1、第2电阻R2、第3电阻R3、第1电容器C1和第2电容器C2。

所述的相对湿度传感器10包括：根据微机20输出的驱动信号进行工作的传感器加热器11和根据探测到的环境湿度的变化而改变阻抗的第1电容器C1。这种湿敏电容型相对湿度传感器10可向微机20输出高达数伏特级的电压信号，无需通过增幅器即可直接向微机20输出电压信号。

所述的第1晶体三极管Q1的发射极接地，基极与微机20的第1端口P1相连接，集电极通过第1电阻R1与第2晶体三极管Q2的基极相连接，第1晶体三极管Q1根据传感器加热器11的驱动信号导通/截止；所述的第2晶体三极管Q2的发射极连接直流电源的9V端，集电极与传感器加热器11相连接，基极通过第1电阻R1与第1晶体三极管Q1的集电极相连接，当第1晶体三极管Q1导通时，第2晶体三极管Q2也被导通，并将9V直流电压施加在传感器加热器11上；所述的第3晶体三极管Q3的发射极连接直流电源的5V端，基极与微机20的第2端口P2相连接，集电极与第2电阻R2的一端相连接；所述的第3电阻R3的一端与第2电阻R2的另一端以及第1电容器C1相连接，另一端与第2电容器C2的一端以及微机20的第3端口P3相连接；所述的传感器加热器11与第1电热器C1串联连接。

所述的第1晶体三极管Q1npn型晶体三极管，第2晶体三极管Q2和第3晶体三极管Q3是pnp型晶体三极管。

所述的相对湿度传感器10的作用是，利用传感器加热器11除去相对湿度传感器10内部的湿气，探测微波炉烹调室内的湿度变化。

所述的微机20的作用是，根据用户选择的烹调开始命令，向相对湿度传感器10发出驱动信号，传感器加热器11开始发热除去相对湿度传感器10内部的湿气，相对湿度传感器10的湿气被完全除去时，将相对湿度传感器10探测到的湿度信号值设定为初始值。然后根据用户选择的烹调功能设定电位差(ΔV)，根据相对湿度传感器10探测到的当前的湿度信号值和设定的湿度初始值达到设定电位差(ΔV)的时间，计算出烹调时间，再根据计算出的烹调时间控制微波炉的磁控管的工作。

下面对本发明微波炉的相对湿度传感器控制电路的工作过程加以说明：

用户输入烹调开始命令之后，微机20通过第1端口P1向传感器加热器11发出驱动信号。

根据微机20中发出的加热器驱动信号(高电平信号)，第1晶体三极管Q1和第2晶体三极管Q2将依次导通，直流电源向传感器加热器11施加9V直流电压。

传感器加热器11在9V直流电压的驱动下开始发热，除去相对湿度传感器10内部的湿气。

与此同时，微机20向风扇电机(图中未示出)发出启动指令，风扇电机带动风扇开始旋转，向微波炉烹调室内部的送风，以排除烹调室内部的湿气，直到烹调结束时为止。

相对湿度传感器10的第1电容器C1、第3晶体三极管Q3、第2电容器C2、第2电阻R2和第3电阻R3连接成的电路可以表示为如图5所示的等效电路。

相对湿度传感器10根据第1电容器C1电容量的变化来感知微波炉烹调室内湿度的变化的。

所述的微机20为了读入相对湿度传感器10测得的湿度信号值，通过第2端口P2输出传感器控制信号，使连接于第2端口P2的第3晶体三极管Q3导通，这时，第3晶体三极管Q3输出的5V电压将通过第2电阻R2和第1电容器C1分压，输送给微机20的第3端口P3，输送给第3端口P3的电压表示相对湿度传感器10当前测得的湿度信号值。

另外，连接于微机20的第3端口P3的第3电阻R3和第2电容器C2的作用是静噪和滤波器。

如图6所示，带有上述湿敏电容型相对湿度传感器控制电路的微波炉烹调控制方法是：

步骤S10：首先，用户选择待烹调食物种类、烹调量并发出烹调开始命令，微机20感知到该命令后，立即输出加热器驱动信号、风扇电机驱动信号和传感器控制信号。

这时，如图7所示，微机20感知到烹调开始命令之后，为了读出相对湿度传感器10探测的当前湿度信号值，发出传感器控制信号(a)，传感器控制信号(a)为周期100ms、幅度5V、脉宽70μs的脉冲信号；同时发出持续一定时间(通常为10秒)传感器加热器驱动信号(b)；同时，发出从烹调开始起到烹调结束持续驱动风扇电机(图中未示出)的控制信号(d)。

另外，如图8所示，微机20在传感器控制信号(a)的脉宽为70μs的脉冲信号，获得相对湿度传感器10的输出值。

换句话说，随着第3晶体三极管Q3在微机20输出的70μs脉冲信号的作用下被导通，相对湿度传感器10的第1电容器C1和第2电阻R2组成的分压电路两端得到5V直流电压，第1电容器C1分得的电压输入给微机20第3端口P3。

步骤S11：传感器加热器11开始被驱动之时起，判断通过微机20的第3端口P3输入的当前湿度信号值信号是否大于4.5V。

步骤S12：若上述判断结果为，通过微机20的第3端口P3输入的当前湿度信号值信号大于4.5V，则显示‘传感器故障’的提示信息。

通常，对于湿敏电容型相对湿度传感器10来说，传感器加热器11一工作，微机20探测到的湿度信号值信号便从5V降到4V以下，传感器加热器11一旦中断工作，微机20探测到的湿度信号值信号便重新回复到5V。

如果相对湿度传感器10未连接或连接不良，第1电容器C1的阻抗便不会随微波炉烹调室内的湿度变化而变化，所以将微机20探测到的湿度信号值一直维持为5V。也就是说，利用相对湿度传感器10的特性，在传感器加热器11的工作时间内，若探测到4.5V以上的湿度信号值，则可断定相对湿度传感器连接出现故障，而显示相关提示信息。

步骤S13：若上述判断结果为，通过微机20的第3端口P3输入的当前湿度信号值信号不大于4.5V，且传感器加热器11的加热器驱动信号b为低电平(10秒以后)，则中断传感器加热器11的工作。

步骤S14：传感器加热器11工作一旦中断，判断当前湿度信号值别是否小于4V。

步骤S15：若上述判断结果为，当前湿度信号值别小于4V，则显示‘传感器故障’的提示信息。

根据相对湿度传感器10的特性，若在传感器加热器11中断工作之时探测到的湿度信号值小于4V，则表示相对湿度传感器10出现故障。

步骤S16：若上述判断结果为，若在传感器加热器11中断工作之时探测到的湿度信号值不小于4V，则在传感器加热器11驱动停止后，在一定时间(通常为10秒)内向磁控管发出高电平驱动信号，磁控管开始启动。

也就是说，微机20在感知到用户选择的烹调开始命令之时起，20秒内即可向磁控管发出高电平驱动信号(如图7中的的(c))。

步骤S17：从磁控管开始工作之时起，微机20根据传感器控制信号读入当前湿度信号值，并将其设定为初始值，与此同时，根据用户输入的烹调条件设定的电位差(ΔV)。

电位差(ΔV)是通过储藏在微机20内的关于食物种类及烹调量的备查表主动设定的。

步骤S18：接着，传感器控制信号每隔100ms探测一次当前湿度，并将探测到的当前湿度信号值与设定的初始值比较，判断二者之差是否达到设定的电位差(ΔV)。

步骤S19：另外，周期性地计算当前湿度信号值与初始值之间的差值，直到该差值达到设定的电位差(ΔV)时，计算出第1烹调时间T1。

步骤S20：若步骤S18的比较结果为，一旦当前湿度信号值与初始值之间的差值达到设定的电位差(ΔV)，则根据计算出的第一次达到设定的电位差(ΔV)的第1烹调时间T1，计算出第2烹调时间(T2＝T1·k)。

步骤S21：接着，根据计算出的第2烹调时间，持续驱动磁控管，进行烹调。

本发明使用了输出信号较大的湿敏电容型湿度传感器，所以可以更加准确地探测微波炉烹调室内的湿度，计算烹调时间。另外因为使用传感器加热器11直接除去相对湿度传感器内部的湿气，而且根据湿敏电容型湿度传感器的特性，当相对湿度传感器出现连接故障时可以及时向用户发出提示信息。

根据本发明的技术构思，本领域普通技术人员无需通过创造性劳动即可联想到其他一些具体实施方式，这些均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种微波炉的相对湿度传感器控制电路，包括：相对湿度传感器和微机，其特征在于：还包括第1晶体三极管(Q1)、第2晶体三极管(Q2)、第3晶体三极管(Q3)、第1电阻(R1)、第2电阻(R2)、第3电阻(R3)和第2电容器(C2)；所述的第1晶体三极管(Q1)的发射极接地，基极与微机(20)的第1端口(P1)相连接，集电极通过第1电阻(R1)与第2晶体三极管(Q2)的基极相连接，第1晶体三极管(Q1)根据传感器加热器(11)的驱动信号导通/截止；所述的第2晶体三极管(Q2)的发射极连接直流电源的9V端，集电极与传感器加热器(11)相连接，基极通过第1电阻(R1)与第1晶体三极管(Q1)的集电极相连接，当第1晶体三极管(Q1)导通时，第2晶体三极管(Q2)也被导通，并将9V直流电压施加在传感器加热器(11)上；所述的第3晶体三极管(Q3)的发射极连接直流电源的5V端，基极与微机(20)的第2端口(P2)相连接，集电极与第2电阻(R2)的一端相连接；所述的第3电阻(R3)的一端与第2电阻(R2)的另一端以及相对湿度传感器(10)的第1电容器(C1)相连接，另一端与第2电容器(C2)的一端以及微机(20)的第3端口(P3)相连接；所述的传感器加热器(11)与第1电容器(C1)串联连接。

2.根据权利要求1所述的微波炉的相对湿度传感器控制电路，其特征在于：所述的相对湿度传感器(10)包括：根据微机(20)输出的驱动信号进行工作的传感器加热器(11)和根据探测到的环境湿度的变化而改变阻抗的第1电容器(C1)；这种湿敏电容型相对湿度传感器(10)可向微机(20)输出高达数伏特级的电压信号，无需通过增幅器即可直接向微机(20)输出电压信号。

3.一种带有权利要求1所述的相对湿度传感器控制电路的微波炉的烹调控制方法，其特征在于：

步骤一：用户输入烹调开始命令，驱动传感器加热器和风扇电机工作；

步骤二：经过设定的时间，中断传感器加热器的驱动信号，驱动微波炉磁控管开始工作；

步骤三：相对湿度传感器探测出当前湿度信号值，将此值设定为初始值，根据用户设定的烹调时间，设定电位差(ΔV)；

步骤四：将相对湿度传感器探测到的当前湿度信号值与设定的初始值相比较，计算出该差值达到设定的电位差(ΔV)所用时间第1烹调时间；

步骤五：根据计算出的第1烹调时间，计算出第2烹调时间，在计算第2烹调时间期间内，持续驱动磁控管工作。

4.根据权利要求3所述的微波炉的烹调控制方法，其特征在于：所述的步骤一包括：在相对湿度传感器被驱动时，若探测到当前湿度信号值大于第1设定电压，则显示“传感器故障”的提示信息，所述的步骤二包括：在中断传感器加热器的驱动时，若探测到当前湿度信号值小于第2设定电压，则显示“传感器故障”的提示信息。

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