CN101006899B - 烹饪用具中的温度传感电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

提供温度传感电路和更精确地自动控制烹饪设备中温度传感电路的方法。在该方法中，当烹饪结束时，以烹饪腔的当前温度为基础有选择地使用低温表和高温表。当烹饪进行时，以不同类型的烹饪的预设烹饪温度和烹饪腔的当前温度为基础，有选择地使用低温表和高温表。

Description

烹饪用具中的温度传感电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及温度传感电路，尤其涉及烹饪用具中的温度传感电路，该温度传感电路使用一个温度传感器精确测量低温范围和高温范围的温度，以帮助精确控制该烹饪用具，还涉及该温度传感电路的控制方法。

现有技术

一般地，烹饪用具使用温度传感器测量热的烹饪室内的温度。

热敏电阻广泛用作烹饪用具中的温度传感器，并可以分成其电阻值随着温度升高而降低的负温度系数(NTC)形热敏电阻，和其电阻值随着温度升高而升高的正温度系数(PTC)形热敏电阻。

烹饪用具使用一个热敏电阻，该热敏电阻显示其电阻值的变化，以反应烹饪用具中温度的变化。同样，使用温度传感电路放大电阻值的变化，以估计烹饪用具内部的温度。于是，根据放大器中的增益放大温度传感器所测量的电阻值，以改变电阻值的增益，然后将电阻值输出到微处理器。这样，当电阻值的增益较高时，使用低温范围的温度表，并且当增益较低时，使用高温范围的温度表。

因此，在低温范围的情况下，由于和高温范围相比，根据烹饪用具的内部温度，传感器输出电压的斜率变得较大，所以可以获得高分辨率。

然而，在烹饪食物的大多数情况下，由于烹饪用具加热到高温，所以在进行烹饪期间，使用高温范围的温度表。只有在特殊情况下，如升温或保温周期，才使用低温范围的温度表。也就是，将使用的温度表的类型根据将进行的烹饪类型预先决定。

于是，当烹饪用具工作时，尽管烹饪腔内的温度在烹饪开始时较低，但是由于基于根据食物类型预设的烹饪温度，使用高温温度表，所以难以精确保持恒定温度。也就是，由于在大多数情况下使用具有电阻值的低增益的高温范围的温度表，所以几乎不使用低温范围的温度表。

发明内容

因此，本发明涉及烹饪用具中的温度传感电路及其控制方法，该控制方法基本避免了因现有技术的限制和缺点而出现的一个或多个问题。

本发明的目的是提供烹饪用具的温度传感电路，和该温度传感电路的自动控制方法，该自动控制方法自动使用高温范围和低温范围的温度表。

本发明的另一目的是，提供烹饪用具的温度传感电路，和该温度传感电路的自动控制方法，该控制方法通过不但考虑基于将烹饪食物的类型的预设烹饪温度，而且考虑烹饪腔内的当前温度，从高温和低温范围中选择合适的温度表，用于对烹饪温度的更加精确的控制。

本发明的其它优点、目的和特征将在下面的描述中部分阐述，也将在下面的试验之后使本领域技术人员清楚，或者可以从本发明的实践中得到认识。通过在说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，如此处所具体实现和广泛描述的那样，根据本发明的一个方面，涉及控制烹饪用具的温度传感电路的方法，该温度传感电路通过温度传感器将低温范围和高温范围区分开，并有选择地将低温表用于低温范围，将高温表用于高温范围，该方法包括：当烹饪结束时，以烹饪腔的当前温度为基础，有选择地使用低温表和高温表；及当烹饪进行时，以对不同类型的烹饪所预设的烹饪温度和烹饪腔的当前温度为基础，有选择地使用低温表和高温表，其中，当烹饪进行时，有选择地使用低温表和高温表包括：当烹饪开始时，读取烹饪腔的当前温度和对应于所进行的烹饪类型的预设烹饪温度；及当所读取的当前温度低于第二设定温度T2，并且烹饪温度低于第三设定温度T3时，使用低温表，当所读取的当前温度高于第四设定温度T4时，使用高温表，及当所读取当前温度高于第二设定温度T2，并低于第四设定温度T4时，则保持烹饪之前选择的表。

根据本发明的另一个方面，涉及一种烹饪用具的温度传感电路，包括：安装在烹饪用具中的热敏电阻，用于输出根据温度而改变的电阻值；至少两个电阻器，它们具有与热敏电阻的电阻值组合的相应参照电阻；用于将至少其中一个电阻器打开和关闭的开关装置；用于放大通过热敏电阻分离的电压的放大器；及微处理器，用于控制开关装置的操作，以通过在打开开关装置时使用低温范围的温度表计算烹饪用具的温度，并在关闭开关装置时，通过使用高温范围的温度表计算烹饪用具的温度，其特征在于，在当前烹饪阶段开始之前，当由先前烹饪阶段的余热维持的烹饪装置的温度跌落到第一设定温度T1之下时，该微处理器打开开关装置，并且在当前烹饪阶段开始之后，当烹饪装置的温度升高到第四设定温度T4之上时，关闭开关装置，第四设定温度T4高于第一设定温度T1。

根据本发明，最大化地利用一个热敏电阻所提供的电阻值变化，计算烹饪用具内部的温度。

应当理解的是，本发明的前面的概述和下面的详细描述都是解释性和说明性的，并试图对所要求保护的本发明提供进一步解释。

附图简要描述

附图1是温度传感电路的电路图，它使用具有低温和高温范围的热敏电阻；

附图2是一图表，根据低温和高温范围中的温度，示出了传感器温度输出值；

附图3是本发明所述烹饪用具中温度传感电路的自动控制方法的流程图；及

附图4是一补充线图，示出了烹饪腔温度和烹饪温度的控制方法。

本发明的详细描述

现在将详细参照本发明的优选实施例，在附图中说明了其例子。然而，本发明可以以多种不同形式实现，并不应当构造成局限于此处所述的实施例。

附图1是形成有PTC型热敏电阻的温度传感电路的电路图。

在温度传感电路中使用的该PTC型热敏电阻探测随着温度升高而升高的电阻值，并使用该电阻值估计温度。该电路构造使得，一个热敏电阻1可以用于探测低温和高温范围内的温度。

参照附图1，本发明所述温度探测电路包括电阻根据温度变化而改变的热敏电阻1，第一和第二参照电阻器R1和R2，用于开关第二参照电阻器R2的连接状态的晶体管Q1，电压输出器2，该电压输出器根据第一和第二参照电阻器R1和/或R2的第一和/或第二电阻的电阻值Rth接受分离电压输入值，用于放大从电压输出器2输出的电压电平的放大器3，和微处理器4，该微处理器用于根据烹饪的温度范围控制晶体管Q1，和用于读取从放大器3输出的电压电平并计算当前温度。

此处，电压输出器2用于减小输入分离电压的阻抗影响。放大器3根据(1+R4/R3)的增益放大输入的电压，并将其输出到微处理器4。

在该构造中，微处理器4根据不同食物的预设烹饪温度分成低温范围和高温范围，并探测温度。首先，当使用低温范围的温度表时，输出值p0用于打开晶体管Q1。然后，第二参照电阻器R2与第一参照电阻器R1串联，并且通过以第一和第二参照电阻器R1和R2的电阻值((R1*R2)/(R1+R2))和热敏电阻1的电阻值Rth的总和为基础的分离电压，微处理器4计算当前温度。

也就是，微处理器4首先打开晶体管Q1，并使用低温表计算与通过输入值p1输入的电压电平相对应的当前温度。

当使用高温范围的温度表时，控制信号通过输出值p0输出，并且关闭晶体管Q1。然后，通过除以第二参照电阻R2，微处理器4计算当前温度，通过用电压除以第一参照电阻和热敏电阻1的电阻值Rth。

也就是，在微处理器4关闭晶体管Q1之后，使用高温表计算与通过输入值p1输入的电压电平相对应的当前温度。

将参照附图2描述高温范围的温度表(下文中称为“高温表”)和低温范围的温度表(下文中称为“低温表)。

参照附图2，低温表和高温表构造成具有共享区域“A“。也就是，“A”所表示的区域的电压-温度值既可以在低温表中存在，也可以在高温表中存在。这样，在高温表和低温表之间可以重复进行温度控制。尽管附图2明显增大了低温表和高温表之间的电压-温度值的差异，但是实际上，低温表的电阻值的分辨率高于高温表的电阻值的分辨率。

附图3是本发明所述烹饪用具中温度传感电路的自动控制方法的流程图。

参照附图3，首先在所进行的烹饪结束之后，在步骤S10中以规则间隔读取烹饪腔内的温度，并在步骤S20中判断读取的温度是否大于第一设定温度T1。

此处，为了最大化地使用低温表，第一设定温度T1可以设置为与高温表重叠的低温表中的最大温度值(例如，395℃)。

当步骤S20的判断表明烹饪腔内的温度超过第一设定温度T1时，关闭晶体管Q1，并读取根据第一参照电阻器R1的电阻和热敏电阻1的电阻值Rth的分离电压，并且高温表用于判断与步骤S30中的读取电压电平相对应的当前温度。

当在步骤S20中判断出烹饪腔内的温度低于第一设定温度T1时，打开晶体管Q1，并读取根据第一和第二参照电阻器R1和R2的串联组合电阻((R1＊R2)/(R1+R2))和热敏电阻1的电阻值Rth的分离电压，并且在步骤S40中使用低温表计算对应于读取电压电平的当前温度。

如上所述，在烹饪结束之后的温度控制有选择地使用低温表和高温表，同时考虑高温电平。

当烹饪开始时，读取烹饪腔中的当前高温和适合于烹饪的预设烹饪温度。

在步骤S50中判断读取的高温和烹饪温度，并且当判断结果显示，烹饪腔内的温度低于第二设定温度T2，并且烹饪温度同时低于第三设定温度T3时，在步骤S60中使用低温表计算当前温度。

此处，第二设定温度T2可以设定在低温范围(例如，380℃)的最大温度值，它也包括在高温表中。为了最大化地使用低温表，作为用于判断使用高温表或低温表的参照温度，第三设定温度T3可以设置为与高温表重叠的低温范围的最大温度值(例如，400℃)。

如果在步骤S70中发现烹饪腔内的温度超过第四设定温度T4，则在步骤S80中使用高温表计算当前温度。

此处，第四设定温度T4可以设置为高温范围的最大温度值(例如，420℃)，该高温范围不与低温表重叠。

当烹饪腔内的温度超过第二设定温度T2，并低于第四设定温度T4时，在步骤S90中将烹饪之前选择的表保持为当前的表。此处，在烹饪开始阶段烹饪腔内的温度冷却到低于第一设定温度T1之后，使用低温表；并且在温度冷却至低于第一设定温度T1之前，重新开始烹饪，并且继续使用高温表。

因此，本发明将自动开关算法应用于以烹饪腔内在烹饪期间和烹饪结束之后的温度为基础对表进行使用，从而可以进行烹饪用具的精确温度测量。

为了帮助进一步描述本发明所述的上述方法，附图4提供了一补充线图，示出了烹饪腔温度和烹饪温度的控制方法。

参照附图4和3，烹饪腔内的温度包括第二设定温度T2和第四设定温度T4，并且烹饪温度分成第三设定温度T3以上和以下的范围。也就是，烹饪腔内的温度分成第一、第二和第三范围，并且烹饪温度分成第四和第五范围，从而具有其六种组合。此处，由于烹饪腔内的温度无法高于烹饪温度，所以这种情况可以看作错误。于是，假定烹饪腔内的温度将不高于烹饪温度。

此处，当正在使用本发明所述的控制方法并且正在进行烹饪时，对烹饪腔的温度和烹饪温度进行组合，并且使用低温表或高温表。此处，在本发明中进行使用低温表的步骤S60，使用高温表的步骤S80，和使用当前表的步骤S90。在附图3中，括弧中前面的数字表示烹饪腔的温度范围，后面的数字表示烹饪温度范围。

本发明所述的控制方法构造如下。

首先，当烹饪腔内的温度烹饪开始处冷却到低于第二设定温度T2时，无论烹饪温度如何，都使用低温表，并且在烹饪腔的温度升高时使用低温表。然后，当烹饪腔的温度超过第四温度T4时，使用高温表，并且连续使用。

同样，当在烹饪腔的温度跌落到第二设定温度T2以下之前重新开始烹饪时，连续使用高温表。

当烹饪腔的温度在烹饪开始处位于第二设定温度T2和第一设定温度T1之间时，首先使用低温表，并且当烹饪腔的温度超过第四设定温度T4时，使用高温表。

在上述实施例或其他实施例中，无论设定烹饪温度如何，开始烹饪时总是选择低温表，并且当烹饪进行时，可以根据烹饪室的温度升高选择高温表。

为了获得烹饪腔的温度的更准确读数，一起使用烹饪腔的当前温度、当前烹饪温度和烹饪腔的先前温度，选择使用的温度表。于是，可以优化食物的烹饪温度，以得到最佳结果。

同样，由于可以最大化地使用具有比高温表更高分辨率的低温表，所以可以更精确地判断烹饪腔的温度。

而且，由于可以完全利用PTC型的热敏电阻的工作特性，所以可以实现温度测量中的更高等级的精度。

本领域技术人员将清楚的是，在本发明中可以进行各种修改和改变。于是，期望倘若本发明的修改和改变落入所附权利要求和它们的等效物的范围内，则本发明覆盖它们。

Claims (7)

1.控制烹饪用具的温度传感电路的方法，该温度传感电路通过温度传感器将低温范围和高温范围区分开，并有选择地将低温表用于低温范围，将高温表用于高温范围，该方法包括：

当烹饪结束时，以烹饪腔的当前温度为基础，有选择地使用低温表和高温表；及

当烹饪进行时，以对不同类型的烹饪所预设的烹饪温度和烹饪腔的当前温度为基础，有选择地使用低温表和高温表，

其中，当烹饪进行时，有选择地使用低温表和高温表包括：

当烹饪开始时，读取烹饪腔的当前温度和对应于所进行的烹饪类型的预设烹饪温度；及

当所读取的当前温度低于第二设定温度T2，并且烹饪温度低于第三设定温度T3时，使用低温表，

当所读取的当前温度高于第四设定温度T4时，使用高温表，及

当所读取当前温度高于第二设定温度T2，并低于第四设定温度T4时，则保持烹饪之前选择的表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，烹饪结束时，有选择地使用低温表和高温表包括：

当烹饪结束时，以规则间隔读取烹饪腔的当前温度；及

当读取的当前温度低于第一设定温度T1时，使用低温表，及

当读取的当前温度高于第一设定温度T1时，使用高温表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

低温表包括用于第二设定温度T2以下的温度范围的表值，

高温表包括用于第四设定温度T4以上的表值，及

第二温度范围T2以上且第四设定温度T4以下的温度范围中的表值由高温表和低温表共享。

4.一种烹饪用具的温度传感电路，包括：

安装在烹饪用具中的热敏电阻，用于输出根据温度而改变的电阻值；

至少两个电阻器，它们具有与热敏电阻的电阻值组合的相应参照电阻；

用于将至少其中一个电阻器打开和关闭的开关装置；

用于放大通过热敏电阻分离的电压的放大器；及

微处理器，用于控制开关装置的操作，以通过在打开开关装置时使用低温范围的温度表计算烹饪用具的温度，并在关闭开关装置时，通过使用高温范围的温度表计算烹饪用具的温度，

其特征在于，在当前烹饪阶段开始之前，当由先前烹饪阶段的余热维持的烹饪装置的温度跌落到第一设定温度T1之下时，该微处理器打开开关装置，并且在当前烹饪阶段开始之后，当烹饪装置的温度升高到第四设定温度T4之上时，关闭开关装置，

第四设定温度T4高于第一设定温度T1。

5.如权利要求4所述的温度传感电路，其特征在于，该放大器包括输入部分，该输入部分带有用于减小分离电压的阻抗影响的电压输出器。

6.如权利要求4所述的温度传感电路，其特征在于，使用两个电阻器。

7.如权利要求4所述的温度传感电路，其特征在于，与高温范围的温度表相比，低温范围的温度表具有与热敏电阻的电阻值相对应的温度的更高分辨率。

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