CN110207800B - 压力传感器、烤箱及用于烤箱的智能控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力传感器，包括称重电路、控制器、时钟电路；所述称重电路根据被测物重量产生相应的电容并且转化为频率值输出到控制器，所述时钟电路与控制器连接用于校正压力传感器；还公开了一种烤箱和烤箱的智能控制方法。本发明通过被测物压力造成电容值的变化，根据电容值确定频率，从而根据频率确定被测物重量；电路结构简单、测量准确，为后续控制提供有利支持。
Description
技术领域
本发明属于测量控制技术领域，具体涉及一种压力传感器、烤箱及用于烤箱的智能控制方法。
背景技术
目前烤箱一般不具备对食材的体积、重量以及属性的检测功能，一般通过人为设定或说明书指导用户，设定加热管的加热时间和温度，便利性不足。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种压力传感器、烤箱及用于烤箱的智能控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种压力传感器，包括称重电路、控制器、时钟电路；所述称重电路根据被测物重量产生相应的电容并且转化为频率值输出到控制器，所述时钟电路与控制器连接用于校正压力传感器。
上述方案中，所述称重电路包括驱动电路IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电感L1、电容C1、可变电容C2，所述双稳开关控制电路的OUT端经第一电阻R1接控制器，所述驱动电路IC1的第一输入端经电容C1接地，第二输入端依次经第三电阻R3、可变电容C2接地；所述第二电阻R2和电感L1依次并联在双稳开关控制电路的两个输入端之间。
上述方案中，所述可变电容C2由相对设置的固定金属板和移动金属板组成，根据所述固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值。
上述方案中，所述时钟电路包括实时时钟电路IC2、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、晶振XT1、第五电容C5，所述实时时钟电路IC2的第1、4端之间并联第五电容C5，第2、3端之间并联晶振XT1，第5、6、7端分别经第十电阻R10、第九电阻R9、第八电阻R8接控制器，第8端经3V镍镉电池接地；所述第五电容C5的一端经第十一电阻R11接+5V电源，另一端接地。
本发明实施例还提供一种烤箱，包括内胆、加热管、如上述方案中任意一项所述的压力传感器，所述内胆下方设置压力传感器，所述加热管设置在内胆内并且与压力传感器连接。
本发明实施例还提供一种烤箱的智能控制方法，该方法为：根据测量周期压力传感器重复测量内胆中食物的重量，确定所述重复测量内胆中食物的重量的重量均值，根据所述重量均值和重量值差表确定加热管的加热时间和加热温度参数，并且根据所述加热时间和加热温度参数对加热管进行控制。
上述方案中，所述根据测量周期压力传感器重复测量内胆中食物的重量，具体为：所述称重电路根据内胆中食物的重量确定固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积，并且根据所述固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值，所述驱动电路IC1根据可变电容C2的数值确定频率值，所述控制器根据所述频率值进行计数并且根据频率与重量的关系曲线确定当前内胆中食物的重量。
上述方案中，该方法还包括：所述压力传感器在校正周期内进行校正获得校正后的频率与重量的关系曲线。
上述方案中，所述压力传感器在校正周期内进行校正获得校正后的频率与重量的关系曲线，具体为：所述时钟电路确定到达校正周期后，所述称重电路测量内胆自重的重量获得第一重量和对应的频率，所述称重电路测量内胆和烤叉的重量获得第二重量和对应的频率，根据所述第一重量和对应的频率、第二重量和对应的频率确定校正后的直线即校正后的频率与重量的关系曲线。
与现有技术相比，本发明通过被测物压力造成电容值的变化，根据电容值确定频率，从而根据频率确定被测物重量；电路结构简单、测量准确，为后续控制提供有利支持。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种压力传感的电路图；
图2为本发明实施例提供一种压力传感器的两个金属板重叠区域变化示意图；
图3为本发明实施例提供一种压力传感器的原理图；
图4为本发明实施例提供一种压力传感器中称重特性曲线图；
图5为本发明实施例提供一种烤箱的原理图；
图6为本发明实施例提供一种烤箱的智能控制方法的流程图；
图7为本发明实施例提供一种烤箱的智能控制方法中压力传感器产生偏差时的称重特性曲线图；
图8为本发明实施例提供一种烤箱的智能控制方法中压力传感器校正过程的流程图；
图9为烤箱中烤架下部的微动开关S1的电路图；
图10为烤箱中烤叉下部的微动开关S2的电路图；
图11为本发明实施例提供一种烤箱的智能控制方法中压力传感器校正前后的称重特性曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种压力传感器，如图1所示，包括称重电路、控制器、时钟电路；所述称重电路根据被测物重量产生相应的电容并且转化为频率值输出到控制器，所述时钟电路与控制器连接用于校正压力传感器。
所述称重电路包括驱动电路IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电感L1、电容C1、可变电容C2，所述双稳开关控制电路的OUT端经第一电阻R1接控制器，所述驱动电路IC1的第一输入端经电容C1接地，第二输入端依次经第三电阻R3、可变电容C2接地；所述第二电阻R2和电感L1依次并联在双稳开关控制电路的两个输入端之间。
所述可变电容C2的两端分别连接固定金属板和移动金属板，所述固定金属板和移动金属板相对设置，根据所述固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值。
如图2所示，利用重量产生的型变量，根据C＝ε×A/D，可变电容C2发生变化，利用LC震荡原理，
通过驱动电路IC1得到频率f。利用控制器对频率计数，根据f值计算出被测物的重量。
所述时钟电路包括实时时钟电路IC2、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、晶振XT1、第五电容C5，所述实时时钟电路IC2的第1、4端之间并联第五电容C5，第2、3端之间并联晶振XT1，第5、6、7端分别经第十电阻R10、第九电阻R9、第八电阻R8接控制器，第8端经3V镍镉电池接地；
所述第五电容C5的一端经第十一电阻R11接+5V电源，另一端接地。
如图2所示，被测物的重量不同，固定金属板和移动金属板的相对位移量不同，则两金属板造成可变电容C2产生的电容发生变化。
如图3所示，电容C＝ε×A/D，其中ε和D固定，而两电极重复区域A是发生变化的。
如图1所示，根据LC震荡回路
频率f随之变化。
如图4所示，称重特性曲线可以看出，重量↑→面积A↑→电容↑→频率↓，随着压力增大，两金属板间复合面积增大，电容值电容C＝ε×A/D随之增大；LC震荡回路
频率f随之变小；通过实际测量，得到频率与重量的关系曲线。
本发明实施例还提供一种烤箱，包括内胆、加热管、如上述的压力传感器，所述内胆下方设置压力传感器，所述加热管设置在内胆内并且与压力传感器连接。
如图5所示，压力造成内胆中的压力盘向下运动，可变电容C发生变化；可变电容C与驱动电路组成LC震荡，输出频率信号f；控制器对频率计数，通过频率与重量的关系曲线，得到重量值；控制器根据重量信息输出给加热管的加热温度及加热时间。
本发明实施例还提供一种烤箱的智能控制方法，如图6所示，该方法通过以下步骤实现：
步骤101：根据测量周期压力传感器重复测量内胆中食物的重量，确定所述重复测量内胆中食物的重量的重量均值；
具体地：所述称重电路根据内胆中食物的重量确定固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积，并且根据所述固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值，所述驱动电路IC1根据可变电容C2的数值确定频率值，所述控制器根据所述频率值进行计数并且根据频率与重量的关系曲线确定当前内胆中食物的重量。
步骤102根据所述重量均值和重量值差表确定加热管的加热时间和加热温度参数；
步骤103：根据所述加热时间和加热温度参数对加热管进行控制。
如图7所示，随着重力传感器的使用，重力传感器不可避免的发生型变疲劳，所以，该方法还包括：所述压力传感器在校正周期内进行校正获得校正后的频率与重量的关系曲线，如图8所示，具体通过以下步骤实现：
步骤201：所述时钟电路确定是否到达校正周期；
具体地，所述时钟电路预先设置校正周期，所述时钟电路根据进行计时当到达校正周期后，转向步骤202：
步骤202：所述称重电路测量内胆自重的重量获得第一重量和对应的频率，所述称重电路测量内胆和烤叉的重量获得第二重量和对应的频率；
具体地，如图9所示，内胆上有挂架(用于将食物分层放置)，烤架下部带有微动开关S1，感应有无食物，食物有—导通，食物无—断开；
如图10所示，烤叉安装在内胆，烤叉可拆卸，此处有微动开关S2感应烤叉有和无的状态，烤叉有--导通，烤叉无—断开。
校时过程中，当S1和S2断开时，得到标准a---内腔自重(不带烤叉)校正，得到a点；
校时过程中，当S1断开&S2闭合时，得到标准b---内腔自重(带烤叉)校正，得到b点；
步骤203：根据所述第一重量和对应的频率、第二重量和对应的频率确定校正后的直线即校正后的频率与重量的关系曲线。
具体地，将a点和b点连接即得直线为校正后的频率与重量的关系曲线。
进一步地，当校正完成后，时钟电路清零，重新开始计时。
如图11所示为校正前后的频率与重量的关系曲线，从图11a可以看出，长时间使用后压力传感器由于疲劳存在较为明显的偏差，如图11b所示，标准曲线重量a和b分别对应频率fa0和fb0，校准时，重量Wa—电容Ca—实测频率fa，此时fa0＝fa，校准时，重量Wb—电容Cb—实测频率fb，此时fb0＝fb，重新得到校准后的标准曲线。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种烤箱的智能控制方法，其特征在于，该方法为：根据测量周期压力传感器重复测量内胆中食物的重量，具体为：称重电路根据内胆中食物的重量确定固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积，并且根据所述固定金属板和所述移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值，驱动电路IC1根据可变电容C2的数值确定频率值，控制器根据所述频率值进行计数并且根据频率与重量的关系曲线确定当前内胆中食物的重量；
所述压力传感器在校正周期内还进行校正以获得校正后的频率与重量的关系曲线，具体为：时钟电路确定到达校正周期后，所述称重电路测量内胆自重的重量获得第一重量和对应的频率，所述称重电路测量内胆和烤叉的重量获得第二重量和对应的频率，根据所述第一重量和对应的频率、第二重量和对应的频率确定校正后的直线即校正后的频率与重量的关系曲线；
确定所述重复测量内胆中食物的重量的重量均值；
根据所述重量均值和重量值差表确定加热管的加热时间和加热温度参数，并且根据所述加热时间和加热温度参数对加热管进行控制。
2.根据权利要求1所述的烤箱的智能控制方法，其特征在于，所述压力传感器包括称重电路、控制器、时钟电路；所述称重电路根据被测物重量产生相应的电容并且转化为频率值输出到控制器，所述时钟电路与控制器连接用于校正压力传感器。
3.根据权利要求2所述的烤箱的智能控制方法，其特征在于，所述称重电路包括驱动电路IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电感L1、电容C1、可变电容C2，双稳开关控制电路的OUT端经第一电阻R1接控制器，所述驱动电路IC1的第一输入端经电容C1接地，第二输入端依次经第三电阻R3、可变电容C2接地；所述第二电阻R2和电感L1依次并联在双稳开关控制电路的两个输入端之间。
4.根据权利要求3所述的烤箱的智能控制方法，其特征在于，所述可变电容C2由相对设置的固定金属板和移动金属板组成，根据所述固定金属板和移动金属板之间的重叠区域的面积确定可变电容C2的数值。
5.根据权利要求2-4任一项所述的烤箱的智能控制方法，其特征在于，所述时钟电路包括实时时钟电路IC2、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、晶振XT1、第五电容C5，所述实时时钟电路IC2的第1、4端之间并联第五电容C5，第2、3端之间并联晶振XT1，第5、6、7端分别经第十电阻R10、第九电阻R9、第八电阻R8接控制器，第8端经3V镍镉电池接地；
所述第五电容C5的一端经第十一电阻R11接+5V电源，另一端接地。
6.一种应用权利要求1-5任一项所述的烤箱的智能控制方法的烤箱，其特征在于，包括内胆、加热管和压力传感器；所述内胆下方设置压力传感器，所述加热管设置在内胆内并且与压力传感器连接。
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