CN113654677B - 加热测温电路及其温度检测方法、烹饪装置、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种加热测温电路及其温度检测方法、烹饪装置、存储介质,该加热测温电路设置于面板的一侧,用于对面板的另一侧放置的金属物体进行加热测温,加热测温电路包括第一线圈和第二线圈;温度检测方法包括:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。通过上述方式,提高了温度检测的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及温度检测技术领域,特别是涉及一种加热测温电路及其温度检测方法、烹饪装置、存储介质。
背景技术
一般,在对金属物体进行加热时,需要对金属物体的温度进行检测和控制,以烹饪装置为例,为了实现对烹饪装置的良好控制,使烹饪装置对锅具进行加热,需要测量锅具的温度。例如,采用设定的加热曲线对锅具进行加热,需要检测锅具的温度是否满足设定的加热曲线,再比如,当锅具温度异常时,可以使烹饪装置暂停加热。
现有的一种方式是通过热敏电阻来检测锅具的温度,但是由于热敏电阻的位置设置问题,导致温度检测不准确,并且对锅具的局部位置的温度突变检测也不够灵敏。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供了一种加热测温电路及其温度检测方法、烹饪装置、存储介质,提高了温度检测的准确性。
本申请采用的一个技术方案是:提供一种基于加热测温电路的温度检测方法,该加热测温电路设置于面板的一侧,用于对面板的另一侧放置的金属物体进行加热测温,加热测温电路包括第一线圈和第二线圈;温度检测方法包括:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。
其中,加热测温电路还包括开关管,开关管连接第一线圈,用于在控制脉冲的作用下,控制第一线圈的通断;获取当前盘间距,包括:在保持控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,获取目标加热参数;根据目标加热参数确定当前盘间距;其中,盘间距为加热线圈和加热面之间的距离。
其中,根据加热参数确定当前盘间距,包括:根据预先确定的加热参数和盘间距的对应关系,确定与目标加热参数对应的当前盘间距。
其中,该方法还包括:在保持控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,调整盘间距,并获取不同盘间距对应的加热参数,以形成加热参数和盘间距的对应关系。
其中,加热参数为第一线圈的加热功率。
其中,加热参数为接收信号的平均值。
其中,根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度,包括:根据当前盘间距和预设盘间距,确定盘间距偏移量;根据盘间距偏移量确定温度补偿量;根据测量温度和温度补偿量,确定金属物体的实际温度。
其中,根据盘间距偏移量确定温度补偿量,包括:将盘间距偏移量乘以预设比例系数,得到温度补偿量。
本申请采用的另一个技术方案是:提供一种烹饪装置,该烹饪装置包括:面板;加热测温电路,加热测温电路设置于面板的一侧,用于对面板的另一侧放置的锅具进行加热测温,加热测温电路包括第一线圈和第二线圈;控制器,连接加热测温电路,用于执行相应的程序数据以实现如上述的方法。
本申请采用的另一个技术方案是:提供计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有程序数据,程序数据在被控制器执行时,用以实现如上述的方法。
本申请采用的另一个技术方案是:提供一种加热测温电路,该加热测温电路设置于面板的一侧,用于对面板的另一侧放置的金属物体进行加热测温,加热测温电路包括:第一线圈;第二线圈;控制电路,连接第一线圈和第二线圈;控制电路用于:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号,根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;以及获取当前盘间距,根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度,其中,盘间距为加热线圈和面板的另一侧之间的距离。
其中,第二线圈包括第一差分线圈和第二差分线圈,第一差分线圈和第二差分线圈的一对同名端连接,第一差分线圈和第二差分线圈的另一对同名端产生接收信号。
其中,第一线圈包括加热线圈和激励线圈,控制电路用于对激励线圈提供激励信号。
本申请采用的另一个技术方案是:提供一种烹饪装置,该烹饪装置包括:面板;加热测温电路,加热测温电路设置于面板的一侧,面板的另一侧用于放置锅具;其中,加热测温电路是如上述的加热测温电路。
本申请提供的温度检测方法包括:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。通过上述方式,考虑到了盘间距对温度检测结果的影响,利用盘间距来确定温度补偿量,并利用温度补偿量对测量得到的温度进行补偿,以得到实际温度值,避免了因工艺问题或使用问题造成盘间距发生变化时,温度测量不准确的问题,提高了温度检测的准确性,也进一步便于对金属物体进行温度加热控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1是本申请提供的烹饪装置一实施例的结构示意图;
图2是本申请提供的加热测温电路第一实施例的电路示意图;
图3是本申请提供的加热测温电路第二实施例的电路示意图;
图4是本申请激励线圈、第二线圈、金属物体的等效电路图;
图5是本申请提供的烹饪装置的控制方法一实施例的流程示意图;
图6是一实施例中输入电源和A点波形示意图;
图7是固定PPG时,盘间距和加热功率的关系示意图;
图8是固定PPG时,盘间距和接收信号的平均值的关系示意图;
图9是一实施例中步骤54的流程示意图;
图10是本申请提供的烹饪装置另一实施例的结构示意图;
图11是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1,图1是本申请提供的烹饪装置一实施例的结构示意图,该烹饪装置10包括面板11、第一线圈12和第二线圈13。
其中,面板11包括第一侧面和第二侧面,其中的第一侧面为加热面,用于放置金属物体20,第一线圈12和第二线圈13设置于第二侧面。可选地,面板11采用非金属材料制作,第一线圈12和第二线圈13与面板11不直接接触。
其中,第一线圈12在通电时产生交变磁场,金属物体在该交变磁场的作用下产生电涡流,以实现第一线圈12对金属物体20(锅具)的加热。
可选地,在一实施例中,第一线圈12可以包括两个单独的线圈,即加热线圈和激励线圈,其中的加热线圈在通电后产生交变磁场,以使金属物体产生电涡流,从而对金属物体进行加热。其中,加热线圈和激励线圈可以单独设置,也可以采用同一个线圈连接,比如同一个线圈的外圈为加热线圈,内圈为激励线圈。在一可选的方式中,加热线圈和激励线圈同轴设置。
可选地,在另一实施例中,第一线圈12可以同时作为加热线圈和激励线圈,即,对第一线圈12提供交变电流时,其产生的交变磁场使金属物体产生电涡流,电涡流对金属物体加热。在测量金属物体的温度时,对第一线圈12提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步通过电磁感应使第二线圈产生接收信号,根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度。
结合图2,图2是本申请提供的加热测温电路第一实施例的电路示意图,该加热测温电路包括电源输入端L/N、保险管F1、整流桥D1、扼流圈L1、滤波电容C1、谐振电容C2,谐振电感L2(加热线圈)、开关管(例如IGBT型开关管)、激励电源VSS、二极管D4、电流互感器L3(激励线圈)。
在一可选的实施例中,第二线圈13包括第一差分线圈Ls1和第二差分线圈Ls2,Ls1、Ls2的一对同名端相连,消除谐振电感L2带来的影响,获取差分信号。在一可选的实施例中,第一差分线圈Ls1和第一线圈12同轴设置。在一实施例中,第一差分线圈Ls1可以设置在第一线圈12的正上方,在另一实施例中,第一差分线圈Ls1和第一线圈12设置在同一平面,且第一差分线圈Ls1设置在第一线圈12的内部。当然,在其他实施例中,第一差分线圈Ls1和第一线圈12也可以不同轴设置。
结合图3,图3是本申请提供的加热测温电路第二实施例的电路示意图,该加热测温电路包括电源输入端L/N、保险管F1、整流桥D1、扼流圈L1、滤波电容C1、谐振电容C2,谐振电感L2(加热线圈)、开关管(例如IGBT型开关管)、激励电源VSS、二极管D4、电流互感器L3(激励线圈)。
另外,该加热测温电路还包括过零电路(由二极管D2、D3,电阻R1、R2、R3,比较器CMP1构成)、IGBT驱动模块DR1、主控芯片IC1。
下面对温度检测原理进行说明:
当激励线圈靠近金属物体(金属)时,金属物体表面受到交变磁场作用产生电涡流,此时激励线圈产生电涡流的等效电路,如图4所示,图4是本申请激励线圈、第二线圈、金属物体的等效电路图,其中Rz为金属物体等效电阻,Lz为金属物体等效电感,涡流电流可以表示为:Iz=I3·jωM/(Rz+jωLz);其中,M为激励线圈和金属物体之间的互感。
当温度变化时,Lz基本保持不变,而Rz=f(t)随温度发生变化,因而Iz与I3的相位差如下,且该相位差随温度发生变化。
Δφ=∠Iz-∠I3=π/2-arctan(ωLz/Rz)=arctan(Rz/ωLz)
为准确测量涡流电流Iz,在一实施例中采用一对差分线圈接收信号,其中Ls1、Ls2分别是第一差分线圈和第二差分线圈的自电感;Ms1、Ms2分别是移除金属物体后第一差分线圈和第二差分线圈与激励线圈之间的互感;Mz1、Mz2分别是第一差分线圈和第二差分线圈与金属物体之间的互感。在本实施例中,要求Ms1=Ms2,Mz1≠Mz2,第一差分线圈和第二差分线圈的另一对同名端之间的信号作为接收信号Usr,由于激励线圈在第一差分线圈和第二差分线圈上的感应电压相互抵消,因而不会影响金属物体上的涡流电流感应到差分第二线圈上的信号,差分第二线圈的开路输出电压Usr为:
Usr=Iz·jω(Mz1-Mz2)=I3·jωM·jω(Mz1-Mz2)/(Rz+jωLz)
因此,只要测量Usr与I3的相位差,即可计算得到金属物体的温度值;故本实施例的测量过程为:(1)在激励线圈上输出固定频率的正弦波或方波;(2)测量接收信号Usr与激励线圈基波电流的相位差;(3)根据相位差计算被测导体的温度。
经过实践发现,上述实施例的温度检测不够准确,下面再通过一实施例对上述实施方式进行改进。
参阅图5,图5是本申请提供的烹饪装置的控制方法一实施例的流程示意图,该方法包括:
步骤51:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号。
步骤52:根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度。
如图6所示,图6是一实施例中输入电源和A点波形示意图。具体地,在本实施例中,在输入电源接近0的时候进行温度测量。可选地,在可以0点附近的预设时间宽度内进行测量。
其中,步骤51和步骤52可以采用上述的方式进行,这里不再赘述。
步骤53:获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离。
可选地,在一实施例中,可以通过设置传感器来直接测量盘间距。例如,可以在面板底部设置红外发射器和红外接收器,用于检测面板底部与第一线圈之间的距离,再结合面板的厚度,就可以计算出第一线圈和加热面之间的距离。
可选地,在另一实施例中,可以通过预先建立某一个加热参数与盘间距的关系,然后通过获取加热参数来确定对应的盘间距。具体地,在保持控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,获取目标加热参数;根据目标加热参数确定当前盘间距。具体参阅图2,其中开关管(例如IGBT型开关管)的控制端由控制脉冲PPG来控制,以N型管为例,当PPG为高电平时,IGBT导通,当PPG为低电平时,IGBT关闭。
其中,根据预先确定的加热参数和盘间距的对应关系,确定与目标加热参数对应的当前盘间距。可选地,加热参数和盘间距的对应关系可以通过实验数据获得,例如,在保持控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,调整盘间距,并获取不同盘间距对应的加热参数,以形成加热参数和盘间距的对应关系。
在一种实施例中,如图7所示,图7是固定PPG时,盘间距和加热功率的关系示意图。在固定PPG值(脉冲宽度)的情况下,盘间距H不同状态下,加热功率P不同。盘间距H越大,系统耦合差,固定PPG值加热时,功率P越小。
因此,可以预先建立盘间距H与加热功率P之间的关系:H=f1(P,PPG),只要检测加热功率P,就可以获得当前盘间距H。例如,可以建立一次线性函数:H=K1*P,通过多次实验数据,得到多组H和P,然后计算系数K1。另外,也可以通过多次实验数据,建立H和P的对应关系数据表,在检测到加热功率P后,通过查询数据表得到对应的当前盘间距H。
在另一种实施例中,如图8所示,图8是固定PPG时,盘间距和接收信号的平均值的关系示意图。在固定PPG值(脉冲宽度)的情况下,盘间距H不同状态下,接收信号Usr的平均值V不同。盘间距H越大,系统耦合差,固定PPG值加热时,接收信号Usr的平均值V越小。
因此,可以预先建立盘间距H与接收信号Usr的平均值V之间的关系:H=f1(V,PPG),只要检测接收信号Usr的平均值V,就可以获得当前盘间距H。例如,可以建立一次线性函数:H=K2*V,通过多次实验数据,得到多组H和V,然后计算系数K2。另外,也可以通过多次实验数据,建立H和V的对应关系数据表,在检测到接收信号Usr的平均值V后,通过查询数据表得到对应的当前盘间距H。
步骤54:根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。
可选地,如图9所示,图9是一实施例中步骤54的流程示意图,步骤54可以具体包括:
步骤541:根据当前盘间距和预设盘间距,确定盘间距偏移量。
其中,盘间距偏移量△H=H-H0,其中,H为当前盘间距,H0为预设盘间距。
步骤542:根据盘间距偏移量确定温度补偿量。
可选地,可以预先建立盘间距偏移量△H和温度补偿量△T之间的对应关系,例如,△T=K*△H,然后通过多次实验数据计算得到K值。另外,也可以通过多组盘间距偏移量△H和温度补偿量△T建立数据表,在计算得到盘间距偏移量△H后,通过查表的方式得到温度补偿量△T。
步骤543:根据测量温度和温度补偿量,确定金属物体的实际温度。
其中,采用以下方式计算实际温度值T实际:T实际=T测量+△T。
结合上述步骤,在另一实施例中,可以直接建立盘间距偏移量与实际温度值之间的关系:
T实际=T测量+K*△H。
区别于现有技术,本实施例提供的温度检测方法包括:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。通过上述方式,考虑到了盘间距对温度检测结果的影响,利用盘间距来确定温度补偿量,并利用温度补偿量对测量得到的温度进行补偿,以得到实际温度值,避免了因工艺问题或使用问题造成盘间距发生变化时,温度测量不准确的问题,提高了温度检测的准确性,也进一步便于对金属物体进行温度加热控制。
可以理解地,上述的方法可以程序数据的形成存储于存储介质中,并可以由图3的实施例中提供的主控芯片IC1来执行实现。在一实施例中,该主控芯片IC1可以是烹饪装置中的主控芯片,该烹饪装置可以是电磁炉。
参阅图10,图10是本申请提供的烹饪装置另一实施例的结构示意图,该烹饪装置10包括面板(图未示)、加热测温电路15和控制器16,其中,加热测温电路15设置于面板的一侧,用于对面板的另一侧放置的锅具进行加热测温,其中,加热测温电路15包括第一线圈和第二线圈。
进一步,控制器16连接加热测温电路15,用于执行相应的程序数据以实现如下的方法:对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。
可选地,在一实施例中,上述的程序数据可以存储于控制器16的内存单元中,在另一实施例中,该烹饪装置10还可以保存一存储器,连接控制器16,存储器用于存储上述程序数据。
参阅图11,图11是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图,该计算机可读存储介质110中存储有程序数据111,该程序数据111在被控制器执行时,用以实现如下的方法:
对第一线圈提供激励信号,以使金属物体产生电涡流,电涡流进一步使第二线圈产生接收信号;根据激励信号和接收信号确定金属物体的测量温度;获取当前盘间距;其中,盘间距为第一线圈和面板的另一侧之间的距离;根据当前盘间距和测量温度,确定金属物体的实际温度。
在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的方法以及设备,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是根据本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种基于加热测温电路的温度检测方法,其特征在于,所述加热测温电路设置于面板的一侧,用于对所述面板的另一侧放置的金属物体进行加热测温,所述加热测温电路包括第一线圈和第二线圈;
所述温度检测方法包括:
对所述第一线圈提供激励信号,以使所述金属物体产生电涡流,所述电涡流进一步使所述第二线圈产生接收信号;
根据所述激励信号和所述接收信号确定所述金属物体的测量温度;
获取当前盘间距;其中,所述盘间距为所述第一线圈和所述面板的另一侧之间的距离;
根据所述当前盘间距和预设盘间距,确定盘间距偏移量,然后将所述盘间距偏移量乘以预设比例系数,得到温度补偿量,再根据所述测量温度和温度补偿量,确定所述金属物体的实际温度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述加热测温电路还包括开关管,所述开关管连接所述第一线圈,用于在控制脉冲的作用下,控制所述第一线圈的通断;
所述获取当前盘间距,包括:
在保持所述控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,获取目标加热参数;
根据所述目标加热参数确定当前盘间距。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述根据所述目标加热参数确定当前盘间距,包括:
根据预先确定的加热参数和盘间距的对应关系,确定与所述目标加热参数对应的当前盘间距。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述方法还包括:
在保持所述控制脉冲的脉冲宽度不变的情况下,调整盘间距,并获取不同盘间距对应的加热参数,以形成所述加热参数和盘间距的对应关系。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,
所述加热参数为所述第一线圈的加热功率。
6.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,
所述加热参数为所述接收信号的平均值。
7.一种烹饪装置,其特征在于,所述烹饪装置包括:
面板;
加热测温电路,所述加热测温电路设置于面板的一侧,用于对所述面板的另一侧放置的锅具进行加热测温,所述加热测温电路包括第一线圈和第二线圈;
控制器,连接所述加热测温电路,用于执行相应的程序数据以实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有程序数据,所述程序数据在被控制器执行时,用以实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种加热测温电路,其特征在于,所述加热测温电路设置于面板的一侧,用于对所述面板的另一侧放置的金属物体进行加热测温,所述加热测温电路包括:
第一线圈;
第二线圈;
控制电路,连接所述第一线圈和所述第二线圈;
所述控制电路用于:
对所述第一线圈提供激励信号,以使所述金属物体产生电涡流,所述电涡流进一步使所述第二线圈产生接收信号,根据所述激励信号和所述接收信号确定所述金属物体的测量温度;以及
获取当前盘间距,根据所述当前盘间距和预设盘间距,确定盘间距偏移量,然后将所述盘间距偏移量乘以预设比例系数,得到温度补偿量,再根据所述测量温度和温度补偿量,确定所述金属物体的实际温度,其中,所述盘间距为所述第一线圈和所述面板的另一侧之间的距离。
10.根据权利要求9所述的加热测温电路,其特征在于,
所述第二线圈包括第一差分线圈和第二差分线圈,所述第一差分线圈和所述第二差分线圈的一对同名端连接,所述第一差分线圈和所述第二差分线圈的另一对同名端产生所述接收信号。
11.根据权利要求9所述的加热测温电路,其特征在于,
所述第一线圈包括加热线圈和激励线圈,所述控制电路用于对所述激励线圈提供激励信号。
12.一种烹饪装置,其特征在于,所述烹饪装置包括:
面板;
加热测温电路,所述加热测温电路设置于面板的一侧,所述面板的另一侧用于放置锅具;
其中,所述加热测温电路是如权利要求9-11任一项所述的加热测温电路。
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