CN212321821U - 一种用于霍尔传感器的信号检测电路及烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于霍尔传感器的信号检测电路及烹饪器具，该信号检测电路包括设有A/D信号端口的检测芯片和供电电源，所述霍尔传感器包括电压输入端口，信号输出端口和接地端口，其特征在于，所述供电电源的输出端经第一分压电阻连接A/D信号端口，所述A/D信号端口连接霍尔传感器的电压输入端口，所述霍尔传感器的信号输出端口经第二分压电阻连接电压输入端口。本实用新型还公开了一种具有上述信号检测电路的烹饪器具。本申请能够在不增加检测引线的同时达到准确检测的目的。

Description

一种用于霍尔传感器的信号检测电路及烹饪器具

技术领域

本实用新型属于家用电器技术领域，具体涉及一种用于霍尔传感器的信号检测电路及烹饪器具。

背景技术

随着科技发展，越来越多的烹饪器具出现，这为用户的生活提供了极大的便利。

一些烹饪器具中，通常需要对其盖体与煲体之间的开合盖状态进行检测。现有技术中的开合盖检测装置，一般采用微动开关、干簧管或者霍尔传感器的输出端连接三根导线来进行开合盖检测。

还有一些烹饪器具中，设置有水箱，需要对水箱的水位进行检测以确保安全烹饪。

上述方案中，若使用微动开关进行开合盖检测，则烹饪器具烹饪过程中产生的冷凝水容易流至微动开关表面或内部触点上，导致触点氧化或触点短路等问题，一些烹饪器具使用防水微动开关或者在微动开关外面增加挡水结构，这样虽然有一定的防水效果，但是成本较高；若使用干簧管配合磁铁进行开合盖检测，虽然可以解决防水问题，但是干簧管为机械触点结构，工作时间长久之后其弹片容易产生疲劳变形，影响检测精度，例如若合盖不到位烹饪器具就开始工作，很有可能会影响烹饪效果。

霍尔传感器作为半导体器件，具有无机械触点、体积小寿命长、检测精度高的优点，若与磁铁结合配合做开合盖检测使用，则检测准确、使用寿命长，但是霍尔传感器通常需要接电源线、地线和信号线三根导线，与使用微动开关和干簧管只需两根导线相比，增加一根导线，对于厂家来说，仅使用霍尔传感器不但造成引线成本增高，装线时的难度也随之增加。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种用于霍尔传感器的信号检测电路，能够在不增加检测引线的同时达到信号检测的目的。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于霍尔传感器的信号检测电路，包括设有A/D信号端口的检测芯片和供电电源，所述霍尔传感器包括电压输入端口，信号输出端口和接地端口，所述供电电源的输出端经第一分压电阻连接A/D信号端口，所述A/D信号端口连接霍尔传感器的电压输入端口，所述霍尔传感器的信号输出端口经第二分压电阻连接电压输入端口。

在优选的实现方式中，所述第一分压电阻与第二分压电阻组成依据信号输出端口输出信号的分压电路，所述信号输出端口输出高低电平，高电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第一信号；低电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第二信号。

在优选的实现方式中，所述第一分压电阻的阻值小于第二分压电阻的阻值。

在优选的实现方式中，所述检测芯片的位数为8位，分辨率为0.02V。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种烹饪器具，包括盖体、煲体和开合盖检测装置，所述开合盖检测装置包括磁铁和霍尔传感器，两者其中之一设置于所述盖体上，另外一个设置于所述煲体上，所述霍尔传感器具有上述的信号检测电路。

在优选的实现方式中，所述霍尔传感器具有电压输入端，信号输出端和接地端，当所述盖体与所述煲体合盖到位时，所述信号输出端在所述磁铁的磁场作用下为高电平，当所述盖体与所述煲体分离时，所述信号输出端为低电平。

在优选的实现方式中，所述开合盖检测装置的磁铁设于所述盖体，所述开合盖检测装置的霍尔传感器设于所述煲体。

第三方面，本实用新型实施例提供了一种烹饪器具，包括水箱、煲体和水位检测装置，所述水位检测装置包括磁铁和霍尔传感器，两者其中之一设于水箱内随着水位的移动而移动，另外一个设在与所述煲体上，所述霍尔传感器具有上述的信号检测电路。

在优选的实现方式中，所述霍尔传感器具有电压输入端，信号输出端和接地端，当所述水箱内水位达到预设水位时，所述信号输出端在所述磁铁的磁场作用下为高电平，当所述水箱内水位离开预设水位时，所述信号输出端为低电平。

在优选的实现方式中，所述预设水位为最高水位或者是最低水位。

通过本实用新型实施例技术方案，可以达到如下技术效果：

1.本申请的霍尔传感器的检测电路，通过采集分压电路的电压输出端的电压信号进行检测，从而将霍尔传感器的信号输出端的状态转换为分压电路的电压输出端的电压信号的变化，以达到双线检测的目的。

2.用于烹饪器具的开合盖检测装置，使用霍尔传感器与磁铁配合，具体通过采集分压电路的电压输出端的电压信号对烹饪器具的开合盖状态进行检测，相较于使用微动开关或者干簧管进行开合盖检测，本申请具有无机械触点、使用寿命长、检测精度高的特点。并且，若直接采用霍尔传感器，则会需要三根检测引线，对应的布线难度和引线成本也会增加，本申请通过采集分压电路电压输出端的电压信号确定开合盖状态，不需要增加检测引线。对于烹饪器具来说，本申请的开合盖检测装置具有成本低、使用寿命长等优点，能够准确检测出烹饪器具的开合盖状态，还可以避免烹饪器具开合盖检测不准确导致的烹饪效果差的问题。

3.模数转换器能够将采集到的电压信号转换为数字信号，从而便于检测芯片处理数据。

4.本申请的烹饪器具包括上述开合盖检测装置，由于开合盖检测装置的检测精度高，因此本申请的烹饪器具能够在不增加布线成本的情况下准确检测自身的开合盖状态。

5.检测芯片在确定未合盖到位时，不启动加热单元工作，从而可以避免在未合盖到位时，若执行烹饪任务，则可能导致烹饪效果不好的问题。

6.检测芯片在确定合盖到位时，才启动加热单元工作，从而可以保证烹饪器具在使用过程中的安全性和烹饪效果。

7.由于烹饪器具中的控制板通常设置在煲体中，因此将霍尔传感器设于煲体中，将磁铁设于盖体，可以使得开合盖检测装置布线简单。

8.用于烹饪器具的水箱水位检测，同样具有仅仅需要双线就能检测水位的效果。

附图说明

图1表示本实用新型实施例的用于烹饪器具的开合盖检测装置的结构框图示意图；

图2表示本实用新型实施例的用于烹饪器具的开合盖检测装置的电路示意图；

图3表示本实用新型实施例的烹饪器具的一个电路示意图；

附图标记：

1-霍尔传感器，2-供电电源，3-分压电路，4-检测芯片，5-加热单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种用于霍尔传感器的信号检测电路，包括设有A/D信号端口的检测芯片和供电电源，所述霍尔传感器包括电压输入端口，信号输出端口和接地端口，所述供电电源的输出端经第一分压电阻连接A/D信号端口，所述A/D信号端口连接霍尔传感器的电压输入端口，所述霍尔传感器的信号输出端口经第二分压电阻连接电压输入端口。所述第一分压电阻与第二分压电阻组成依据信号输出端口输出信号的分压电路，所述信号输出端口输出高低电平，高电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第一信号；低电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第二信号。所述第一分压电阻的阻值小于第二分压电阻的阻值。本实施例以应用在烹饪器具的开合盖检测装置为例，该烹饪器具包括盖体和煲体。这里的烹饪器具例如可以为电压力煲、电饭煲等，本实施例不以此为限制。

本实施例的开合盖检测装置包括磁铁和霍尔传感器1。在本实施例中，磁铁与霍尔传感器1的设置位置为：磁铁设置于盖体上，霍尔传感器1设置于煲体上。可以理解，磁铁与霍尔传感器1的设置位置还可以为：磁铁设置于煲体上，霍尔传感器1设置于盖体上。再或者，磁铁与霍尔传感器1均可以设置在盖体上，盖体为旋转开合结构，磁铁设置在其中一半盖体上，霍尔传感器1设置在另一半盖体上，当盖体为合盖状态时，磁铁接近霍尔传感器1，当盖体为打开状态时，磁铁远离霍尔传感器1。

霍尔传感器1具有电压输入端，信号输出端和接地端。电压输入端通常连接霍尔传感器1的工作电压，接地端通过导线接地。

如图1所示，本实施例的开合盖检测装置还包括供电电源2、分压电路3、检测芯片4。供电电源2为分压电路3提供工作电压，分压电路3的另一端连接霍尔传感器1的信号输出端，分压电路3的电压输出端连接霍尔传感器1的电压输入端。分压电路3的电压输出端还连接检测芯片4，这样，检测芯片4可以采集分压电路3的电压输出端的电压信号，根据该电压信号，检测芯片4可以确定烹饪器具的开合状态。

具体地，当盖体与煲体合盖到位时，磁铁靠近霍尔传感器1，霍尔传感器1的信号输出端在磁铁的磁场作用下为高电平，此时，霍尔传感器1的信号输出端的电压等于其电压输入端连接的工作电压。当盖体与煲体分离时，磁铁远离霍尔传感器1，霍尔传感器1的信号输出端为低电平，此时，霍尔传感器1的信号输出端的电压等于接地端的电压等于0。

为了避免直接检测霍尔传感器1的信号输出端的高低电平状态会增加引线数量，本实施例的开合盖检测装置中，采用检测芯片4采集分压电路3的电压输出端的电压信号，霍尔传感器1的信号输出端为高电平时该电压信号的值与霍尔传感器1的信号输出端为低电平时该电压信号的值不相等，因此检测芯片4判断该电压信号的值即可获知该霍尔传感器1的信号输出端的电平状态，从而获知此时盖体与煲体的开合盖状态。

通过本实施例的用于烹饪器具的开合盖检测装置，使用霍尔传感器1与磁铁配合，具体通过采集分压电路3的电压输出端的电压信号对烹饪器具的开合盖状态进行检测，相较于使用微动开关或者干簧管进行开合盖检测，本申请具有无机械触点、使用寿命长、检测精度高的特点。并且，若直接采用霍尔传感器，则会需要三根检测引线，对应的布线难度和引线成本也会增加，本申请通过采集分压电路3电压输出端的电压信号确定开合盖状态，不需要增加检测引线。对于烹饪器具来说，本申请的开合盖检测装置具有成本低、使用寿命长等优点，能够准确检测出烹饪器具的开合盖状态，还可以避免烹饪器具开合盖检测不准确导致的烹饪效果差的问题。

在本实施例的一些可选的实现方式中，检测芯片4包括模数转换器，该模数转换器用于将电压信号转换为数字信号。即检测芯片具有A/D转换功能，采集到的电压信号为模拟信号，将其转换为数字信号以供MCU进行处理，最终输出电压值。较佳地，检测芯片的位数为8位，工作电压为5V，分辨率为0.02V。

如图2所示，在本实施例的一个可选的实现方式中，分压电路3包括电阻R1(即第一分压电阻)和电阻R2(即第二分压电阻)。电阻R1和电阻R2串联连接，电阻R1一端连接供电电源，另一端连接霍尔传感器1的电压输入端，电阻R2一端连接霍尔传感器1的电压输入端，另一端连接霍尔传感器1的信号输出端。这里，电阻R1与电阻R2之间的连接点即为分压电路3的电压输出端。

该实现方式中的分压电路3为基本分压电路，通过电阻R1和电阻R2对供电电源进行分压。

在本实现方式中，当盖体与煲体合盖到位时，霍尔传感器1的信号输出端在磁铁的磁场作用下为高电平，此时霍尔传感器1的信号输出端的电压V_OUT＝霍尔传感器1的电压输入端所输入的电压V_DD。则此时有：

Vx＝Vcc-V_R1＝Vcc-IR1；

当盖体与煲体分离或者合盖不到位时，霍尔传感器1的信号输出端为低电平，此时霍尔传感器1的信号输出端的电压V_OUT＝V_GND＝0。则此时有：

Vx/R2+I＝(Vcc-Vx)/R1

Vx/R2+Vx/R1＝Vcc/R1-I

(R1+R2)Vx/R1R2＝(Vcc-IR1)/R1

Vx＝(Vcc-IR1)R2/(R1+R2)

上述公式中，Vx表示检测芯片4采集到的分压电路3的电压输出端的电压信号；Vcc表示供电电源；I表示霍尔传感器1的工作电流；R1表示电阻R1；R2表示电阻R2。

作为示例，例如Vcc＝5V，R1＝50Ω，R2＝200Ω，I＝10mA；

霍尔传感器1输出为高电平(即烹饪器具合盖到位)时，检测芯片4采集到的电压信号为：Vx＝Vcc-IR1＝5-0.01·50＝4.5V。

霍尔传感器1输出为低电平(即烹饪器具盖体与煲体分离或者合盖不到位)时，检测芯片4采集到的电压信号为：

Vx＝(Vcc-IR1)R2/(R1+R2)＝(5-50·0.01)·200/(50+200)＝3.6V。

通过本实现方式的开合盖检测装置，直接通过检测芯片4输出的电压信号即可判断霍尔传感器1的高低电平状态，继而判断出当前烹饪器具合盖是否到位，检测成本低，精度高。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种烹饪器具，该烹饪器具包括盖体和煲体。该盖体可盖设于煲体。该烹饪器具还包括上述实施例一中的开合盖检测装置。

本实施例的烹饪器具例如可以为电压力煲、电饭煲等烹饪器具，本实施例不以此为限制。

这里，开合盖检测装置的磁铁可以设于煲体，霍尔传感器1可以设于盖体。作为一种可替代的实现方式，开合盖检测装置的磁铁可以设于盖体，霍尔传感器1可以设于煲体，本实施例不以此为限制。

如图3所示，在本实施例的一些可选的实现方式中，烹饪器具还包括加热单元5，加热单元5与检测芯片4连接。

具体地，当检测芯片4接收到烹饪指令时，例如用户输入的烹饪指令，此时，检测芯片4可以根据采集的分压电路3的电压输出端的电压信号，来判断盖体与煲体是否合盖到位，如果判断结果为未合盖到位，则为了保证烹饪效果，此时检测芯片4不启动加热单元5工作。较佳地，检测芯片4还可以发送提示信息，以提醒用户未合盖到位。如果判断结果为合盖到位，则说明烹饪器具可以开始烹饪工作，则此时检测芯片4可以启动加热单元5工作。

较佳地，本实施例的烹饪器具例如为电压力煲。由于电压力煲在烹饪过程中，对于煲体内部的压力要求较高，若盖体合盖不到位，则会导致煲体内部压力低于烹饪所需压力，从而造成烹饪效果达不到目标效果的问题。因此，在电压力煲上设置本申请的开合盖检测装置，霍尔传感器1的无机械触点特点可以使得检测装置的使用寿命长，体积小，并且检测准确，成本低。

实施例三

本实施例以应用在烹饪器具的水箱水位检测为例，该烹饪器具包括水箱、煲体和水位检测装置，所述水位检测装置包括磁铁和霍尔传感器，两者其中之一设于水箱内随着水位的移动而移动，另外一个设在与所述煲体上，所述霍尔传感器具有类似实施例一的信号检测电路。

具体的，所述霍尔传感器具有电压输入端，信号输出端和接地端，当所述水箱内水位达到预设水位时，所述信号输出端在所述磁铁的磁场作用下为高电平，当所述水箱内水位离开预设水位时，所述信号输出端为低电平。所述预设水位为最高水位或者是最低水位。

对于烹饪器具来说，在煲类上设置有水箱，水箱内设置有浮子，浮子随着水箱内水位的移动而移动，磁铁设置在浮子上，在煲体上对应设置有霍尔传感器(当然，也可以是磁铁设置在煲体上不动，霍尔传感器设置在浮子上随着水位移动)，霍尔传感器可以是设置在对应水箱的最低水位处，当水箱内水位到达最低时，磁体与霍尔传感器对应因此得到缺水信号，提示加水，避免干烧。霍尔传感器也可以是设置在对应水箱的最高水位处，避免用户加水时漫出。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于霍尔传感器的信号检测电路，包括设有A/D信号端口的检测芯片和供电电源，所述霍尔传感器包括电压输入端口，信号输出端口和接地端口，其特征在于，所述供电电源的输出端经第一分压电阻连接A/D信号端口，所述A/D信号端口连接霍尔传感器的电压输入端口，所述霍尔传感器的信号输出端口经第二分压电阻连接电压输入端口。

2.如权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述第一分压电阻与第二分压电阻组成依据信号输出端口输出信号的分压电路，所述信号输出端口输出高低电平，高电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第一信号；低电平状态下，A/D信号端口获取分压电路的第二信号。

3.如权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述第一分压电阻的阻值小于第二分压电阻的阻值。

4.根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述检测芯片的位数为8位，分辨率为0.02V。

5.一种烹饪器具，包括盖体、煲体和开合盖检测装置，其特征在于，所述开合盖检测装置包括磁铁和霍尔传感器，两者其中之一设置于所述盖体上，另外一个设置于所述煲体上，所述霍尔传感器具有如权利要求1-4之一所述的信号检测电路。

6.如权利要求5所述的烹饪器具，其特征在于，所述霍尔传感器具有电压输入端，信号输出端和接地端，当所述盖体与所述煲体合盖到位时，所述信号输出端在所述磁铁的磁场作用下为高电平，当所述盖体与所述煲体分离时，所述信号输出端为低电平。

7.如权利要求5所述的烹饪器具，其特征在于，所述开合盖检测装置的磁铁设于所述盖体，所述开合盖检测装置的霍尔传感器设于所述煲体。

8.一种烹饪器具，包括水箱、煲体和水位检测装置，其特征在于，所述水位检测装置包括磁铁和霍尔传感器，两者其中之一设于水箱内随着水位的移动而移动，另外一个设在与所述煲体上，所述霍尔传感器具有如权利要求1-4之一所述的信号检测电路。

9.如权利要求8所述的烹饪器具，其特征在于，所述霍尔传感器具有电压输入端，信号输出端和接地端，当所述水箱内水位达到预设水位时，所述信号输出端在所述磁铁的磁场作用下为高电平，当所述水箱内水位离开预设水位时，所述信号输出端为低电平。

10.如权利要求9所述的烹饪器具，其特征在于，所述预设水位为最高水位或者是最低水位。

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