CN213180504U - 一种电子装置、一种电子系统和一种烹饪设备 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供了一种电子装置、一种电子系统和一种烹饪设备。提供了一种装置，用于确定施加到装置的力，装置包括：载荷传感器，被配置为测量力，并且输出指示力的电信号；以及电子单元，与载荷传感器相邻，其中电子单元包括：温度传感器，被配置为测量载荷传感器的温度；以及处理器，被配置为基于所测量的温度和电信号来确定经补偿的输出信号；其中载荷传感器包括柔性印刷电路基板，并且电子单元被固定地附接到柔性印刷电路基板。因而，有利的是提供了一种用于确定施加到其上的力的紧凑装置，该紧凑装置可以准确补偿由在装置处的温度差异导致的误差，同时无需高热隔离，并且使制造该装置所需的成本和工作最小化。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于确定施加到其上的力的装置。具体地，本实用新型涉及用于确定施加到其上的力的装置，该装置可以被集成在诸如空气炸锅或电饭锅的家用电器中，从而允许准确测量在家用电器处的力。
背景技术
许多家用电器都需要测量重量或力。例如，为了确保搅拌机在其操作极限内，测量在搅拌机内侧所包含的食品的重量有时可以很重要。
在大多数情况下，所测量的应变量(即，固体体部的线性变形或任何特定线性尺寸的长度改变)指示所施加的力的量。因此，向家用电器添加称重功能的经济高效方式中的一种经济高效方式是向家用电器的每个支脚供应应变计载荷传感器，并且评价在惠斯通(Wheatstone)桥电路中电阻的改变。通常，在这些布置中，在惠斯通桥电路中连接了四个应变计，以便消除非载荷力(即，由于温度均匀改变而产生的虚拟力)的影响。惠斯通桥电路的输出直接涉及家用电器的支脚的所有支脚的总载荷。
EP0670479A1公开了一种数字载荷单元，其包括EEPROM，该 EEPROM与温度传感器和多个应变计一起被永久附接到反作用力。应变计被安装在全惠斯通桥的电气配置中的反作用力上。EEPROM和桥被连接到柔性电路，该柔性电路能够被可拆卸地电连接到包括处理器和模数转换器的电路，这些电路可以被永久安装在从EEPROM物理分隔的本地电路板上。本地电路板以一方式操作，使得可以对 EEPROM进行编程，以存储校准/校正因子，该校准/校正因子将由处理器应用于来自模数转换器的数字重量信号。本地电路板与反作用力相关联，并且备选地能够被可移除地附接到反作用力。
实用新型内容
在当前已知的称重装置中采用的一种应变计载荷传感器总体上包括：应变感应元件，用于响应于施加的载荷而生成应变；导线片；以及应变计，其固定地键合到应变感应元件，并且具有引线线路，该引线线路被焊接到形成片的线路，以形成用于检测应变的桥电路。应变感应元件倾向于随温度改变而变形。因此，在确定施加到应变计载荷传感器的力时，特别是在载荷传感器用于可以发生较大温度改变的家用电器中时，考虑在感应元件中温度的分布模式很重要。作为示例，如果将被称重物体的温度分布不均匀，则该物体的温度分布可以通过传导被传输到应变感应元件，该传导导致在电器中的应变计中的至少一个应变计的温度与其他应变计的温度不同，从而在应变计之间创建温度梯度。当应变计的电阻的温度相关系数不为零时，在应变计之间会显露与温度梯度相对应的电阻改变会，并且在输出信号中引起不想要的噪声。这种温度梯度通常发生在烹饪电器中。例如，针对其中通过加工食品的重量来检测所处理的食品的熟度的空气炸锅，如果在整个测量时间上温度改变较大，则可能会发生错误测量。针对其他烹饪电器，诸如具有蒸锅的电饭锅，可能会出现相同的问题。而且，应变感应元件的杨氏弹性模量随温度的减小而增大，如果在测量应变期间不加以考虑，则这可以潜在地导致在称重结果中的误差。
因此，在具有称重功能的现有已知设备中，针对载荷传感器以及连接引线和模拟电子器件的热隔离存在很高的要求。在一些其他已知的实现方式中，使用了其他类型的载荷传感器，诸如电容载荷传感器或压电载荷传感器。这些类型的载荷传感器还容易由于在其周围温度和/或湿度中的改变而产生误差。
因而，有利的是提供一种用于确定施加到其上的力的紧凑装置，该紧凑装置可以准确补偿由在装置处的温度差异导致的误差，同时无需高热隔离，并且使制造该装置所需的成本和工作最小化。
根据上文所描述的方面和实施例，解决了现有装置和方法的限制。
根据第一方面，提供了一种用于确定施加到其上的力的装置，该装置包括：载荷传感器，被配置为测量力，并且输出指示该力的电信号；以及电子单元，与该载荷传感器相邻，其中电子单元包括：温度传感器，被配置为测量载荷传感器的温；以及处理器，被配置为基于测量的温度和电信号来确定经补偿的输出信号。
在一些实施例中，电子单元可以被附接到载荷传感器。
在一些实施例中，载荷传感器可以包括柔性印刷电路基板，并且电子单元被固定地附接到柔性印刷电路基板。
在一些实施例中，载荷传感器的柔性印刷电路基板可以包括连接单元。在这些实施例中，柔性印刷电路基板可以是细长的，以便允许在连接单元与主控制单元之间的连接。
在一些实施例中，电子单元还可以包括转换单元，其被配置为将来自载荷传感器的电信号数字化。
在一些实施例中，载荷传感器可以是应变计载荷传感器，并且处理器可以被配置为基于数经字化的电信号和与应变计载荷传感器相关联的力-温度-校准曲线来确定经补偿的输出信号。
根据第二方面，提供了一种系统，该系统包括根据第一方面的两个或更多个装置；以及主控制单元，主控制单元被配置为从两个或更多个装置中的每个装置接收相应的经补偿的输出信号。每个装置可以被集成在相应的预先确定的位置处，使得主控制单元被配置为基于接收到的经补偿的输出信号和两个或更多个装置的预先确定的位置来确定系统的重心。
根据第三方面，提供了一种烹饪设备，包括根据第二方面的系统。主控制单元还可以被配置为基于系统的重心的改变来确定在烹饪设备的状态中的改变。
本实用新型的这些和其他方面将基于参考下文所描述的(多个) 实施例来阐述，并且本实用新型的这些和其他方面将变得显而易见。
附图说明
为了更好地理解实施例并且更清楚地示出可以如何实现这些实施例，现在仅通过示例的方式参考附图，其中
图1是根据实施例的用于确定施加到装置的力的装置的框图；
图2是根据实施例的系统的框图；
图3A是根据实施例的用于确定施加到装置的力的装置的示意俯视图；
图3B是图3A的装置的示意性侧视图；
图4是图示了根据实施例的确定施加到装置的力的示例性方法的流程图；
图5A是图示了可以如何确定在包括四个装置的系统中的重心的示意图；
图5B是图示了可以如何确定施加到包括三个装置的系统的载荷的示意图；以及
图5C是图示了可以如何确定施加到包括两个装置的系统的载荷的示意图。
具体实施方式
如上文所指出的，提供了一种解决现有问题的经改善的装置及其操作方法。
图1示出了根据实施例的用于确定施加到装置的力的装置10的框图。在一些实施例中，该装置10可以被集成在需要重量或力检测的任何家用电器中，特别是被集成在诸如搅拌机、食品处理器、空气炸锅、微波炉、蒸锅、壶、慢烹饪锅、面包制作设备等的可以发生温度改变的家用电器中。具体地，在一些实施例中，一个或多个装置10 可以被集成在诸如烹饪设备的家用电器的底座单元或支脚中的至少一个支脚中。
参考图1，该装置10包括载荷传感器110和电子单元120。载荷传感器110被配置为测量施加到装置10的力，并且输出指示该力的电信号。在一些实施例中，载荷传感器110可以是应变计载荷传感器。在其他实施例中，载荷传感器110可以是指示可以被使用的被施加的力的电信号的、其他类型的载荷传感器，诸如电容载荷传感器或压电载荷传感器。
电子单元120与载荷传感器110相邻，并且包括温度传感器122 和处理器124。在一些实施例中，电子单元120可以例如借助于胶合或焊接附接到载荷传感器110。在一些实施例中，载荷传感器110可以包括柔性印刷电路基板，并且在这些实施例中，电子单元120可以被固定地附接到载荷传感器110的柔性印刷电路基板上。因此，在这些实施例中，不需要附加(柔性)印刷电路板和/或其他焊接或键合处理来容纳装置10的不同部件，从而节省了制造成本。
另外，在一些实施例中，柔性印刷电路基板可以包括连接单元(例如，接触引线)，以便充当柔性连接器，以允许将功率供应给电子单元120。然而，在一些其他实施例中，针对该目的，可以在装置10 处提供分隔的电缆。这将在参考图3A和图3B的实施例中进行图示。
温度传感器122被配置为测量载荷传感器110的温度。由于在电子单元120的温度传感器122与载荷传感器110之间的接近性，所以可以使在由载荷传感器110所测量的温度与由温度传感器122所测量的温度之间的差异导致的误差最小化。另外，由于在一些实施例中，电子单元120的温度传感器122可能不与载荷传感器110直接接触，所以即使电子单元120与载荷传感器110相邻，在这些实施例中的温度传感器122也可以被配置为通过补偿由环境温度引起的误差来测量载荷传感器110的温度。该环境温度可以是在对温度传感器122进行预先编程时要考虑的、载荷传感器110和/或温度传感器122的周围环境的近似温度。然而，在温度传感器122被配置为不能通过补偿由环境温度引起的误差来测量载荷传感器110的温度的一些实施例中，可以在稍后阶段中通过电子单元120的处理器124校正由环境温度引起的误差。
在一些实施例中，电子单元120还可以包括转换单元，该转换单元被配置为将来自载荷传感器110的电信号数字化。因此，在这些实施例中，电子单元120具有集成转换(数字化)功能。转换单元可以是A/D转换器，被配置为对来自载荷传感器110的电信号执行模数转换。由于电子单元120与载荷传感器110相邻，所以导致由在电路中的噪声所引起的误差最小。在大多数情况下，一旦将来自载荷传感器 110的电信号数字化，则经数字化的信号就不受在电路中的物理噪声的影响。尽管在一些实施例中，电子单元120可以包括转换单元，但是在其他实施例中，装置10可以包括转换单元，该转换单元从电子单元120分隔但是被电连接到电子单元120。
电子单元120的处理器124被配置为基于测量的温度和电信号来确定井补偿的输出信号。具体地，处理器124被配置为基于由温度传感器122测量的温度，对来自载荷传感器110的电信号执行校正/补偿处理，以消除由于在温度中的改变而导致的误差。具体地，在一些实施例中，处理器124可以被配置为基于测量的温度以及由载荷传感器 110所测量的力的值来执行线性或非线性校正/补偿。
如上文所提及的，在一些实施例中，载荷传感器110可以是应变计载荷传感器，并且装置10还可以包括转换单元，该转换单元被配置为将来自载荷传感器110的电信号数字化。在这些实施例中，处理器124可以被配置为基于来自转换单元的经数字化的电信号和与应变计载荷传感器相关联的力-温度-校准曲线来确定经补偿的输出信号，以便补偿由在装置10处的在温度中的改变引起的误差。由于在应变计载荷传感器中使用的(多个)应变计的尺寸、材料和灵敏度存在很多变型，所以与应变计载荷传感器相关联的力-温度-校准曲线可以从应变计载荷传感器的制造商处、或通过使用应变计载荷传感器在不同温度下执行力测量来获得。在一些情况下，可以通过使用大量的应变计获得测量，并且提取针对应变计的平均校正来确定(多个)载荷传感器的应变计的灵敏度。在其他情况下，可以借助于实验和/或校准来确定针对特定应变计的灵敏度。力-温度-校准曲线可以至少取决于在应变计载荷传感器中的(多个)应变计的灵敏度和/或在应变计载荷传感器中的应变感应元件的基板材料的特性。
由于处理器124能够基于载荷传感器110的测量温度来确定经补偿的输出信号，所以当装置10被实现在系统或设备中时，无需额外的校准。
处理器124可以利用软件和/或硬件以多种方式来实现，以执行在处理器中描述的各种功能。处理器124可以是一个或多个微处理器或数字信号处理器(DSP)，其可以使用软件或计算机程序代码进行编程，以执行所需功能和/或控制处理器124的部件，以实现所需功能。处理器124可以被实现为执行一些功能的专用硬件的组合(例如，放大器、前置放大器、模数转换器(ADC)和/或数模转换器(DAC) 和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个经编程的微处理器、控制器、DSP和相关联的电路)。可以在本公开的各个实施例中采用的部件的示例包括但不限于常规微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、以及现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实现方式中，处理器124可以与一个或多个存储器单元相关联、或包括一个或多个存储器单元，该一个或多个存储器单元包括任何类型的存储器，诸如高速缓存或系统存储器，其包括易失性计算机存储器和非易失性计算机存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、以及电可擦除 PROM(EEPROM)。处理器124或相关联的存储器单元还可以被用于存储程序代码，该程序代码可以由在处理器124中的处理器执行，以执行本文所描述的方法。在一些实施例中，存储器单元可以存储模板消息或用于消息的内容，当根据以下所述的方法生成消息时，可以使用这些模板消息或用于消息的内容。
将被领会的是，图1仅示出了图示装置10的一方面所需的部件，并且在实际实现方式中，装置10可以包括所示出的部件的备选部件或附加部件。
图2示出了系统20的框图，该系统20包括多个装置10、11、12、 13和主控制单元210。
在图2中示出的实施例中，在系统20中提供了第一装置10，该第一装置10是与参考图1所描述的装置相同的装置；第二装置11；第三装置12；第四装置13；以及主控制单元210。第二装置11、第三装置12和第四装置13中的每个装置都可以与关于图1所描述的装置10相同或相似。具体地，第二装置11、第三装置12和第四装置 13中的每个装置包括载荷传感器和电子单元，其中电子单元包括温度传感器和处理器，并且装置的处理器中的每个处理器都被配置为确定相应的经补偿的输出信号。
第一装置10、第二装置11、第三装置12和第四装置13中的每个装置可以被集成在相应的预先确定的位置处，使得主控制单元210 被配置为基于从多个装置中的两个或更多个装置接收的经补偿的输出信号和多个装置的预先确定的位置，来确定系统20的重心。具体地，在一些实施例中，在多个装置10、11、12和13中的每个装置处的载荷传感器可以被配置为测量作用在装置10、11、12和13上的竖直力，并且输出指示该竖直力的经补偿的输出信号。然后，这些经补偿的信号可以通过主控制单元210进行求和，以便确定以下各项中的至少一项：在系统20上的载荷、系统20的重心、或系统20的重心的改变。这将在下文参考图5A、图5B和图5C进行更详细的解释。
在一些实施例中，主控制单元210可以被配置为基于来自系统20 中的多个装置的经补偿的信号，以及系统20的已知原始重心，来确定在系统20上的载荷。由于来自多个装置10、11、12、13中的每个装置的信号相对于相应测量的温度被进行补偿，所以在由主控制单元 210处理之前，不存在对经补偿的信号执行任何附加的电子或数据操纵的需要。
作为示例，系统20可以被实现在诸如空气炸锅之类的烹饪设备中，该烹饪设备包括可移除抽屉和具有四个支脚的底座单元。在这种情况下，第一装置10、第二装置11、第三装置12和第四装置13中的每个装置都可以被集成在空气炸锅的底座单元的相应支脚处。因此，由于已知每个支脚处的四个装置中的每个装置的位置，所以主控制单元210可以基于来自四个装置的经补偿的输出信号和四个装置 10、11、12、13的已知位置，来确定系统20的重心，从而确定空气炸锅的重心。基于此，主控制单元210还可以基于系统20的重心改变来确定空气炸锅的状态改变。在空气炸锅的状态中的改变可以基于预先确定的参考表格来确定。在该示例中，如果空气炸锅的重心朝向预先确定的方向移动与原始位置相距多于预先确定的距离，则确定抽屉已经由用户移除。将被领会的是，相同的原理可以被应用于其他设备，以确定在设备的状态中的改变，诸如在电饭锅的盖子的方位中的改变(即，盖子是打开还是关闭)。
由于系统20中的多个装置10、11、12、13中的每个装置都提供将由主控制单元210处理的分隔的经补偿的输出信号，所以在系统20 中的装置的数目及其在系统20中的相应位置(例如，当被集成在家用电器中时)可以以直接的方式发生变化。这允许将系统20集成到具有更高的自由度的设计和配置的设备，这是因为设计仅需要考虑机械因素而非电气因素。
将被领会的是，图2仅示出了图示系统的该方面所需的部件，并且在实际实现方式中，系统20和装置10、11、12、13可以包括除了所示部件之外的其他部件。例如，系统20可以包括用于为系统(例如，主控制单元210)供电的电池或其他电源、或用于将系统20连接到干线电源的器件。此外，如上文所指示的，在其他实施例中的系统 20可以包括更少个或更多个装置。
在一些实施例中，提供了一种烹饪设备，其包括如在以上实施例中所描述的系统20。在这些实施例中，主控制单元210可以被配置为基于系统的重心改变来确定在烹饪设备的状态中的改变。
图3A和图3B分别是根据实施例的用于确定施加到装置14的力的装置14的俯视图和侧视图。
参考图3A，装置14包括支架，该支架具有第一部分144a、第二部分144b和第三部分144c。在一些实施例中，支架可以由金属制成。然而，在其他实施例中，支架可以由其他合适材料制成，诸如陶瓷、混凝土、半导体材料(例如，晶体硅)、以及塑料(例如，工程热塑性塑料，如聚甲醛)。通常，支架可以由在其被使用或载荷的应变范围上具有机械弹性的材料制成。
在该实施例中，包括柔性印刷电路基板142、第一应变计143a和第二应变计143b的载荷传感器被设置在支架的第三部分144c上。柔性印刷电路基板142被固定地附接到支架。此外，电子单元141被设置在支架的第一部分144a处的柔性印刷电路基板142上。
载荷传感器的第一应变计143a和第二应变计143b被校准，使得两个应变计可以被用于准确地、并且可再现地测量施加到载荷传感器的力，从而测量施加到装置14的力。当力被施加到装置14时，该力主要作用在支架的第一部分144a上，该力由支架的第二部分144b抵消。由于施加的力，第三部分144c变形，从而导致在该部分中的应变由第一应变计143a和第二应变计143b测量。在操作中，由第一应变计143a和第二应变计143b所输出的电信号可以通过在电子单元 141中的处理器来电气组合，以便获得施加到装置14的力的度量。
如在图3A和图3B可见的，在该实施例中，电子单元141、第一应变计143a和第二应变计143b全部被固定地附接到柔性印刷电路基板142，使得电子单元141与载荷传感器直接相邻。由于电子单元141 被附接到载荷传感器的柔性印刷电路基板，并且因此与载荷传感器直接相邻，所以可以实现装置14的紧凑组装，这在装置14被实现在系统和/或设备(例如，家用电器)中时，允许实现高设计自由度。更进一步地，在该配置中，无需附加印刷电路基板和/或壳体以容纳电子单元141，从而节省了制造成本。
尽管在该实施例中，在载荷传感器中使用了两个应变计，但是在其他实施例中，取决于许多因素(诸如装置14的尺寸以及装置14的操作温度范围)，载荷传感器可以包括更少个或更多个应变计。
更进一步地，在该实施例中，与电子单元141相邻设置有第一附加电子部件146和第二附加电子部件147，这两者也都被设置在柔性印刷电路基板142上。在一些实施例中，第一附加电子部件146和第二附加电子部件147可以被配置为减少源自电子单元141周围的电路 (例如，源自键合线145)的噪声因素，诸如电容失衡或电磁场。例如，在一些实施例中，第一附加电子部件146和第二附加电子部件147 中的至少一个附加电子部件可以是电阻器、电容器、电感器或铁氧体珠。这些附加电子部件中的至少一个附加电子部件可以被配置为创建特定滤波(例如，防止来自周围环境的电磁场的耦合，或调整电子单元141的不同输入和输出的阻抗以保护其正确功能)。
在一些实施例中，第一附加电子部件146和第二附加电子部件 147中的至少一个附加电子部件可以是转换单元，其被配置为将来自载荷传感器的电信号数字化。因此，尽管在如上所述的一些实施例中，转换功能可以被集成在电子单元141中，但是在一些其他实施例中，转换功能可以由与电子单元141相邻定位的附加部件来执行。此外，在一些实施例中，第一附加电子部件146和第二附加电子部件147中的至少一个附加电子部件可以是电容器，其被配置为执行滤波操作和 /或解耦操作。
还提供了一种连接到插头151的电缆150，其允许将功率供应给电子单元141。附加地或备选地，电缆150可以用作装置14的通信接口(例如，以与主控制单元进行通信)。电缆150可以以扁平带状形式被提供，以便使容纳装置14所需的空间最小。
如在图3A中示出的，提供键合线145以在电子单元141与第一应变计143a和第二应变计143b之间、在电子单元141与第一附加电子部件146和第二附加电子部件146中的每个附加电子部件之间，以及在电子单元141与电缆150之间提供电连接。由于在所有这些部件之间的接近性，所以仅需要相对较短的键合线，这使得由电路引起的噪声量最小。
而且，如在图3A和图3B中示出的，第一保护层148被设置在电子单元141和键合线145上。此外，第二保护层149被设置在第一应变计143a、第二应应变计143b，以及第一保护层148上，因此第二保护层149还被设置在电子单元141上。第一保护层148和第二保护层149可以由硅树脂、环氧树脂或其他类型的塑料制成的模塑制件制成，以便保护部件以及在部件之间的连接件(例如，键合线)。在其他实施例中，可以组合第一保护层148和第二保护层149以形成单个保护层。然而，将被领会的是，在其他实施例中，装置14可以不包括任何保护层。
将被领会的是，图3A和图3B仅示出了图示装置14的一方面所需的部件，并且在实际实现方式中，装置14可以包括所示出的这些部件的备选部件或其他部件。
图4图示了根据实施例的、确定施加到装置的力的示例性方法。在一些实施例中，该方法可以是计算机实现方法。在一些实施例中，将被领会的是，装置10可以包括用于使得能够执行所图示的计算机程序代码。
在第一步骤401中，经由载荷传感器110测量施加到装置10的力，并且在第二步骤402中，经由载荷传感器110输出指示所测量的力的电信号。在一些实施例中，传感器110可以是应变计载荷传感器，该应变计载荷传感器包括一个或多个应变计，并且这些应变计通过产生电信号来响应施加的力，该电信号的幅度随应变计的变形程度而发生变化。
在第三步骤403中，载荷传感器的温度经由电子单元120的温度传感器122来测量。由于在载荷传感器110的温度传感器122之间的接近性，所以使在由载荷传感器110所测量的温度与在由温度传感器 122所测量的温度之间的差异引起的误差最小化。在一些实施例中，可以通过补偿由环境温度引起的误差来测量载荷传感器110的温度。
在第四步骤404中，经由处理器124，基于测量的温度和电信号，经补偿的输出信号被确定。具体地，在第四步骤404中，处理器124 可以基于来自第三步骤403的测量温度，对来自载荷传感器110的电信号进行校正/补偿处理，以便消除由温度变化引起的误差。
尽管在图4的流程图中未图示，但是在一些实施例中，该方法还可以包括：将来自载荷传感器110的电信号数字化。具体地，在这些实施例中，在确定经补偿的输出信号时，在第四步骤404之前，可以经由被集成在装置10的电子单元120中的转换单元来执行数字化，以将模拟信号转换为数字信号。如上文参考图1所提及的，由于电子单元120与载荷传感器110相邻，所以由在电路中的噪声所导致的误差被最小化。在这些实施例中，在第四步骤404中，经补偿的输出信号可以基于来自转换单元的经数字化的信号和与载荷传感器相关联的力-温度-校准曲线来确定。将被领会的是，尽管在上述实施例中描述了力-温度-校准可以用于应变计载荷传感器，但是在使用其他类型的载荷传感器(例如，电容载荷传感器)的其他实施例中，与那些类型的载荷传感器相关联的(多个)力-温度-校准曲线可以被用于确定经补偿的输出信号。
图5A是图示了可以如何确定在包括四个装置的系统中的重心的示意图。图5B是图示了可以如何确定施加到包括三个装置的系统的载荷(或重量)的示意图。图5C是图示了可以如何确定施加到包括两个装置的系统上的载荷(或重量)的示意图。
参考图5A，提供了一种根据示例性实施例的、包括四个装置的系统，其中由四个装置中的每个装置所提供的输出补偿信号由在笛卡尔坐标系中的点Fi表示(即，来自第一装置的信号由点F1表示，来自第二装置的信号由点F2表示，来自第三装置的信号由点F3表示，并且来自第四装置的信号由点F4表示)。这样的系统的实现方式的示例可以是烹饪电器，该烹饪电器包括具有四个支脚的底座单元，如关于图1所述的，每个支脚与用于确定施加到装置的力的装置集成在一起。
在这种情况下，重心(CoG)未知，并且可以根据借助于总重量 (W)(即，四个装置的所有补偿信号Fi和相应力矩的总和(
))相对于x轴线和y轴线的笛卡尔坐标来确定，其中Ai表示相应力矩的x坐标，Bi表示相应力矩的y坐标。更详细地，可以使用以下公式获得在系统中重心的x坐标ACoG和在系统中重心的y坐标 BCoG：
参考图5B，提供了一种系统，该系统包括另一示例性实施例，该示例性实施例包括三个装置，其中围绕系统的给定轴线的重心 (CoG)已知，并且由在系统中的三个装置中的每个装置所提供的经补偿的输出信号由点Fi表示(即，来自第一装置的信号由点F1表示，来自第二装置的信号由点F2表示，并且来自第三装置的信号由点F3表示)。这种系统的实现方式的示例可以是烹饪电器，该烹饪电器包括具有四个支脚的底座单元，并且如参考图1所述的，底座单元的四个支脚中的仅三个支脚各自与用于确定施加到装置的力的装置集成在一起。
在这种情况下，可以使用以下公式，基于来自三个装置中的每个装置的、经补偿的输出信号及其围绕给定轴线的力矩总和，来确定施加到系统的重量(W)，其中Ai表示三个装置中的每个装置与给定轴线相距的相应距离，并且Ac表示重心与给定轴线相距的距离(当给定轴线垂直于连接没有与装置集成在一起的支脚与已知重心的线时，可以实现确定重量的高准确性)：
参考图5C，提供了一种系统，该系统包括具有两个装置的另一示例性实施例，其中沿着系统的给定轴线的重心(CoG)已知，并且由两个装置中的每个装置所提供的输出补偿信号由点Fi表示(即，来自第一装置的信号由点F1表示，并且来自第二装置的信号由点F2表示)。这种系统的实现方式的示例可以是烹饪电器，该烹饪电器包括具有两个支脚的底座单元，如关于图1所述的，每个支脚与用于确定施加到装置的力的装置集成在一起。
在这种情况下，可以使用以下公式，基于来自两个装置中的每个装置的、经补偿的输出信号及其围绕给定轴线的力矩总和，来确定施加到系统的重量(W)，其中Ai表示两个装置中的每个装置与给定轴线相距的相应距离，并且Ac表示重心与给定轴线相距的距离：
因此，提供了一种用于确定施加到装置的力的经改善的装置及其操作方法，其克服了现有问题。具体地，在一些实施例中，提供了确定施加到装置10的力的方法。该方法可以包括：经由载荷传感器测量施加到装置的力；经由载荷传感器输出指示力的电信号；经由在电子单元中的温度传感器测量载荷传感器的温度；并且经由电子单元中的处理器，基于测量的温度和电信号来确定经补偿的输出信号。
还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有在其中实现的计算机可读代码，该计算机可读代码被配置为，使得在由合适的计算机或处理器执行时，导致该计算机或处理器执行本文所描述的一个或多个方法。因此，将被领会的是，本公开内容还被适配为适于将实施例付诸实践的计算机程序，特别是在载体上或在载体中的计算机程序。该程序可以在源代码、目标代码、代码中间源和目标代码的形式，诸如在部分编译形式中、或采用适合用于根据本文所描述的实施例的方法的实现方式的任何其他形式中。
还将被领会的是，这样的程序可以具有许多不同的体系架构设计。例如，实现该方法或系统的功能的程序代码可以被细分为一个或多个子例程。在这些子例程之中分配功能的许多不同方式对于本领域技术人员而言是显而易见的。子例程可以被一起存储在一个可执行文件中，以形成一个独立程序。这种可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如，处理器指令和/或解释器指令(例如，Java解释器指令)。备选地，子例程中的一个或多个子例程、或所有子例程可以被存储在至少一个外部库文件中，并且可以(例如，在运行时间)与主程序静态或动态链接。主程序包含对子例程中的至少一个子例程的至少一个调用。子例程还可以包括调用彼此的功能。
与计算机程序产品有关的实施例包括与本文所阐述的方法中的至少一个方法的每个处理阶段相对应的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或被存储在可以被静态或动态链接的一个或多个文件中。与计算机程序产品有关的另一实施例包括与本文所阐述的系统和/或产品中的至少一个系统和/或产品的每个器件相对应的计算机可执行指令。这些指令可以被细分为子例程和/或被存储在可以被静态或动态链接的一个或多个文件中。
计算机程序的载体可以是能够承载该程序的任何实体或设备。例如，计算机程序的载体可以包括数据存储器，诸如ROM(例如，CD ROM或半导体ROM)，或者磁记录介质(例如，硬盘)。更进一步地，载体可以是可传输载体，诸如电信号或光信号，其可以经由电缆或光缆、或通过无线电或其他手段来传送。当程序以这种信号被实施时，载体可以由这样的电缆或其他设备或器件构成。备选地，载体可以是嵌入有程序的集成电路，该集成电路被适于执行相关方法或在执行相关方法时被使用。
根据本公开的第四方面，提供了一种用于确定施加到装置的力的方法，该装置包括载荷传感器和与载荷传感器相邻的电子单元，该方法包括：经由载荷传感器测量施加到装置的力；经由载荷传感器输出指示力的电信号；经由电子单元中的温度传感器测量载荷传感器的温度；并且经由电子单元中的处理器、基于测量的温度和电信号来确定补偿后的输出信号。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的实用新型时可以理解并实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其他单元可以在实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表明这些措施的组合不能被用于体现优点。计算机程序可以被存储在/分发在合适介质(诸如与其他硬件一起供应、或作为其一部分供应的光学存储介质或固态介质)上，但是也可以以其他形式(诸如经由互联网或其他有线或无线电信系统) 进行分配。在权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
Claims (6)
1.一种电子装置，其特征在于，用于确定施加到所述装置的力，所述装置包括：
载荷传感器，被配置为测量所述力，并且输出指示所述力的电信号；以及
电子单元，与所述载荷传感器相邻，其中所述电子单元包括：
温度传感器，被配置为测量所述载荷传感器的温度；以及
处理器，被配置为基于所测量的温度和所述电信号来确定经补偿的输出信号；
其中所述载荷传感器包括柔性印刷电路基板，并且所述电子单元被固定地附接到所述柔性印刷电路基板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述载荷传感器的所述柔性印刷电路基板包括连接单元，并且其中所述柔性印刷电路基板是细长的，以便允许在所述连接单元与主控制单元之间的连接。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其特征在于，所述电子单元还包括转换单元，所述转换单元被配置为将来自所述载荷传感器的所述电信号数字化。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述载荷传感器是应变计载荷传感器，并且所述处理器被配置为基于经数字化的所述电信号和与所述应变计载荷传感器相关联的力-温度-校准曲线来确定所述经补偿的输出信号。
5.一种电子系统，其特征在于，包括两个或更多个根据权利要求1至4中任一项所述的装置；以及主控制单元，所述主控制单元被配置为从两个或更多个所述装置中的每个装置接收相应的经补偿的输出信号，其中所述装置中的每个装置被集成在相应的预先确定的位置处，使得所述主控制单元被配置为基于所接收的经补偿的输出信号和两个或更多个所述装置的所述预先确定的位置来确定所述系统的重心。
6.一种烹饪设备，其特征在于，包括根据权利要求5所述的系统，其中所述主控制单元还被配置为基于所述系统的重心的改变来确定在所述烹饪设备的状态中的改变。
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