DE102012112855A1

DE102012112855A1 - Cooking appliance measuring unit, particularly core temperature sensor, has sensors that are connected with control unit of cooking appliance and are electrically connected with common electrical line for measuring physical variable

Info

Publication number: DE102012112855A1
Application number: DE201210112855
Authority: DE
Inventors: Thomas Schreiner
Original assignee: Rational AG
Current assignee: Rational AG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: DE102012112855B4

Abstract

The cooking appliance measuring unit (10) has multiple sensors (20), which are connected with a control unit (12) of a cooking appliance (14) through a common electrical line (16) and are electrically connected with the common electrical line for measuring a physical variable in the cooking appliance. Each sensor has a passive electric component, which emits measuring signals to query signals emitted by the control unit. The identity of each sensor is detected by the query signals emitted by the control unit. An independent claim is included for a method for determining a physical measurement variable by multiple sensors in a cooking appliance measuring unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gargerätmesseinheit mit mehreren Sensoren und ein Verfahren zur Ermittlung einer physikalischen Messgröße in einem Gargerät. The invention relates to a cooking appliance measuring unit with a plurality of sensors and a method for determining a physical measured variable in a cooking appliance.

Es gibt beispielsweise Kerntemperaturfühler für Gargeräte, die entlang des in das Gargut einzusteckenden Endes des Temperaturfühlers mehrere Sensoren aufweisen, sodass die Temperaturverteilung innerhalb des Garguts erfasst werden kann. Bislang ist jeder dieser Sensoren über eine eigene elektrische Leitung, die aus dem Temperaturfühler herausgeführt ist, direkt mit einer Steuereinheit verbunden, wobei für jeden einzelnen Sensor im Temperaturfühler ein eigener Stromkreis mit einem eigenen Leitungspaar gebildet ist. There are, for example, core temperature sensors for cooking appliances, which have several sensors along the end of the temperature sensor to be inserted into the food, so that the temperature distribution within the food can be detected. So far, each of these sensors via its own electrical lead, which is led out of the temperature sensor, connected directly to a control unit, with each sensor in the temperature sensor its own circuit is formed with its own pair of wires.

In der DE 10 2010 063 712 A1 ist eine Vereinfachung vorgeschlagen. Mehrere Sensoren werden an ein Bussystem angeschlossen und insgesamt mit einem einzigen zweiadrigen Kabel mit der Steuereinheit verbunden. Jeder der Sensoren muss hierzu allerdings ein aktives elektronisches Bauteil aufweisen, in dem eine Adresse des Sensors gespeichert ist, anhand derer der Sensor durch ein bekanntes binäres Abfrageverfahren von der Steuereinheit identifiziert werden kann. Eine derartige Verschaltung von Bauteilen in Form eines Feldbusses ist in der Mikroelektronik weitverbreitet und wird häufig genutzt. Problematisch bei der Verwendung in Kerntemperaturfühlern ist jedoch, dass derartige aktive elektronische Bauelemente nur eine geringe Temperaturtoleranz aufweisen. Insbesondere können sie nicht die beispielsweise im Garraum eines Gargeräts selbst herrschenden Temperaturen von bis zu 400°C überstehen. Diese Temperaturempfindlichkeit schränkt daher die Verwendung des in dieser Schrift beschriebenen Temperaturfühlers stark ein. Hinzu kommt noch der Nachteil, dass aktive elektronische Bauteile nach wie vor teuer sind. In the DE 10 2010 063 712 A1 is proposed a simplification. Several sensors are connected to a bus system and connected to the control unit via a single two-wire cable. However, for this purpose, each of the sensors must have an active electronic component in which an address of the sensor is stored, by means of which the sensor can be identified by the control unit by means of a known binary interrogation method. Such an interconnection of components in the form of a field bus is widely used in microelectronics and is frequently used. However, a problem with use in core temperature sensors is that such active electronic components have only a low temperature tolerance. In particular, they can not survive, for example, in the cooking chamber of a cooking appliance itself prevailing temperatures of up to 400 ° C. This temperature sensitivity therefore severely limits the use of the temperature sensor described in this document. In addition, there is the disadvantage that active electronic components are still expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vereinfachte, aber dennoch temperaturstabile Gargerätmesseinheit, beispielsweise einen Temperaturfühler, insbesondere einen Kerntemperaturfühler, sowie ein einfaches Verfahren zum Ermitteln einer physikalischen Messgröße im Gargerät zu schaffen. The object of the invention is to provide a simplified, yet temperature-stable cooking appliance measuring unit, for example a temperature sensor, in particular a core temperature sensor, as well as a simple method for determining a physical measurand in the cooking appliance.

Dies wird erreicht bei einer Gargerätmesseinheit zum Messen einer physikalischen Größe im Gargerät, mit mehreren Sensoren, die über wenigstens eine gemeinsame elektrische Leitung mit einer Steuereinheit eines Gargeräts verbindbar und die jeweils elektrisch an die Leitung angeschlossen sind. Jeder Sensor weist jeweils wenigstens ein passives elektrisches Bauteil auf, das auf von der Steuereinheit ausgesandte Abfragesignale Messsignale abgibt. Das passive Bauteil ist individualisiert und so ausgelegt, dass durch die von der Steuereinheit ausgesandten Abfragesignale die Identität jedes Sensors feststellbar ist. This is achieved in a cooking appliance measuring unit for measuring a physical variable in the cooking appliance, with a plurality of sensors which can be connected via at least one common electrical line to a control unit of a cooking appliance and which are each electrically connected to the line. Each sensor has in each case at least one passive electrical component which emits measurement signals on interrogation signals emitted by the control unit. The passive component is individualized and designed so that the identity of each sensor can be detected by the interrogation signals emitted by the control unit.

In der erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit ist sozusagen ein passives bzw. analoges Feldbussystem verwirklicht. Wie in einem bekannten digitalen Feldbussystem werden alle Sensoren an gemeinsame Steuerleitungen angeschlossen, und die Abfrage- und Messsignale von und zu allen Sensoren laufen vorzugsweise jeweils über dieselben Steuerleitungen. Die einzelnen Sensoren sind vorteilhaft parallel oder auch seriell miteinander vernetzt, sodass eine Verbindung zwischen den Sensoren geschaffen ist, bei der ein von der Steuereinheit ausgesendetes Abfragesignal prinzipiell jeden Sensor erreichen kann. In the cooking appliance measuring unit according to the invention, as it were, a passive or analog fieldbus system is realized. As in a known digital fieldbus system, all sensors are connected to common control lines, and the interrogation and measurement signals from and to all sensors preferably run over the same control lines, respectively. The individual sensors are advantageously networked in parallel or else serially, so that a connection is created between the sensors, in which an interrogation signal emitted by the control unit can in principle reach each sensor.

Das passive elektrische Bauelement des Sensors generiert vorzugsweise einen Messwert, der vorteilhaft die zu messende physikalische Größe wiedergibt und der bevorzugt in das an die Steuereinheit zurückgegebene Messsignal einfließt. The passive electrical component of the sensor preferably generates a measured value which advantageously represents the physical variable to be measured and which preferably flows into the measurement signal returned to the control unit.

Ein passives elektrisches Bauteil kann aus nur einem einzigen oder auch aus mehreren passiven elektrischen Bauelementen bestehen. Das oder die passiven elektrischen Bauelemente zusammen können ein Signal erzeugen oder verändern, sodass ein auf das Abfragesignal antwortendes Messsignal erkennbar und auswertbar ist. A passive electrical component may consist of only a single or even several passive electrical components. The one or more passive electrical components together can generate or modify a signal so that a test signal responding to the interrogation signal can be recognized and evaluated.

Das passive elektrische Bauelement, das zur Individualisierung und zur Identifikation des jeweiligen Sensors dient, kann auch gleichzeitig den Messwert des Sensors liefern, wie im Folgenden noch erläutert wird. Es ist jedoch genauso gut möglich, ein weiteres passives Bauelement zur Messung der zu messenden physikalischen Größe einzusetzen. The passive electrical component which is used for individualization and identification of the respective sensor can also simultaneously supply the measured value of the sensor, as will be explained below. However, it is equally possible to use another passive component to measure the physical quantity to be measured.

Selbstverständlich sind in der Steuereinheit normale, bekannte Elektronikbauelemente und integrierte Schaltungen enthalten, und auch die Generierung der Abfragesignale sowie die Auswertung der Messsignale erfolgen auf bekanntem Weg. Die Gargerätmesseinheit, die die Sensoren selbst enthält und die beispielsweise als Kerntemperaturfühler ausgebildet ist, der hohen Temperaturen ausgesetzt sein kann, kommt hingegen vollständig ohne aktive elektronische Elemente und insbesondere ohne integrierte Schaltungen aus. Of course, in the control unit normal, known electronic components and integrated circuits are included, and also the generation of the interrogation signals and the evaluation of the measured signals are carried out in a known way. The cooking appliance measuring unit, which contains the sensors themselves and which is designed, for example, as a core temperature sensor, which can be exposed to high temperatures, on the other hand, is completely without active electronic elements and in particular without integrated circuits.

Als passive Bauelemente werden hier unter anderem, aber nicht abschließend, Widerstände, Induktivitäten, Kapazitäten, Wellenleiter, Schwingkreise, Frequenzfilter, Oberflächenwellenelemente, Hochfrequenzreflektoren, Hochfrequenzwiderstände und ähnliche bekannte Bauelemente bezeichnet, allgemein Bauelemente, die nicht selbst aktiv ein elektrisches Signal aussenden und die auch ansonsten keine aktiven elektronischen Elemente wie etwa Speicherbausteine oder andere integrierte Schaltungen enthalten. As passive components, among other things, but not limited, resistors, inductors, capacitors, waveguides, resonant circuits, frequency filters, surface acoustic wave elements, high frequency reflectors, high frequency resistors and similar known devices referred to generally components that do not actively send out an electrical signal and the otherwise contain no active electronic elements such as memory devices or other integrated circuits.

Derartige passive elektrische Bauelemente sind weit weniger temperaturanfällig als aktive Bauelemente. Dies hat den großen Vorteil, dass die Gargerätmesseinheit z.B. in einem Hochtemperaturbereich, also etwa dem Garraum des Gargeräts, platziert werden kann, obwohl sie sowohl die Mittel zur Identifikation des Sensors wie auch die eigentlichen Sensoren selbst enthält. Such passive electrical components are far less susceptible to temperature than active components. This has the great advantage that the cooking appliance measuring unit, e.g. can be placed in a high temperature range, that is about the cooking chamber of the cooking appliance, although it contains both the means for identifying the sensor as well as the actual sensors themselves.

Zugleich ist die Zahl der Leitungen auf wenige gemeinsame elektrische Leitungen reduziert, sodass sich trotz einer ausreichenden Anzahl von Sensoren in der Gargerätmesseinheit z.B. der Durchmesser des Temperaturfühlers verringern lässt. At the same time, the number of lines is reduced to a few common electrical lines, so that despite a sufficient number of sensors in the cooking appliance measuring unit, e.g. reduce the diameter of the temperature sensor.

Mit der Erfindung lässt sich also eine sehr kompakte, robuste Gargerätmesseinheit realisieren, die zudem kostengünstig zu fertigen ist und sehr langlebig ist, da die passiven elektrischen Bauteile günstiger sind als aktive Elektronik und auch eine längere Lebensdauer haben. With the invention, therefore, a very compact, robust cooking appliance measuring unit can be realized, which is also inexpensive to manufacture and very durable, since the passive electrical components are cheaper than active electronics and also have a longer life.

Vorteilhaft erfolgt eine rein analoge Anregung des oder der passiven elektronischen Bauteile und eine rein analoge Erzeugung des Messsignals, in dem die Identität des Sensors und/oder der vom Sensor ermittelte Messwert jeden Sensors codiert sind und das an die Steuereinheit zurückgegeben wird. Advantageously, a purely analog excitation of the passive electronic components or components and a purely analog generation of the measurement signal takes place, in which the identity of the sensor and / or the measured value determined by the sensor of each sensor are coded and which is returned to the control unit.

In der Gargerätmesseinheit kann eine Vielzahl von Sensoren enthalten sein, vorzugsweise zwei bis zehn Sensoren. In the cooking appliance measuring unit, a plurality of sensors may be included, preferably two to ten sensors.

Die Sensoren sind vorzugsweise in einem einzigen Temperaturfühler, insbesondere einem Kerntemperaturfühler, aufgenommen und vorzugsweise in einer Reihe beginnend an dem freien Ende des Temperaturfühlers angeordnet. The sensors are preferably accommodated in a single temperature sensor, in particular a core temperature sensor, and preferably arranged in a row beginning at the free end of the temperature sensor.

Es ist auch möglich, mehrere Gruppen von Sensoren z.B. in getrennten Temperaturfühlern vorzusehen, die, falls dies günstiger ist, jeweils über ein eigenes Bussystem mit der Steuereinheit verbunden sein können. It is also possible to use several groups of sensors e.g. provided in separate temperature sensors, which, if this is more favorable, can each be connected via a separate bus system to the control unit.

Natürlich ist es auch möglich, Gruppen von Sensoren auf mehrere, durch die gemeinsame elektrische Leitung verbundene Temperaturfühler aufzuteilen. Of course, it is also possible to divide groups of sensors into several temperature sensors connected by the common electrical line.

Bevorzugt ist wenigstens einer der Sensoren ein Temperatursensor. Hierzu bieten sich beispielsweise SAW-Elemente oder temperaturabhängige Widerstände an. Es wäre auch möglich, andere Sensoren, zum Beispiel zur Feuchtemessung, auf dieselbe Weise in einem analogen Feldbussystem anzuordnen. At least one of the sensors is preferably a temperature sensor. For this purpose, for example, offer SAW elements or temperature-dependent resistors. It would also be possible to arrange other sensors, for example for humidity measurement, in the same way in an analog fieldbus system.

Die gemeinsame elektrische Leitung weist vorzugsweise wenigstens zwei parallele Leitungsstränge auf. Es können beispielsweise getrennte Leitungsstränge zur Stromversorgung, zur Übermittlung des Abfragesignals zur Anregung der passiven elektrischen Bauteile, zum Datentransfer zurück zur Steuereinheit und zur Erdung vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, mit lediglich zwei parallelen Leitungssträngen in der gemeinsamen elektrischen Leitung auszukommen. The common electrical line preferably has at least two parallel line strands. For example, separate line strands can be provided for the power supply, for the transmission of the interrogation signal for exciting the passive electrical components, for the data transfer back to the control unit and for grounding. But it is also possible to make do with only two parallel line strands in the common electrical line.

Die Verwendung mehrerer Leitungsstränge in der gemeinsamen elektrischen Leitung kann z.B. sinnvoll sein, wenn mehrere Sensoren genau zeitgleich ausgelesen werden sollen oder wenn gleichzeitig an einer gemeinsamen elektrischen Leitung in einer Gargerätmesseinheit Sensoren unterschiedlicher Typen eingesetzt werden sollen. The use of multiple strands in the common electrical line can be e.g. make sense if multiple sensors are to be read exactly at the same time or if at the same time sensors of different types are to be used on a common electrical line in a Gargerätmesseinheit.

Die gemeinsame elektrische Leitung kann nach Art eines Koaxialkabels aufgebaut sein, wobei insbesondere einer der Leitungsstränge eine geerdete äußere Leitung bilden kann. Diese Leitung kann z.B. die Abschirmung des Koaxialkabels darstellen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die metallische Außenhülle eines Temperaturfühlers selbst als geerdete Leitung einzusetzen. Auf diese Weise kann ein weiterer Leitungsstrang im Inneren des Temperaturfühlers eingespart werden. The common electrical line can be constructed in the manner of a coaxial cable, wherein in particular one of the line strands can form a grounded outer line. This line can e.g. represent the shield of the coaxial cable. However, it is particularly advantageous to use the metallic outer shell of a temperature sensor itself as a grounded line. In this way, a further wiring harness can be saved inside the temperature sensor.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jedem der Sensoren eine unterschiedliche vorbestimmte Frequenz zugeordnet, und der Sensor ist über diese Frequenz eindeutig identifizierbar. According to a preferred embodiment, each of the sensors is assigned a different predetermined frequency, and the sensor is uniquely identifiable via this frequency.

Der Sensor enthält in einer Variante einen Schwingkreis, wobei die Eigenfrequenz der Schwingkreise der unterschiedlichen Sensoren verschieden gewählt ist. Die Eigenfrequenz entspricht der dem jeweiligen Sensor zugeordneten Frequenz. Der Schwingkreis kann sowohl zur Identifikation des Sensors als auch zur Erzeugung des Messsignals verwendet werden. The sensor contains in a variant of a resonant circuit, wherein the natural frequency of the resonant circuits of the different sensors is selected differently. The natural frequency corresponds to the frequency assigned to the respective sensor. The resonant circuit can be used both for identification of the sensor and for generating the measurement signal.

Bei einer Anregung durch ein Hochfrequenzsignal kann auch die Leitungsgeometrie in der Zuleitung bzw. im Sensor selbst den Schwingkreis bilden. When excited by a high-frequency signal and the line geometry in the supply line or in the sensor itself can form the resonant circuit.

In einer anderen Variante weist jeder der Sensoren ein Frequenzfilter auf, beispielsweise ein Bandpassfilter, wobei die Durchlassfrequenz dann die zugeordnete Frequenz ist. In another variant, each of the sensors has a frequency filter, for example a bandpass filter, wherein the pass frequency is then the assigned frequency.

Sendet die Steuereinheit das Abfragesignal in einer bestimmten Frequenz, so wird in beiden Varianten nur ein einziger der Sensoren in ausreichender Stärke angeregt, nämlich derjenige, der einen Schwingkreis mit der passenden Eigenfrequenz aufweist oder dessen Frequenzfilter die Anregungsfrequenz durchlässt. If the control unit transmits the interrogation signal at a certain frequency, then in both variants only a single one of the sensors is excited with sufficient strength, namely the one which has a Resonant circuit having the proper natural frequency or whose frequency filter passes the excitation frequency.

Der Sensor ist hier vorzugsweise so ausgelegt, dass die zugeordnete Frequenz durch die vom Sensor zu messende physikalische Größe verändert wird. Wird beispielsweise bei einem Schwingkreis eine temperaturabhängige Induktivität oder Kapazität oder ein temperaturabhängiger Widerstand eingesetzt, so kann sich bei Änderung der Temperatur die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verschieben. Here, the sensor is preferably designed so that the assigned frequency is changed by the physical variable to be measured by the sensor. If, for example, a temperature-dependent inductance or capacitance or a temperature-dependent resistor is used in a resonant circuit, the resonance frequency of the resonant circuit can shift as the temperature changes.

Zusätzlich oder alternativ lässt sich auch eine Änderung des Gütefaktors des Schwingkreises erfassen, etwa, wenn die zugeordnete Frequenz einer Resonanzfrequenz eines Schwingkreises im Sensor entspricht, da sich eine temperaturbedingte Änderung der Kapazität, der Induktivität und/oder des Widerstands auch in der Güte des Resonanzpeaks niederschlägt. Additionally or alternatively, a change in the quality factor of the resonant circuit can be detected, for example, if the associated frequency corresponds to a resonant frequency of a resonant circuit in the sensor, since a temperature-induced change in capacitance, inductance and / or resistance also affects the quality of the resonant peak ,

Auch eine Änderung der Phasenverschiebung gegenüber dem anregenden Abfragesignal oder Veränderungen der Stromstärke bzw. der Spannung könnten zur Codierung des Messsignals genutzt werden. A change in the phase shift relative to the exciting interrogation signal or changes in the current intensity or the voltage could also be used to code the measurement signal.

Derartige Veränderungen lassen sich alle in der Steuereinheit auswerten und in einen Temperaturwert umsetzen. Such changes can all be evaluated in the control unit and converted into a temperature value.

In allen Fällen ist der jeweilige Sensor eindeutig bestimmbar, da vorzugsweise bei der Anregung mit einer bestimmten Frequenz nur ein einziger der Sensoren der Gargerätmesseinheit ein Messsignal zur Steuereinheit zurücksendet. In all cases, the respective sensor can be determined unambiguously, since preferably only one of the sensors of the cooking appliance measuring unit sends back a measuring signal to the control unit during the excitation with a specific frequency.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jedem der Sensoren eine unterschiedliche vorbestimmte Signal-Laufzeitverzögerung zugeordnet, und der Sensor ist über diese Signal-Laufzeitverzögerung eindeutig identifizierbar. Durch die Zeitdifferenz zwischen der Aussendung des Abfragesignals und dem Eingang des Messsignals lässt sich bei diesem Ausführungsbeispiel der Sensor identifizieren. According to a further preferred embodiment, each of the sensors is associated with a different predetermined signal propagation delay, and the sensor is uniquely identifiable via this signal propagation delay. Due to the time difference between the transmission of the interrogation signal and the input of the measurement signal, the sensor can be identified in this embodiment.

Vorzugsweise ist der Sensor bei dieser Ausführungsform so ausgelegt, dass die vorbestimmte zugeordnete Signallaufzeitverzögerung durch die vom Sensor zu messende physikalische Größe verändert wird. Auf diese Weise lässt sich im durch die Laufzeitverzögerung gebildeten Messsignal sowohl die Identität des Sensors als auch der eigentliche Messwert der physikalischen Größe codieren. Preferably, in this embodiment, the sensor is designed so that the predetermined associated signal propagation time delay is changed by the physical quantity to be measured by the sensor. In this way, both the identity of the sensor and the actual measured value of the physical variable can be coded in the measuring signal formed by the propagation delay.

Bei den beiden gerade beschriebenen Ausführungsformen beträgt die Veränderung der Frequenz bzw. der Laufzeitverzögerung durch die zu messende Größe jeweils nur einen kleinen Bruchteil des eigentlichen Wertes der vorbestimmten Frequenz bzw. Laufzeitverzögerung, sodass eine gute Unterscheidbarkeit der einzelnen Sensoren gewährt bleibt. In the case of the two embodiments just described, the change in the frequency or propagation delay due to the variable to be measured is only a small fraction of the actual value of the predetermined frequency or propagation delay, so that a good distinguishability of the individual sensors remains ensured.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Sensoren so ausgelegt, dass jeder der Sensoren für eine durch die gemeinsame elektrische Leitung verlaufende elektromagnetische Welle einen vorbestimmten Impedanzsprung verursacht und die so erzeugten Reflektionssignale zur Identifikation der einzelnen Sensoren verwendet werden. Über den Laufzeitunterschied der hintereinander entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung in bekannten unterschiedlichen Abständen angeordneten einzelnen Sensoren lässt sich der jeweilige Sensor identifizieren. According to a further advantageous embodiment, the sensors are designed such that each of the sensors causes a predetermined impedance jump for an electromagnetic wave passing through the common electrical line and the reflection signals thus generated are used to identify the individual sensors. The respective sensor can be identified by way of the transit time difference of the individual sensors arranged in succession along the common electrical line at known different distances.

Es ist auch möglich, als Abfrage- und Anregungssignal einen Wellenpuls durch die gemeinsame elektrische Leitung zu senden. Diese Technik zur Erzeugung eines Reflektionssignals ist auch bekannt als Kabelradar bzw. Zeitbereichsreflektometrie. It is also possible to send a wave pulse as a query and excitation signal through the common electrical line. This technique of generating a reflection signal is also known as cable radar or time domain reflectometry.

Hier kann der Sensor so ausgelegt sein, dass die Intensität des durch den vorbestimmten zugeordneten Impedanzsprung erzeugten Reflektionssignals durch die vom Sensor zu messende physikalische Größe beeinflusst wird. In diesem Fall erfolgt die Identifikation des Sensors über die Zeitspanne bis zur Ankunft des reflektierten Signals, und die Amplitude des erhaltenen reflektierten Signals kann den Messwert des Sensors, beispielsweise einen Temperaturwert, wiedergeben. Here, the sensor can be designed so that the intensity of the reflection signal generated by the predetermined associated impedance jump is influenced by the physical quantity to be measured by the sensor. In this case, the identification of the sensor takes place over the period until the arrival of the reflected signal, and the amplitude of the received reflected signal can reproduce the measured value of the sensor, for example a temperature value.

Wenigstens einer der Sensoren kann ein SAW-Element(Oberflächenwellenelement) aufweisen. Derartige SAW-Elemente werden, beispielsweise zur Temperaturmessung eingesetzt, da sich die Laufzeit des Signals durch das SAW-Element mit verändernder Temperatur ändert. Ein derartiges SAW-Element kann beispielsweise zusammen mit einem Frequenzfilter, einem Schwingkreis oder auch als laufzeitverzögerndes Element eingesetzt werden. At least one of the sensors may include a SAW (surface acoustic wave) element. Such SAW elements are used, for example for temperature measurement, since the propagation time of the signal through the SAW element changes with changing temperature. Such a SAW element can be used, for example, together with a frequency filter, a resonant circuit or as delay-delaying element.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Ermittlung einer physikalischen Messgröße durch mehrere Sensoren in einer Gargerätmesseinheit, insbesondere einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit, wie sie gerade beschrieben wurde. Alle Sensoren sind an wenigstens eine gemeinsame elektrische Leitung angeschlossen, und eine ebenfalls an die gemeinsame elektrische Leitung angeschlossene Steuereinheit sendet ein Abfragesignal entlang der elektrischen Leitung, das in wenigstens einem passiven elektrischen Bauteil jedes Sensors verarbeitet wird, wobei ein Messsignal erzeugt wird, das den Sensor identifiziert und den vom jeweiligen Sensor ermittelten Messwert enthält und das von der Steuereinheit empfangen und ausgewertet wird. The invention also relates to a method for determining a physical measured quantity by a plurality of sensors in a cooking appliance measuring unit, in particular a cooking appliance measuring unit according to the invention, as has just been described. All sensors are connected to at least one common electrical line, and a control unit also connected to the common electrical line sends an interrogation signal along the electrical line which is processed in at least one passive electrical component of each sensor, generating a measurement signal representing the sensor identified and that of the respective sensor contains detected measured value and which is received and evaluated by the control unit.

Zum Anregen und Auslesen eines Sensors kann die Steuereinheit gezielt einen Puls einer vorbestimmten Frequenz entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung senden, beispielsweise wenn, wie oben beschrieben, die Sensoren durch eine vorbestimmte eigene Frequenz identifizierbar sind. To excite and read a sensor, the control unit can selectively send a pulse of a predetermined frequency along the common electrical line, for example, if, as described above, the sensors are identifiable by a predetermined own frequency.

Es ist auch möglich, dass die Steuereinheit zum Anregen und Auslesen aller Sensoren gleichzeitig einen Puls mit vielen vorbestimmten Frequenzen, beispielsweise eine Breitbandanregung, entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung sendet. It is also possible that the control unit for exciting and reading all sensors at the same time sends a pulse with many predetermined frequencies, such as a broadband excitation, along the common electrical line.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: The invention is described below with reference to several embodiments and with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit, angeschlossen an eine Steuereinheit eines Gargeräts; 1 a schematic representation of a cooking appliance measuring unit according to the invention, connected to a control unit of a cooking appliance;

2 eine schematische Darstellung der Verschaltung mehrerer Sensoren einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform; 2 a schematic representation of the interconnection of a plurality of sensors of a cooking appliance measuring unit according to the invention according to a first embodiment;

3 eine schematische Verschaltung mehrerer Sensoren einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform; 3 a schematic interconnection of a plurality of sensors of a cooking appliance measuring unit according to the invention according to a second embodiment;

4 eine schematische Verschaltung mehrerer Sensoren einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform; 4 a schematic interconnection of a plurality of sensors of a cooking appliance measuring unit according to the invention according to a third embodiment;

5 eine schematische Verschaltung mehrerer Sensoren einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit gemäß einer vierten Ausführungsform; und 5 a schematic interconnection of a plurality of sensors of a cooking appliance measuring unit according to the invention according to a fourth embodiment; and

6 eine schematische Verschaltung mehrerer Sensoren einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform. 6 a schematic interconnection of a plurality of sensors of a cooking appliance measuring unit according to the invention according to a variant of the fourth embodiment.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Gargerätmesseinheit 10, die mit einer Steuereinheit 12 eines symbolisch dargestellten Gargeräts 14 fest oder steckbar verbunden ist. Die elektrische Verbindung erfolgt über eine elektrische Leitung 16. Die Gargerätmesseinheit 10 ist in diesem Beispiel ein Kerntemperaturfühler, der in einem lang gestreckten, metallischen, stabförmigen Gehäuse 18 mehrere einzelne, hintereinander angeordnete Sensoren 20 aufweist. Ein Ende des Gehäuses 18 wird zur Erfassung der Kerntemperatur in ein Gargut hineingesteckt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 2 nicht alle der Sensoren 20 mit einem Bezugszeichen versehen, und die Gargerätmesseinheit 10 ist im Verhältnis zum Gargerät 14 und dessen Garraum übergroß dargestellt. 1 shows a cooking appliance measuring unit according to the invention 10 that with a control unit 12 a symbolically represented cooking appliance 14 fixed or pluggable is connected. The electrical connection is via an electrical line 16 , The cooking appliance measuring unit 10 In this example, this is a core temperature probe housed in an elongate metallic rod-shaped housing 18 several individual, consecutively arranged sensors 20 having. One end of the housing 18 is inserted into a food to capture the core temperature. For clarity, in 2 not all of the sensors 20 provided with a reference numeral, and the Gargerätmesseinheit 10 is in relation to the cooking appliance 14 and the cooking space shown oversized.

Die elektrische Leitung 16 bildet eine gemeinsame elektrische Leitung, mit der alle Sensoren 20 verbunden sind. The electrical line 16 forms a common electrical line, with which all sensors 20 are connected.

Die Länge Δl der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 zwischen den jeweiligen Sensoren 20 und der Steuereinheit 12 ist für jeden der Sensoren 20 bekannt und für einige der unten beschriebenen Ausführungsformen in der Steuereinheit 12 abgelegt. The length .DELTA.l of the common electrical line 16 between the respective sensors 20 and the control unit 12 is for each of the sensors 20 known and for some of the embodiments described below in the control unit 12 stored.

Die Steuereinheit 12 ist in einer Variante so ausgebildet, dass mehrere Gargerätmesseinheiten 10 parallel angeschlossen werden können, wobei jede der Gargerätmesseinheiten 10 eine Gruppe von Sensoren 20 aufweist, die innerhalb des Kerntemperaturfühlers hintereinander und elektrisch parallel an eine gemeinsame elektrische Leitung 16 angeschlossen sind. Jede der Gargerätmesseinheiten wird in diesem Fall separat von der Steuereinheit 12 angesprochen. The control unit 12 is designed in a variant that several Gargerätmesseinheiten 10 can be connected in parallel, with each of the Gargerätmesseinheiten 10 a group of sensors 20 comprising, within the core temperature sensor in series and electrically parallel to a common electrical line 16 are connected. Each of the cooking appliance measuring units in this case becomes separate from the control unit 12 addressed.

In einer anderen Variante ist die Steuereinheit 12 so ausgebildet, dass mehrere Gargerätmesseinheiten 10 mit jeweils einer Gruppe von Sensoren 20 an eine einzige gemeinsame elektrische Leitung 16 angeschlossen sind, wobei alle Sensoren 20 parallel mit der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 verbunden sind. In diesem Fall werden alle Gargerätmesseinheiten 10 gleichzeitig von der Steuereinheit 12 angesprochen. In another variant, the control unit 12 designed so that several Gargerätmesseinheiten 10 each with a group of sensors 20 to a single common electrical line 16 are connected, with all sensors 20 in parallel with the common electrical line 16 are connected. In this case, all cooking appliance measuring units 10 simultaneously from the control unit 12 addressed.

Jeder der Sensoren 20 misst eine physikalische Größe, beispielsweise die Temperatur oder die Feuchte. Im Folgenden wird bei der Beschreibung der einzelnen Ausführungsformen jeweils von Temperatursensoren ausgegangen. Selbstverständlich lässt sich das erfindungsgemäße Prinzip aber auch auf andere physikalische Größen übertragen. Each of the sensors 20 measures a physical quantity, such as temperature or humidity. In the following, the description of the individual embodiments is based on temperature sensors. Of course, the inventive principle can also be transferred to other physical quantities.

Bei den dargestellten Ausführungsformen sind jeweils alle Sensoren 20 einer Gargerätmesseinheit 10 in einem Gehäuse 18 von ihrem Funktionsprinzip und ihrem Messprinzip her identisch aufgebaut. Es wäre jedoch auch möglich, unterschiedliche Sensortypen in einer Gargerätmesseinheit 10 zu kombinieren. In the illustrated embodiments, all sensors are each 20 a cooking appliance measuring unit 10 in a housing 18 constructed identically from their functional principle and their measuring principle. However, it would also be possible to use different sensor types in a cooking appliance measuring unit 10 to combine.

Jeder der Sensoren 20 weist ein passives elektrisches Bauteil auf, das so individualisiert ist, dass es den Sensor 20 in der in der Gargerätmesseinheit 10 verbauten Gruppe von Sensoren 20 eindeutig identifizierbar macht. Each of the sensors 20 has a passive electrical component that is customized to be the sensor 20 in the cooking appliance measuring unit 10 built-in group of sensors 20 makes it clearly identifiable.

Unter einem passiven elektrischen Bauteil wird wie oben erwähnt in diesem Zusammenhang ein Bauteil verstanden, das nicht selbst aktiv ein elektrisches Signal aussendet und das auch ansonsten keine aktiven elektronischen Elemente wie etwa Speicherbausteine oder integrierte Schaltungen enthält. Under a passive electrical component as mentioned above in this context Understood component that does not actively send out an electrical signal itself and otherwise contains no active electronic elements such as memory devices or integrated circuits.

Alle Sensoren 20 sind parallel hintereinander an die gemeinsame elektrische Leitung 16 elektrisch angeschlossen. Die Gruppe der Sensoren 20 an der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 bildet eine Art passiven bzw. analogen Feldbus, bei dem die Abfrage der Sensoridentität sowie des vom jeweiligen Sensor 20 ermittelten Messwerts auf rein analoge Art geschieht. Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen zeigen Beispiele für derartige passive Feldbussysteme. All sensors 20 are parallel to each other to the common electrical line 16 electrically connected. The group of sensors 20 on the common electrical line 16 forms a kind of passive or analog fieldbus, in which the query of the sensor identity as well as of the respective sensor 20 measured value is done in a purely analog way. The embodiments described below show examples of such passive fieldbus systems.

2 zeigt eine Gruppe von Sensoren 20 einer ersten Ausführungsform einer Gargerätmesseinheit 10, die wie in 1 gezeigt in einem Gehäuse 18 angeordnet sind und über die gemeinsame elektrische Leitung 16 mit der Steuereinheit 12 verbunden sind. Die gemeinsame elektrische Leitung 16 besteht hier aus zwei parallel verlaufenden elektrischen Leitungssträngen 16a, 16b, die jeweils mit sämtlichen der Sensoren 20 verbunden sind. In der 2 sind sechs Sensoren 20 nebeneinander an die gemeinsame elektrische Leitung 16 angeschlossen, es könnten aber auch mehr oder weniger Sensoren 20 vorgesehen sein. 2 shows a group of sensors 20 a first embodiment of a cooking appliance measuring unit 10 that like in 1 shown in a housing 18 are arranged and over the common electrical line 16 with the control unit 12 are connected. The common electrical line 16 consists of two parallel electrical strands 16a . 16b , each with all the sensors 20 are connected. In the 2 are six sensors 20 next to each other to the common electrical line 16 connected, but it could also be more or less sensors 20 be provided.

In allen hier gezeigten Ausführungsformen sind die Leitungsstränge 16a, 16b durchgehend ausgebildet, und die Sensoren 20 sind z.B. über kurze Zuleitungen an die Leitungsstränge 16a, 16b angeschlossen. In all embodiments shown here are the strands 16a . 16b trained throughout, and the sensors 20 are eg via short supply lines to the cable strands 16a . 16b connected.

Einer der Leitungsstränge 16a, 16b kann beispielsweise als Signalleitung dienen, während der andere eine Erdleitung ist. One of the strands of wire 16a . 16b may serve as a signal line, for example, while the other is a ground line.

In einer Variante, die durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, sind weitere parallel zu den Leitungssträngen 16a, 16b verlaufende elektrische Leitungsstränge 16c, 16d vorgesehen, die ebenfalls Teil der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 sind und ebenfalls mit sämtlichen der Sensoren 20 verbunden sind. Mit mehr als zwei Leitungssträngen ist es beispielsweise möglich, eine eigene Leitung zur Anregung durch das Abfragesignal und eine eigene Leitung zum Empfang des Messsignals der Sensoren 20 vorzusehen, was die Auswertung erleichtert. Da jedoch das Platzangebot im Inneren eines Kerntemperaturfühlers begrenzt ist, ist es vorteilhaft, die Zahl der Leitungsstränge möglichst gering zu halten. In a variant, which is indicated by the dashed lines, more are parallel to the cable strands 16a . 16b running electrical cable strands 16c . 16d provided, which is also part of the common electrical line 16 are and also with all the sensors 20 are connected. With more than two line strands, it is possible, for example, a separate line for excitation by the interrogation signal and a separate line for receiving the measurement signal of the sensors 20 which facilitates the evaluation. However, since the space inside a core temperature sensor is limited, it is advantageous to keep the number of wire strands as small as possible.

Die einzelnen Leitungsstränge 16a, 16b der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 sind hier in Form eines Koaxialkabels ausgelegt, wobei der oder die inneren Leitungsstränge als Datenleitung ausgebildet sind und das Abfrage- beziehungsweise Messsignal von und zur Steuereinheit 12 leiten und der äußere Leitungsstrang als Erdleitung ausgebildet ist. Der äußere Leitungsstrang kann durch eine Abschirmung des Kabels gebildet sein, im Bereich des Gehäuses 18 ist er in einer bevorzugten Ausführungsform durch die metallische Außenhülle des Temperaturfühlers selbst gebildet. The individual cable strands 16a . 16b the common electrical line 16 are designed here in the form of a coaxial cable, wherein the one or more inner cable strands are designed as a data line and the query or measurement signal from and to the control unit 12 conduct and the outer wiring harness is designed as a ground line. The outer wiring harness can be formed by a shield of the cable, in the region of the housing 18 it is formed in a preferred embodiment by the metallic outer shell of the temperature sensor itself.

Jeder der Sensoren 20 weist in diesem Beispiel ein Oberflächenwellenelement (SAW-Element) auf, das eine individuelle, vorbestimmte und unterschiedliche Eigenfrequenz f₁ bis f₆ besitzt. Durch ein von der Steuereinheit 12 entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 ausgegebenes Abfragesignal, das eine bestimmte Frequenz aufweist, wird nur derjenige der Sensoren 20 angeregt, dessen vorbestimmte Frequenz mit der Anregungsfrequenz übereinstimmt. Auf diese Weise ist der Sensor 20 eindeutig identifiziert, und es ist sichergestellt, dass das Messsignal von einem einzigen, genau bekannten Sensor 20 der Gruppe von Sensoren 20 stammt. Each of the sensors 20 In this example, it has a surface acoustic wave element (SAW element) having an individual, predetermined and different natural frequency f ₁ to f ₆ . By one from the control unit 12 along the common electrical line 16 outputted interrogation signal having a certain frequency becomes only that of the sensors 20 stimulated whose predetermined frequency coincides with the excitation frequency. This is the sensor 20 clearly identified, and it ensures that the measurement signal from a single, well-known sensor 20 the group of sensors 20 comes.

Wird also beispielsweise ein Impuls der Frequenz f₃ von der Steuereinheit 12 entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 ausgesandt, so wird der in 2 dritte Sensor von links, der die Eigenfrequenz f₃ hat, antworten, während von sämtlichen anderen Sensoren 20 kein Antwortsignal zurück zur Steuereinheit 12 kommt. Thus, for example, a pulse of frequency f ₃ from the control unit 12 along the common electrical line 16 sent out, the in 2 third sensor from the left, which has the natural frequency f ₃ , respond while from all other sensors 20 no response signal back to the control unit 12 comes.

Gleichzeitig wird vom Sensor 20 der Messwert der zu messenden physikalischen Größe bestimmt. Dieser aktuelle Messwert ist im an die Steuereinheit 12 zurückgemeldeten Messsignal codiert. At the same time the sensor 20 the measured value of the physical variable to be measured is determined. This current measured value is in the control unit 12 Feedback signal coded back.

In dieser Ausführungsform ist es möglich, temperaturveränderliche SAW-Elemente zu verwenden, deren Frequenz sich beispielsweise mit der Temperatur leicht verschiebt. Durch das Maß der Frequenzverschiebung im Messsignal gegenüber der Frequenz des Abfragesignals ist die Temperatur des Sensors 20 eindeutig bestimmbar. Das Messsignal kann also beispielsweise die Frequenz f₃ + Δf₃ aufweisen. In this embodiment, it is possible to use temperature-variable SAW elements whose frequency slightly shifts, for example, with temperature. The degree of the frequency shift in the measurement signal compared to the frequency of the interrogation signal is the temperature of the sensor 20 clearly determinable. The measurement signal may therefore have, for example, the frequency f ₃ + Δf ₃ .

Wichtig ist hierbei natürlich, dass die Frequenzverschiebung verglichen mit dem Abstand der vorbestimmten Frequenzen f₁ bis f₆ der einzelnen Sensoren 20 der Gruppe von Sensoren 20 so gering ist, dass die jeweiligen Sensoren 20 aufgrund ihrer Frequenz eindeutig identifizierbar bleiben. It is important, of course, that the frequency shift compared with the distance of the predetermined frequencies f ₁ to f _{6 of} the individual sensors 20 the group of sensors 20 so small is that the respective sensors 20 remain clearly identifiable due to their frequency.

Es ist auch möglich, einen breitbandigen Anregungspuls von der Steuereinheit 12 auszusenden, der sämtliche Frequenzen f₁ bis f₆ aller Sensoren 20 gleichzeitig enthält, sodass sämtliche Sensoren 20 gleichzeitig angeregt werden. Die Antwort der Sensoren 20, die die Steuereinheit 12 beispielsweise über einen zusätzlichen Leitungsstrang 16c der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 empfängt, besteht in einer Mischung der Frequenzen f₁ + Δf₁ bis f₆ + Δf₆, da die jeweiligen vorbestimmten Frequenzen aufgrund der temperaturabhängigen Frequenzverschiebung der einzelnen Sensoren 20 um einen geringen Betrag Δf₁ bis Δf₆ verschoben sind. Indem in der Steuereinheit 12 das empfangene Messsignal in seine Frequenzbestandteile aufgeteilt wird, können die Frequenzunterschiede Δf₁ bis Δf₆ herausgefiltert werden und darüber die Temperatur jedes der Sensoren 20 bestimmt werden. It is also possible to have a broadband excitation pulse from the control unit 12 to send out all frequencies f ₁ to f _{6 of} all sensors 20 contains at the same time, so that all sensors 20 be stimulated at the same time. The answer of the sensors 20 that the control unit 12 for example via an additional wiring harness 16c the common electrical line 16 receives consists in a mixture of the frequencies f ₁ + .DELTA.f ₁ to f ₆ + .DELTA.f ₆ , since the respective predetermined frequencies due to the temperature-dependent frequency shift of the individual sensors 20 are shifted by a small amount .DELTA.f ₁ to .DELTA.f. ₆ By in the control unit 12 the received measurement signal is divided into its frequency components, the frequency differences .DELTA.f ₁ to .DELTA.f _{6 can be} filtered out and above that the temperature of each of the sensors 20 be determined.

3 zeigt eine Gruppe von Sensoren 20 einer ähnlich aufgebauten Gargerätmesseinheit, wobei auch hier alle Sensoren 20 als SAW-Elemente ausgebildet sind. In diesem Fall ist jedoch nicht die Anregungsfrequenz der einzelnen Sensoren 20 unterschiedlich, sondern der durch die SAW-Elemente generierte Laufzeitunterschied t₁ bis t₆ unterscheidet sich je nach Sensor 20. Diese Laufzeitunterschiede t₁ bis t₆ sind vorbekannt und in der Steuereinheit 12 abgelegt, sodass eine eindeutige Zuordnung zwischen einem der Laufzeitunterschiede t₁ bis t₆ und dem jeweiligen Sensor 20 gegeben ist. 3 shows a group of sensors 20 a similar built Gargerätmesseinheit, where all sensors 20 are formed as SAW elements. In this case, however, not the excitation frequency of the individual sensors 20 different, but the time difference t ₁ to t ₆ generated by the SAW elements differs depending on the sensor 20 , These time differences t ₁ to t ₆ are previously known and in the control unit 12 stored, so that a clear assignment between one of the time differences t ₁ to t ₆ and the respective sensor 20 given is.

Bei der Anregung der Sensoren 20 durch ein von der Steuereinheit 12 ausgesandtes Abfragesignal benötigen die Signale unterschiedlich lange, entsprechend den Laufzeitunterschieden t₁ bis t₆, um die SAW-Elemente der Sensoren 20 zu passieren. Entsprechend kommen die Messsignale zeitverzögert an der Steuereinheit 12 an, sodass eindeutig erkannt werden kann, welches Messsignal von welchem der Sensoren 20 stammt. At the excitation of the sensors 20 through one of the control unit 12 emitted interrogation signal require the signals of different lengths, corresponding to the runtime differences t ₁ to t ₆ , to the SAW elements of the sensors 20 to happen. Accordingly, the measurement signals arrive at the control unit with a time delay 12 on, so that it can be clearly recognized which measurement signal from which of the sensors 20 comes.

Auch hier wird der Messwert direkt in das Antwortsignal hinein codiert, indem SAW-Elemente mit temperaturbedingt veränderlichen Laufzeiten verwendet werden. Die aufgrund der Temperatur des Sensors entstehende zusätzliche Laufzeitverzögerung Δt₁ bis Δt₆ kann mit den bekannten Laufzeitunterschieden t₁ bis t₆ aus dem empfangenen Messsignal herausgerechnet werden und als Maß für die Temperaturen der einzelnen Sensoren 20 herangezogen werden. Auch hier gilt, dass die temperaturbedingten Laufzeitunterschiede Δt₁ bis Δt₆ deutlich kleiner sind als die zur Identifikation verwendeten Laufzeitunterschiede t₁ bis t₆, sodass stets getrennte Signale von den einzelnen Sensoren 20 in der Steuereinheit 12 empfangen werden können. Here, too, the measured value is coded directly into the response signal by using SAW elements with temperature-dependent variable transit times. The resulting due to the temperature of the sensor additional propagation delay .DELTA.t ₁ to .DELTA.t ₆ can be excluded from the received measurement signal with the known transit time differences t ₁ to t ₆ and as a measure of the temperatures of the individual sensors 20 be used. Again, the temperature-related differences in transit time .DELTA.t ₁ to .DELTA.t _{6 are} significantly smaller than the runtime differences t ₁ to t ₆ used for identification, so always separate signals from the individual sensors 20 in the control unit 12 can be received.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer Gruppe von Sensoren 20 einer erfindungsgemäßen Gargerätmesseinheit, die wiederum parallel mit einer gemeinsamen elektrischen Leitung 16, die hier wieder aus zwei parallelen elektrischen Leitungssträngen 16a, 16b besteht, verbunden sind. 4 shows a further embodiment with a group of sensors 20 a Gargerätmesseinheit invention, in turn, in parallel with a common electrical line 16 , here again from two parallel electrical wiring harnesses 16a . 16b exists, are connected.

In diesem Fall besteht jeder der Sensoren 20 aus zwei passiven Bauelementen. Ein erstes passives Bauelement 22 dient der Erzeugung eines temperaturabhängigen Signals. Ein zweites passives Bauelement 24 dient der Identifikation des spezifischen Sensors 20. In this case, each of the sensors exists 20 from two passive components. A first passive component 22 serves to generate a temperature-dependent signal. A second passive component 24 serves to identify the specific sensor 20 ,

Das erste passive elektrische Bauelement 22 ist hier ein temperaturabhängiger Widerstand. The first passive electrical component 22 Here is a temperature-dependent resistor.

Im gezeigten Beispiel ist das zweite passive Bauelement 24 als Frequenzfilter, insbesondere als Bandpassfilter, ausgebildet, der jeweils eine spezifische Frequenz f₁ bis f₆ zum ersten passiven Bauelement 22 durchlässt. In the example shown, the second passive component 24 formed as a frequency filter, in particular as a band-pass filter, each having a specific frequency f ₁ to f ₆ to the first passive component 22 pass through.

Wie in der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiel erläutert, erfolgt die Abfrage durch ein Abfragesignal einer bestimmten Frequenz beziehungsweise durch einen Puls, der die spezifische Frequenz enthält, und das Messignal hat die Grundfrequenz f₁ bis f₆ des jeweiligen Sensors 20. Das temperaturempfindliche erste passive elektrische Bauteil 22 verändert das Signal, beispielsweise durch eine Verschiebung der Frequenz oder durch eine Modulation der Amplitude des Messsignals, wobei aus dieser Veränderung in der Steuereinheit 12 der aktuelle Messwert des jeweiligen Sensors 20 errechnet werden kann. As explained in the description of the first exemplary embodiment, the interrogation is effected by an interrogation signal of a specific frequency or by a pulse which contains the specific frequency, and the measurement signal has the fundamental frequency f ₁ to f _{6 of} the respective sensor 20 , The temperature-sensitive first passive electrical component 22 changes the signal, for example by a shift of the frequency or by a modulation of the amplitude of the measuring signal, resulting from this change in the control unit 12 the current measured value of the respective sensor 20 can be calculated.

5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem die einzelnen Sensoren 20, die mit den einzelnen Leitungssträngen 16a, 16b der gemeinsamen elektrischen Leitung 16 verbunden sind, jeweils als Parallel-Schwingkreis ausgebildet sind. Jeder der Schwingkreise weist eine eigene Eigenfrequenz f₁ bis f₃ auf, die jeweils eindeutig und unterschiedlich ist. In diesem Beispiel sind aus Platzgründen nur drei Sensoren 20 dargestellt, auch hier könnten weniger oder mehr Sensoren 20 vorgesehen sein. 5 shows a fourth embodiment, in which the individual sensors 20 that with the individual strands of wire 16a . 16b the common electrical line 16 are connected, each formed as a parallel resonant circuit. Each of the oscillating circuits has its own natural frequency f ₁ to f ₃ , each unique and different. In this example, there are only three sensors for space reasons 20 Again, fewer or more sensors could be used 20 be provided.

Teil jedes der Schwingkreise ist neben einer Induktivität und einer Kapazität ein temperaturveränderlicher Widerstand, der die Eigenfrequenz f₁ bis f₃ des jeweiligen Schwingkreises des jeweiligen Sensors 20 verändert. Bei Anregung mit der spezifischen Frequenz f₁ bis f₃, entweder einzeln oder in einem Breitbandpuls wie oben beschrieben, enthält das Antwortsignal eine Frequenzverschiebung, die in der Steuereinheit 12 detektiert werden kann und zur Anzeige eines entsprechenden Temperatursignals der jeweiligen Sensoren 20 herangezogen werden kann. Part of each of the resonant circuits is in addition to an inductance and a capacitance, a temperature-variable resistor, the natural frequency f ₁ to f _{3 of} the respective resonant circuit of the respective sensor 20 changed. When excited at the specific frequency f ₁ to f ₃ , either singly or in a wideband pulse as described above, the response signal contains a frequency shift that is present in the control unit 12 can be detected and to display a corresponding temperature signal of the respective sensors 20 can be used.

Natürlich kann anstelle des oder zusätzlich zum temperaturabhängigen Widerstand auch eine temperaturabhängige Kapazität und/oder Induktivität verwendet werden. Dies bietet sich beispielsweise bei der Verwendung von Reihen-Schwingkreisen wie in 6 dargestellt an. Of course, instead of or in addition to the temperature-dependent resistor, a temperature-dependent capacitance and / or inductance can also be used. This is for example when using series resonant circuits as in 6 displayed on.

Auch die Güte der Resonanz des jeweiligen angeregten Schwingkreises ist bei der Verwendung von temperaturbedingt veränderlichen Kapazitäten, Induktivitäten und/oder Widerständen temperaturabhängig. Durch ein Abfragesignal mit einem geeigneten Frequenzverlauf lässt sich die Güte des Resonanzpeaks des jeweiligen Schwingkreises und damit die aktuelle Temperatur des durch diesen gebildeten Sensors 20 ermitteln. The quality of the resonance of the respective excited resonant circuit is in use Temperature-dependent variable capacitances, inductances and / or resistors temperature dependent. By an interrogation signal with a suitable frequency response, the quality of the resonance peak of the respective resonant circuit and thus the current temperature of the sensor formed by this can be 20 determine.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform erfolgt die Abfrage nach Art der bekannten Zeitbereichsreflektometrie (auch Kabelradar genannt). Die gemeinsame elektrische Leitung ist als Wellenleiter ausgebildet, und das Abfragesignal wird in Form einer geeigneten elektromagnetischen Welle, vorzugsweise in Form eines Hochfrequenzpulses, in die gemeinsame elektrische Leitung gesandt. In a further, not shown embodiment, the query takes place in the manner of the known time domain reflectometry (also called cable radar). The common electrical line is designed as a waveguide, and the interrogation signal is sent in the form of a suitable electromagnetic wave, preferably in the form of a radio-frequency pulse, in the common electrical line.

Die Sensoren sind so ausgebildet, dass sie jeweils einen Teil einer durch die gemeinsame elektrische Leitung verlaufenden elektromagnetischen Welle reflektieren. Jeder der Sensoren verursacht einen Impedanzsprung, sodass ein Reflektionssignal erzeugt wird. Die Laufzeitunterschiede Δt der Reflektionen zusammen mit den bekannten Positionen der Sensoren, die entlang der gemeinsamen elektrischen Leitung an vorbestimmten, bekannten Längenpositionen Δl angeordnet sind, erlaubt eine eindeutige Zuordnung eines Reflektionssignals zu einem Sensor. The sensors are configured to each reflect a portion of an electromagnetic wave passing through the common electrical line. Each of the sensors causes an impedance jump so that a reflection signal is generated. The transit time differences .DELTA.t of the reflections together with the known positions of the sensors, which are arranged along the common electrical line at predetermined, known length positions .DELTA.l, allow an unambiguous assignment of a reflection signal to a sensor.

Der Sensor ist auch hier so ausgelegt, dass er ein passives temperaturempfindliches Bauteil aufweist, das das Reflektionssignal eindeutig beeinflusst, sodass aus dem Eingangszeitpunkt des Reflektionssignals sowie z.B. dessen Amplitude eindeutig auf den jeweiligen Sensor und dessen derzeitige Temperatur geschlossen werden kann. The sensor is also designed here so that it has a passive temperature-sensitive component, which uniquely influences the reflection signal, so that from the input time of the reflection signal and e.g. its amplitude can be clearly concluded on the respective sensor and its current temperature.

Sämtliche Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen können im Ermessen des Fachmanns frei miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden, dies gilt insbesondere für die Anzahl der verwendeten Leitungsstränge. All features of the described embodiments can be freely combined with each other at the discretion of the skilled person or exchanged for each other, this applies in particular to the number of line strands used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010063712 A1 [0003]

Claims

Cooking appliance measuring unit with several sensors ( 20 ), which via at least one common electrical line ( 16 ) with a control unit ( 12 ) of a cooking appliance ( 14 ) and each electrically connected to the common electrical line ( 16 ) are connected for measuring a physical quantity in the cooking appliance ( 14 ), each sensor ( 20 ) each having at least one passive electrical component, which depends on the control unit ( 12 ) emits measuring signals and the passive component is individualized and designed so that by the control unit ( 12 ) emitted interrogation signals the identity of each sensor ( 20 ) is detectable.

Cooking appliance measuring unit according to claim 1, characterized in that each sensor ( 20 ) has at least one passive electrical component that generates a measured value.

Cooking appliance measuring unit according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors ( 20 ) are received in a single temperature sensor, in particular a core temperature sensor.

Cooking appliance measuring unit according to one of the preceding claims, characterized in that the common electrical line ( 16 ) at least two parallel strands of line ( 16a - 16d ) having.

Cooking appliance measuring unit according to claim 4, characterized in that one of the line strands ( 16a -D) is part of a coaxial cable, in particular a grounded outer cable.

Cooking appliance measuring unit according to one of the preceding claims, characterized in that each of the sensors ( 20 ) is associated with a different predetermined frequency (f) and the sensor ( 20 ) is uniquely identifiable over this frequency (f).

Cooking appliance measuring unit according to claim 6, characterized in that the sensor ( 20 ) is designed so that the associated frequency (f) and / or, if the associated frequency corresponds to a resonant frequency of a resonant circuit in the sensor, a quality factor of the resonant circuit by that of the sensor ( 20 ) to be measured physical size is changed.

Cooking appliance measuring unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that each of the sensors ( 20 ) a different predetermined signal propagation delay (t) is assigned and the sensor ( 20 ) is uniquely identifiable via this signal propagation delay (t).

Cooking appliance measuring unit according to claim 8, characterized in that the sensor ( 20 ) is designed so that the predetermined associated signal propagation delay (t) is changed by the physical quantity to be measured by the sensor.

Cooking appliance measuring unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensors ( 20 ) are designed so that each of the sensors ( 20 ) for a through the common electrical line ( 16 ) running electromagnetic wave causes a predetermined impedance jump and the reflection signals thus generated for identification of the individual sensors ( 20 ) be used.

Cooking appliance measuring unit according to claim 10, characterized in that the sensor ( 20 ) is designed so that the intensity of the reflection signal generated by the predetermined associated impedance jump by the sensor ( 20 ) to be measured physical size is affected.

Cooking appliance measuring unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the sensors ( 20 ) has a SAW element.

Cooking appliance measuring unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the sensors ( 20 ) one in the sensor ( 20 ) has integrated resonant circuit.

Method for determining a physical measured variable by a plurality of sensors ( 20 ) in a cooking appliance measuring unit ( 10 ), whereby the sensors ( 20 ) all to at least one common electrical line ( 16 ) are connected and also to the common electrical line ( 16 ) connected control unit ( 12 ) an interrogation signal along the common electrical line ( 16 ) in at least one passive electrical component of each sensor ( 20 ) is processed so that a measurement signal is generated, which identifies the sensor and contains the measured value determined by the respective sensor and that of the control unit ( 12 ) is received and evaluated.

Method according to claim 14, characterized in that the control unit ( 12 ) for reading a sensor ( 20 ) selectively a pulse of a predetermined frequency (f) or at the same time a pulse with many predetermined frequencies along the common electrical line ( 16 ) sends.