JP2572491B2 - 電子レンジの仕上がり検出装置 - Google Patents

電子レンジの仕上がり検出装置

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JP2572491B2
JP2572491B2 JP12939391A JP12939391A JP2572491B2 JP 2572491 B2 JP2572491 B2 JP 2572491B2 JP 12939391 A JP12939391 A JP 12939391A JP 12939391 A JP12939391 A JP 12939391A JP 2572491 B2 JP2572491 B2 JP 2572491B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、食品などの被加熱物
の仕上がり状態を絶対湿度センサーを用いて検出する電
子レンジの仕上がり検出装置に関し、より詳しくは、絶
対湿度センサーの検知出力の温度ドリフトを補正する手
段を有する仕上がり検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6および図7は従来の電子レンジの回
路構成例を示している(図6,図7に示した回路は図中に
示した記号,の箇所でつながっている。)。この電子
レンジは、絶対湿度センサー2を含むブリッジ回路4
と、加熱制御回路7と、マイクロ波発生回路16を備え
ている。
【0003】上記ブリッジ回路4は、電流制限用の抵抗
5を介して直流電源6につながる第1直列回路SR1
第2直列回路SR2とからなっている。第1直列回路S
1は、大気中に露出された開放型のサーミスタR1と乾
燥した空気中に封じ込められた密閉型のサーミスタR2
とからなり、絶対湿度センサー(電子レンジの排気ダク
ト内に、排気にさらされる状態で取り付けられている)
2を構成している。一方、第2直列回路SR2は、2つ
の抵抗R3,R4からなり、上記第1直列回路SR1に並列
に接続されている。上記第1直列回路SR1,第2直列回
路SR2の各中点M1,M2は、増幅率200倍程度に設定
された比較増幅器5の入力部−,+にそれぞれ接続され
ている。比較増幅器5の出力(絶対湿度検出信号)Vは、
A/D変換器8およびインターフェース9を介して加熱
制御回路7に伝えられる。同様に、上記第1直列回路S
1の中点M1の電圧、すなわち密閉型サーミスタR2
両端電圧VR2がA/D変換器8'およびインターフェー
ス9を介してサーミスタ信号として上記加熱制御回路7
に伝えられる。加熱制御回路7は、RAM(ランダム・
アクセス・メモリ),CPU(中央演算処理ユニット),R
OM(リード・オンリ・メモリ)などからなり、入力され
た絶対湿度検出信号Vに応答して、加熱時間を制御する
ための加熱,停止の各運転制御信号を出力する。上記マ
イクロ波発生回路16は、高圧トランス13,高圧コン
デンサ14および高圧ダイオード15(これらで半波倍
電圧回路を構成する。)と、この半波倍電圧回路から電
力供給を受けてマイクロ波を発生するマグネトロン12
とからなっている。
【0004】マイクロ波加熱を行う場合、加熱制御回路
7からの制御信号によってマイクロ波リレー10を閉じ
てマイクロ波発生回路16に電力供給してマグネトロン
12にマイクロ波を発振させる。マグネトロン12から
発せられたマイクロ波は、図示しない加熱室に導かれ、
被加熱物を加熱する。同時に、加熱制御回路7からの制
御信号によってFMリレー11を閉じて、図示しない冷
却ファンモータを駆動して電子レンジ内に外気を取り込
む。取り込まれた外気(空気)は、マグネトロン12を冷
却した後、上記加熱室内に送り込まれ、被加熱物の温度
上昇によって被加熱物から発生した水蒸気を含む状態と
なる。そして、上記絶対湿度センサー2が設けられてい
る排気ダクトを通して電子レンジ外へ排出される。
【0005】ここで、被加熱物の仕上がり状態は次のよ
うなシステムで検出される。
【0006】まず、動作開始時に直流電源6が供給され
て、上記第1直列回路SR1のサーミスタR1及びサーミ
スタR2に電流I1が流れる。サーミスタR1及びサーミ
スタR2は電流I1によって自己発熱して、その抵抗値を
下げ、さらに電流I1を増加させてゆく。やがて電流制
限用の抵抗R5によって制限を受けて電流I1が一定と
なる。これに伴って、自己発熱も一定となるので、サー
ミスタR1,サーミスタR2の抵抗値も一定となる。(な
お、第2直列回路SR2を構成する抵抗R3,R4の一方
は、加熱制御回路7からの制御でその抵抗値を自在に変
化する可変抵抗としておく。これにより、第1直列回路
SR1,第2直列回路SR2の中点M1,M2間の電位差を一
定の範囲内に収めるようにその抵抗値を変化させ
る。)。
【0007】動作中、冷却ファンモータによって加熱室
内に送り込まれる空気の量は略一定であるから、温度上
昇によって被加熱物から発せられる水蒸気量が増加する
と、絶対湿度センサー2がさらされている排気の単位体
積当たりに含まれる水蒸気量も多くなる。この水蒸気量
が変化(増加)すると、開放型のサーミスタR1表面の放
熱量が変化してサーミスタR1の抵抗値が変化する。こ
れに応じて、サーミスタR1とサーミスタR2との分圧比
が変化して、第1直列回路SR1,第2直列回路SR2
中点M1,M2間の電圧が変化し、比較増幅器5の出力す
なわち絶対湿度検出信号Vが変化する。
【0008】加熱制御回路7は、A/D変換器8および
インターフェース9を介して与えられた絶対湿度検出信
号Vに基づいて、上記被加熱物の仕上がり状態を判断す
る。つまり、絶対湿度検出信号Vが所定のレベルになる
と、加熱制御回路7は停止の制御信号を出力して、FM
リレー11を開いて冷却ファンモータ17を停止する。
同時に、マイクロ波リレー10を開いてマイクロ波発生
回路16への電力供給を停止し、加熱を終了する。
【0009】上に述べた仕上がり状態の検知システム
は、工場出荷前に、次のようにして調整される。まず、
加熱室に被加熱物が存在しない状態、または存在しても
水蒸気を発生しない状態で、所定時間だけマイクロ波加
熱を行う。そして、排気中の単位体積当たりの水蒸気量
が一定という条件下で、排気(熱気)を排気ダクトに送り
出して絶対湿度センサー2の温度を上昇させる。このと
き、電子レンジ本体を伝導する熱によってサーミスタR
1とサーミスタR2との間に温度差が発生して、絶対湿度
検出信号Vとサーミスタ信号(密閉型サーミスタR2の両
端電圧に等しい)VR2が変動する。ここで、絶対湿度検
出信号Vのドリフト量Vahとサーミスタ信号VR2の変
化量Vthとに基づいて、補正係数Qを次式(1)により求
める。求めた補正係数Qの値はE2PROM22に記憶
させる。 Q=Vah/Vth (1) 次に、加熱制御回路7は、E2PROM22が記憶した
補正係数Qの値を用いて絶対湿度検出信号Vに対して次
式(2)に示す補正を行う。 Vhh=V−(VR2−VR20)×Q (2) (ただし、Vhhは絶対湿度検出信号Vの補正後の
値、VR20はサーミスタ信号VR2の加熱直前の値を表
している。)このように、絶対湿度検出信号Vから温度
ドリフトによる変化分(右辺第2項)を差し引くことによ
って、被加熱物の仕上がり状態を検出する時に温度ドリ
フトの影響を無くすことができる。なお、マイクロ波加
熱モードのほかにオーブン加熱やグリル加熱のモードを
有する電子レンジにあっては、この補正を各加熱モード
ごとに行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記絶対湿
度センサー2を構成するサーミスタR1,R2の抵抗値R
は、温度Tによって、次式(3)に示すように変化する。 R=R0exp〔B(1/T−1/T0)〕 (3) (ただし、R0は温度T0のときの抵抗値、Bはサ
ーミスタ定数を表す。)このため、サーミスタR1,R2
サーミスタ定数Bの差が大きい場合やサーミスタR1
2との間の加熱による温度差が大きくなる場合には、
式(1)に示した補正係数Qの値が1を越え、この結果、
補正後の絶対湿度検出信号Vhhのダイナミックレンジが
狭くなるという問題が生ずる。例えば、補正係数Qが4
であったとすると、A/D変換器8のデジタル信号値は
サーミスタ信号VR2の変化量Vthの1bitの変化に対し
て4bitの変化をするため、階段状の補正結果となって
しまう。このため、従来は、被加熱物の微妙な仕上がり
状態を検知することができなかった。
【0011】そこで、この発明の目的は、温度ドリフト
に対する補正精度を高めて絶対湿度検出信号のダイナミ
ックレンジを広げることができ、したがって被加熱物の
微妙な仕上がり状態を検知できる電子レンジの仕上がり
検出装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、被加熱物が発生する水蒸気量に応じて
抵抗値を変化させる開放型サーミスタと水蒸気の影響を
受けない密閉型サーミスタとを直流電源に直列接続して
絶対湿度センサーを構成し、上記絶対湿度センサーに接
触する水蒸気量を一定に保った条件下で予め加熱運転を
行って、上記両サーミスタの間の接続点の電圧変化を表
す絶対湿度検出信号と上記開放型サーミスタまたは密閉
型サーミスタの両端の電圧変化を表すサーミスタ信号と
の比を算出して温度ドリフトによる補正係数を求め、実
際の使用時に、上記絶対湿度検出信号に対して上記補正
係数を用いて補正を行う電子レンジの仕上がり検出装置
において、上記両サーミスタの間の接続点の電圧変化を
所定の増幅率で増幅して上記絶対湿度検出信号を作成す
る増幅器を備えるとともに、上記開放型サーミスタまた
は密閉型サーミスタの両端の電圧変化を所定の増幅率で
増幅して上記サーミスタ信号を作成する増幅器を備え、
上記補正係数の値が1を超えないように構成したことを
特徴としている。
【0013】
【作用】絶対湿度センサーを構成する両サーミスタの間
の接続点の電圧変化を増幅して絶対湿度検出信号を作成
する増幅器の増幅率と、上記開放型サーミスタまたは密
閉型サーミスタの両端の電圧変化を増幅してサーミスタ
信号を作成する増幅器の増幅率とを調節することによ
り、上記絶対湿度検出信号とサーミスタ信号との比であ
る補正係数の値が1を超えないように設定される。した
がって、例えば既に示した式(2)に従って補正を行うよ
うな場合に、従来に比して温度ドリフトに対する補正精
度が高まり、絶対湿度検出信号のダイナミックレンジが
広がる。したがって、被加熱物の微妙な仕上がり状態を
検知できるようになる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の電子レンジの仕上がり検出
装置を実施例により詳細に説明する。
【0015】図1および図2はこの発明の一実施例の電
子レンジの回路構成を示し、図3,図4はそれぞれ上記
電子レンジを前方,側方から透視したところを示してい
る。なお、図1,図2に示す回路は図中の記号,,,
,の箇所でそれぞれ接続されている。
【0016】図1および図2に示すように、この電子レ
ンジは、絶対湿度センサー2を含むブリッジ回路4と、
加熱制御回路7と、マイクロ波発生回路16を備えてい
る。上記ブリッジ回路4は、電流制限用の抵抗R5を介
して直流電源6につながる第1直列回路SR1と第2直
列回路SR2とからなっている。第1直列回路SR1は、
大気中に露出された開放型のサーミスタR1と乾燥した
空気中に封じ込められた密閉型のサーミスタR2とから
なり、絶対湿度センサー(図3,図4に示す排気ダクト2
1内に、排気にさらされる状態で取り付けられている)
2を構成している。一方、第2直列回路SR2は、2つ
の抵抗R3,R4からなり、上記第1直列回路SR1に並列
に接続されている。上記第1直列回路SR1,第2直列回
路SR2の各中点M1,M2は、増幅率200倍程度に設定
された比較増幅器5の入力部−,+にそれぞれ接続され
ている。比較増幅器5の出力(絶対湿度検出信号)Vは、
A/D変換器8およびインターフェース9を介して加熱
制御回路7に伝えられる。同様に、上記第1直列回路S
1の中点M1の電圧、すなわち密閉型サーミスタR2
両端電圧VR2は、抵抗R9を介して増幅率7倍程度に設
定(抵抗R6,R9の比によって定められている)された比
較増幅器33の入力部−に接続されている。比較増幅器
33の入力部+には、直流電源6′に直列接続された抵
抗R7,R8の接続点の電圧が供給されている。この比較
増幅器33の出力は、A/D変換器8'およびインター
フェース9を介してサーミスタ信号として上記加熱制御
回路7に伝えられる。加熱制御回路7は、RAM(ラン
ダム・アクセス・メモリ),CPU(中央演算処理ユニッ
ト),ROM(リード・オンリ・メモリ)などからなり、入
力された絶対湿度検出信号Vに応答して、加熱時間を制
御するための加熱,停止の各運転制御信号を出力する。
上記マイクロ波発生回路16は、高圧トランス13,高
圧コンデンサ14および高圧ダイオード15(これらで
半波倍電圧回路を構成する。)と、この半波倍電圧回路
から電力供給を受けてマイクロ波を発生するマグネトロ
ン12とからなっている。
【0017】マイクロ波加熱を行う場合、加熱制御回路
7からの制御信号によってマイクロ波リレー10を閉じ
てマイクロ波発生回路16に電力供給して、図3に示す
マグネトロン12にマイクロ波を発振させる。マグネト
ロン12から発せられたマイクロ波は、導波管18を通
して加熱室19に導かれ、被加熱物1を加熱する。同時
に、加熱制御回路7からの制御信号によって図2に示す
FMリレー11を閉じて、図3に示す冷却ファンモータ
17を駆動して電子レンジ内に外気を取り込む。取り込
まれた外気(空気)は、マグネトロン12を冷却した後、
上記加熱室19内に送り込まれ、被加熱物1の温度上昇
によって被加熱物1から発生した水蒸気を含む状態とな
る。そして、上記絶対湿度センサー2が設けられている
排気ダクト21を通して電子レンジ外へ排出される。
【0018】オーブン加熱を行う場合、図1に示す加熱
制御回路7からの制御信号によって図2に示すオーブン
リレー28およびCMリレー27を閉じて、図4に示す
オーブン用ヒーター24に電力供給して発熱させるとと
もに、コンベクションモータ23を回転させる。そし
て、その回転軸に固定されたコンベクションファン25
によってオーブン用ヒーター24で暖められた空気を加
熱室19の後板の送風口31から加熱室19内へ吹き出
して、被加熱物1を熱風で焼き上げる。被加熱物1から
発せられる水蒸気量は被加熱物1の温度上昇とともに増
加し、コンベクションモータ23の送風によって排気ダ
クト21に送り出される。また、オーブン用ヒーター2
4の熱はコンベクションダクト26を介して加熱室19
の後面に伝わり、排気ダクト21を介して絶対湿度セン
サー2へ伝わる。
【0019】グリル加熱を行う場合、図1に示す加熱制
御回路7からの制御信号によって図2に示すグリルリレ
ー29およびFMリレー11を閉じて、グリル用ヒータ
ー30に電力供給する。そして、図3,図4に示すグリ
ル用ヒーター(加熱室19の上部に反射版32とともに
設けられている)30から発せられる熱線によって被加
熱物1を加熱するとともに、冷却ファンモーター17に
よって加熱室19内に外気(空気)を取り込み、加熱室1
9内の水蒸気・煙り・臭い等を含んだ排気を排気ダクト
21に送り出す。排気に含まれる水蒸気量は、マイクロ
波加熱,オーブン加熱の場合と同様に、被加熱物1の温
度上昇とともに増加する。また、グリル用ヒーター30
の熱は反射板32,排気ダクト21を介して絶対湿度セ
ンサー2へ伝わる。
【0020】ここで、被加熱物1の仕上がり状態は次の
ようなシステムで検出される。なお、マイクロ波加熱を
行う場合について説明する。
【0021】まず、動作開始時に図1に示す直流電源6
が供給されて、上記第1直列回路SR1のサーミスタR1
及びサーミスタR2に電流I1が流れる。サーミスタR1
及びサーミスタR2は電流I1によって自己発熱して、そ
の抵抗値を下げ、さらに電流I1を増加させてゆく。や
がて電流制限用の抵抗R5によって制限を受けて電流I1
が一定となる。これに伴って、自己発熱も一定となるの
で、サーミスタR1,サーミスタR2の抵抗値も一定とな
る。(なお、第2直列回路SR2を構成する抵抗R3,R4
の一方は、加熱制御回路7からの制御でその抵抗値を自
在に変化する可変抵抗としておく。これにより、第1直
列回路SR1,第2直列回路SR2の中点M1,M2間の電位
差を一定の範囲内に収めるようにその抵抗値を変化させ
る。)。
【0022】動作中、図3に示す冷却ファンモータ17
によって加熱室19内に送り込まれる空気の量は略一定
であるから、温度上昇によって被加熱物1から発せられ
る水蒸気量が増加すると、絶対湿度センサー2がさらさ
れている排気の単位体積当たりに含まれる水蒸気量も多
くなる。この水蒸気量が変化(増加)すると、図1に示す
開放型のサーミスタR1表面の放熱量が変化してサーミ
スタR1の抵抗値が変化する。これに応じて、サーミス
タR1とサーミスタR2との分圧比が変化して、第1直列
回路SR1,第2直列回路SR2の中点M1,M2間の電圧が
変化し、比較増幅器5の出力すなわち絶対湿度検出信号
Vが変化する。
【0023】加熱制御回路7は、A/D変換器8および
インターフェース9を介して与えられた絶対湿度検出信
号Vに基づいて上記被加熱物1の仕上がり状態を判断す
る。つまり、絶対湿度検出信号Vが所定のレベルになる
と、加熱制御回路7は停止の制御信号を出力して、図2
に示すFMリレー11を開いて冷却ファンモータ17を
停止するとともにマイクロ波リレー10を開いてマイク
ロ波発生回路16への電力供給を停止し加熱を終了す
る。
【0024】上に述べた仕上がり状態の検知システム
は、工場出荷前に、次のようにして調整される。まず、
加熱室19に被加熱物1が存在しない状態、または存在
しても水蒸気を発生しない状態で、所定時間だけマイク
ロ波加熱を行う。そして、排気中の単位体積当たりの水
蒸気量が一定という条件下で、排気(熱気)を排気ダクト
21に送り出して絶対湿度センサー2の温度を上昇させ
る。このとき、電子レンジ本体を伝導する熱によって図
1に示すサーミスタR1とサーミスタR2との間に温度差
が発生して、絶対湿度検出信号Vとサーミスタ信号(比
較増幅器33により増幅されたもの)VT2が変動する。
ここで、絶対湿度検出信号Vのドリフト量Vahとサーミ
スタ信号VT2の変化量Vttとに基づいて、補正係数Q
を次式(4)により求める。求めた補正係数Qの値はE2
PROM22に記憶させる。 Q=Vah/Vtt (4) このとき、比較増幅器5の増幅率を従来と同様に200
倍程度に設定し、従来は設けていなかった比較増幅器3
3の増幅率を7倍程度に設定しているので、上記補正係
数Qの値(従来は4程度であった)が1を超えないように
することができる。
【0025】次に、加熱制御回路7は、E2PROM2
2が記憶した補正係数Qの値を用いて絶対湿度検出信号
Vに対して次式(5)に示す補正を行う。 Vh=V−(VT2−VT20)×Q (5) (ただし、Vhは絶対湿度検出信号Vの補正後の
値、VT20はサーミスタ信号VT2の加熱直前の値を表
している。)このように、絶対湿度検出信号Vから温度
ドリフトによる変化分(右辺第2項)を差し引くことによ
って、被加熱物1の仕上がり状態を検出する時に温度ド
リフトの影響を無くすことができる。しかも、補正係数
Qの値が1を超えないようにしているので、従来に比し
て温度ドリフトに対する補正精度を高めることができ
る。したがって、絶対湿度検出信号のダイナミックレン
ジを広げることができ、被加熱物の微妙な仕上がり状態
を検知できるようになる。
【0026】なお、このような補正は、オーブン加熱モ
ード,グリル加熱モードの各モードごとに行う。各モー
ドごとに上記補正係数Q,絶対湿度検出信号Vの値が異
なるからである。
【0027】また、この実施例は3つの加熱モードを有
する電子レンジについて説明したが、当然ながらこれに
限られるものではない。図5に示すように、マイクロ波
加熱だけを行う電子レンジにも適用することができる。
図5に示す回路は、図1に示した回路に比して、加熱制
御回路7の出力系統が2系統,(マイクロ波リレー1
0,FMリレー11につながる)となっている点が異なる
だけである。
【0028】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の電
子レンジの仕上がり検出装置は、被加熱物が発生する水
蒸気量に応じて抵抗値を変化させる開放型サーミスタと
水蒸気の影響を受けない密閉型サーミスタとを直流電源
に直列接続して絶対湿度センサーを構成し、上記絶対湿
度センサーに接触する水蒸気量を一定に保った条件下で
予め加熱運転を行って、上記両サーミスタの間の接続点
の電圧変化を表す絶対湿度検出信号と上記開放型サーミ
スタまたは密閉型サーミスタの両端の電圧変化を表すサ
ーミスタ信号との比を算出して温度ドリフトによる補正
係数を求め、実際の使用時に、上記絶対湿度検出信号に
対して上記補正係数を用いて補正を行う電子レンジの仕
上がり検出装置において、上記両サーミスタの間の接続
点の電圧変化を所定の増幅率で増幅して上記絶対湿度検
出信号を作成する増幅器を備えるとともに、上記開放型
サーミスタまたは密閉型サーミスタの両端の電圧変化を
所定の増幅率で増幅して上記サーミスタ信号を作成する
増幅器を備え、上記補正係数の値が1を超えないように
構成しているので、温度ドリフトに対する補正精度を高
めて絶対湿度検出信号のダイナミックレンジを広げるこ
とができる。したがって、被加熱物の微妙な仕上がり状
態を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例の電子レンジの回路構成
を示す図である。
【図2】 この発明の一実施例の電子レンジの回路構成
を示す図である。
【図3】 上記電子レンジを前方から透視したところを
示す図である。
【図4】 上記電子レンジを側方から透視したところを
示す図である。
【図5】 この発明の別の実施例の電子レンジの回路構
成を示す図である。
【図6】 従来の電子レンジの回路構成を示す図であ
る。
【図7】 従来の電子レンジの回路構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 被加熱物 2 絶対湿度センサー 3 高周波加熱装置 4 ブリッジ回路 5 比較増幅器 6 直流電源 7 加熱制御回路 8 A/D変換器 9 インターフェース 10 マイクロ波リレ
ー 11 FMリレー 12 マグネトロン 13 高圧トランス 14 高圧コンデンサ 15 高圧ダイオード 16 マイクロ波発生
回路 17 冷却ファンモータ 18 導波管 19 加熱室 20 排気口 21 排気ダクト 22 E2PROM 23 コンベクションモータ 24 オーブン用ヒー
ター 25 コンベクションファン 26 コンベクション
ダクト 27 CMリレー 28 オーブンリレー 29 グリルリレー 30 グリル用ヒータ
ー 31 オーブン送風口 32 反射板 33 比例増幅器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加熱物が発生する水蒸気量に応じて抵
    抗値を変化させる開放型サーミスタと水蒸気の影響を受
    けない密閉型サーミスタとを直流電源に直列接続して絶
    対湿度センサーを構成し、上記絶対湿度センサーに接触
    する水蒸気量を一定に保った条件下で予め加熱運転を行
    って、上記両サーミスタの間の接続点の電圧変化を表す
    絶対湿度検出信号と上記開放型サーミスタまたは密閉型
    サーミスタの両端の電圧変化を表すサーミスタ信号との
    比を算出して温度ドリフトによる補正係数を求め、実際
    の使用時に、上記絶対湿度検出信号に対して上記補正係
    数を用いて補正を行う電子レンジの仕上がり検出装置に
    おいて、上記両サーミスタの間の接続点の電圧変化を所
    定の増幅率で増幅して上記絶対湿度検出信号を作成する
    増幅器を備えるとともに、上記開放型サーミスタまたは
    密閉型サーミスタの両端の電圧変化を所定の増幅率で増
    幅して上記サーミスタ信号を作成する増幅器を備え、上
    記補正係数の値が1を超えないように構成したことを特
    徴とする電子レンジの仕上がり検出装置。
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