[发明专利]用于重量测量设备的感测和控制设备及方法

说明书

本发明涉及一种用于重量测量设备(30)的感测和控制设备(40)及方法，所述重量测量设备(30)包括用于装载待称重的物料的装载单元。为了能够通过较便宜的部件精确地测量，所述感测和控制设备包括模拟电路(50)和控制电路(60)。所述模拟电路(50)被配置为：接收重量测量信号；将所接收的重量测量信号转换为第一电压信号；从当所述装载单元被装载有待称重的物料时的所述第一电压信号中减去第二电压信号，以生成表示所述待称重的物料的重量的第三电压信号，所述第二电压信号表示至少所述装载单元的、未装载有待称重的物料的重量。所述控制电路(60)被配置为：在所述装载单元未装载有待称重的物料时，接收所述第一电压信号；将所述第一电压信号转换为第一数字信号；并且生成具有脉冲宽度的脉冲宽度调制PWM信号，所述脉冲宽度表示：在所述装载单元未装载有待称重的物料时，由所述重量测量设备测得的所述重量，并且所述控制电路还被配置为将所述第三电压信号转换为表示所述待称重的物料的重量测量的第二数字信号。所述模拟电路(50)被配置为从由所述控制电路生成的所述PWM信号中生成第二电压信号，其中所述第二电压信号的电压电平与所述PWM信号的所述脉冲宽度成比例。

技术领域

本发明涉及一种重量测量设备的感测和控制设备以及方法，该重量测量设备包括用于装载待称重的物料的装载单元。本发明还涉及重量测量设备和烹饪设备。

背景技术

如今，家庭厨房电器的一个趋势是将烹饪过程自动化，以将消费者不受漫长的等待、干扰和失败的结果的影响。监控烹饪过程中食品的重量变化已在许多干燥烹饪方法(如烤制、烘焙、炒制、炸制等)被证明是食物煮熟状态的良好指标。这通常是通过一些负载计装置(或更一般而言，包括装载待称重物料的装载单元的重量测量设备)将重力转换为电信号，将所述电信号进行放大以匹配模数转换器(ADC)的范围，然后由ADC量化为数字数据，并馈送到控制单元(例如，微控制器单元，MCU)进行计算。

EP2540199A1公开了一种具有称重功能的电加热炊具及其提供的称重控制方法。在传统的电加热炊具下面增加了具有称重功能的电子秤，所述电子秤存储了烹饪经验数据库和食品信息数据库。它解决了用户对于给定重量的配料添加的水量不准确的问题。并且针对大米、肉等食品在不同的重量点设计了加热功率的经验曲线，使炊具能够根据用户的口味反馈智能地调节参数，从而在下次做饭时更加贴近用户的口味；此外，它还可以显示当前烹饪中或各种食物的热量、胆固醇、蛋白质、脂肪、盐和食用油的总含量和平均含量。

在实践中，难以将负载计装置配置为直接称量食物，相反，通常将称量烹饪容器或甚至包括食物的整个烹饪器具配置来直接称量食物。同时，高端设备通过整合多种烹饪功能(例如，微波、蒸汽、辐射、对流加热和搅拌)，使用功能更强大的部件并具有更大的体积，还能够以更快的速度和更佳的结果处理更多食物，这种趋势使设备比以前的设备以及烹饪的食物本身都要重得多。为了准确测量食物的重量变化，需要减少负载计装置上除食物以外的其他负载，或者使用动态范围更大的高精度ADC来覆盖装载单元量(甚至是整个重量测量设备)和食物的总重量。减少装载需要复杂的机械隔离，或者需要将负载计布置得更靠近食物，也要更靠近恶劣的烹饪环境，这可能会影响感测精度。使用具有较大动态范围的高精度ADC因其简便性被真正广泛应用，但同时，昂贵的ADC越来越浪费在当今设备的增长的重量上。

因此，需要提供一种仅量化装载的有效部分(即，装载在装载单元中的待称重的材料)的解决方案，特别是提供一种能够测量食物在烹饪过程中的重量变化的解决方案，从而即使是低成本的ADC(通常可作为MCU的集成单元，但具有较低的位(bit)深度)也可以满足监测食物烹饪状态所需的范围和精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于重量测量设备的感测和控制设备以及方法，该设备包括用于装载待称重的物料的装载单元，该装载单元能够使用低成本ADC，但是仍然能够精确地测量物料例如在自动烹饪过程中的食物。本发明还涉及相应的重量测量设备和相应的烹饪设备。

本发明的第一方面提出了一种感测和控制设备，包括：