传感器在家用电磁炉系统中的设计毕业论文(编辑修改稿)

传感器在家用电磁炉系统中的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

案设计 概述 采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板 组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近 1 倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。 具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。 因此，在电磁炉较普及 的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。 由于电磁炉是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。 此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。 当一个回路线圈通予电流时，其效果相当于磁铁棒。 因此线圈面有磁场 N－ S 极的产生，亦即有磁通量穿越。 若所使用的电源为交流电，线圈的磁极和穿越回路面的磁通量都会产生变化。 当有一导磁性金属面放置于回路线圈上 方时，此时金属面就会感应电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能感应的电磁炉 电流越大则所产生的热量就越高，煮熟食物所需的时间就越短。 要使感应电流越大，则穿越金属面的磁通变化量也就要越大，当然磁场强度也就要越强。 这样一来，原先通予交流电的线圈就需要越多匝数缠绕在一起。 因为使用高强度的磁场感应，所以炉面没有电流产生，因此在烹煮食物时炉面不会产生高温，现在非山寨版的电磁炉炉面都是使用了能耐高温的黑晶板，是一种相对安全的烹煮器具。 在使用过程中，因为黑晶板会与锅具接触，会局部 产生高温，所以在加热后的一段时间里，不要触摸炉面，以防烫伤。 主要构成 :电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。 ① 电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板（操控显示板）、线圈盘及热敏支 ,电磁炉线圈盘架、风扇马达等。 ② 结构性包装部分包括：瓷板（新型电磁炉有用玻璃面板）、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 8 页 证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。 2. 2 电磁炉的特性 (1)、电磁炉系利用线圈盘在控制电路的作用下产生低频（ 20~25KHZ）之交变磁场，经过导磁性（铁质）锅具产生大量密集涡流 ,兼有感应电流转化为热量来加热食物，能源效率特高。 (2)、务必使用铁质、特殊不锈钢或铁烤珐琅之平底锅具，且其锅底直径以 12~26厘米为宜。 (3)、电磁炉附有温度控制器，可防过热，省电又安全。 流程图 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 9 页 第 3章 工作原理及系统硬件的设计 传感设计 工作原理 它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应 电流 （又称为 涡流 ）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料中的自由电子呈漩涡状交变运动，通过电流的焦耳热（ P=I^2*R）使锅底发热。 （故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近 1 倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。 具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热 辐射 、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭 的绝大多数烹饪任务。 因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。 由于电磁炉是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的，因此应选用符合电磁炉设计负荷要求的铁质（ 不锈钢 ）炊具，其他材质的炊具由于材料 电阻率 过大或过小，会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护，不能正常工作。 同时由于铁对 磁场 的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。 此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人 体长期需要摄取的必要元素。 1 压力传感器及选用 选择什么压力传感器 几种压力传感器的比较 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用压力传感器原理及其应用 应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 10 页 力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容 式加速度传感器等。 但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。 电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。 它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。 金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。 通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改 变，从而使加在电阻上的电压发生变化。 这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和 CPU）显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 电阻应变片由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。 根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调 零电路过于复杂。 而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。 一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。 金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ —— 金属导体的电阻率（Ω cm2/m） S—— 导体的截面积（ cm2） L—— 导体的长度（ m） 我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度 增加，而截面积减少，电阻值便会增大。 当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。 只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情 陶瓷压力传感器原理及应用 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥 (闭桥 )，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为 / / mV/V 等，可以和应变平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 11 页 式传感器相兼容。 通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿 0～ 70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。 陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达40～ 135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。 电气绝缘程度 2kV，输出信号强，长期稳定性好。 高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶 瓷传感器替代扩散硅压力传感器。 扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 蓝宝石压力传感器原理与应用 利用应变电阻式工作原理，采用硅 蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。 蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好 的弹性和绝缘特性（ 1000 OC 以内），因此，利用硅 蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅 蓝宝石半导体敏感元件，无 pn 漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。 用硅 蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。 表压压力传感器和变送器由双膜片构成：钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。 印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝 宝石薄片，被焊接在钛合金测量膜片上。 被测压力传送到接收膜片上（接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起）。 在。