如与烹饪器具一起使用的秤

文档序号:157206 发布日期:2021-10-26 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 如与烹饪器具一起使用的秤 (Scales, e.g. for use with cooking appliances ) 是由 A·L·维斯卡 M·M·泰勒 于 2020-01-30 设计创作,主要内容包括:本文公开与如压力锅的烹饪器具一起使用的秤以及相关联的系统和方法。在若干实施方案中,秤包括被配置成检测放置在所述秤上的烹饪器具和其中的任何食物的重量的称重传感器。所述秤可另外包括定位在所述称重传感器中的对应一个附近并且被配置成检测所述称重传感器中的每一个附近的温度的温度传感器。在所述秤内部或外部的处理器通信地联接到所述称重传感器和所述温度传感器,且被配置成至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定所述烹饪器具和食物的所述重量。(Scales for use with cooking appliances such as pressure cookers, and associated systems and methods, are disclosed herein. In several embodiments, a scale includes a load cell configured to detect the weight of a cooking appliance and any food item therein placed on the scale. The scale may additionally include a temperature sensor positioned proximate to a corresponding one of the load cells and configured to detect a temperature proximate to each of the load cells. A processor, internal or external to the scale, is communicatively coupled to the load cell and the temperature sensor, and is configured to determine the weight of the cooking appliance and food based at least in part on the detected weight and the detected temperature.)

如与烹饪器具一起使用的秤

相关申请

本申请要求2019年1月30日提交的美国临时专利申请第62/798,973号的优先权,其内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

秤,如厨房秤,通常包括一个或多个称重传感器,其被配置成输出具有与放置在秤上的物品(例如,食品)的重量成比例的幅度的电信号。对于许多称重传感器,电信号输出基于称重传感器的温度而变化,并且因此,秤的温度可影响放置在其上的物品的测量的重量。一些温度补偿称重传感器专门设计用于考虑温度改变,从而在不同温度下提供准确的重量测量值。然而,这类称重传感器通常仅在称重传感器的温度稳定时才准确,而在瞬态温度改变期间不准确。

因此,一些旨在用于可变温度环境—如厨房中的热源附近—的秤包括主动冷却组件(例如风扇)和/或设计成使得称重传感器远离热源定位以用于将称重传感器维持在通常恒定的温度下。然而,这类秤典型地具有较大的占地面积,以使得称重传感器能够远离热源定位和/或结合主动冷却组件。

发明内容

本发明的目的是基本上克服或至少改善现有布置的一个或多个缺点。

在一个方面,提供一种秤,其包含:多个称重传感器,其中每个称重传感器被配置成检测定位在秤上的物品的重量;多个温度传感器,其中每个温度传感器被配置成检测在称重传感器中的对应一个附近的温度;和通信地联接到称重传感器和温度传感器的处理器,其中处理器被配置成至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定定位在秤上的物品的温度补偿重量。

在某些实施例中,秤另外包含散热器,其中称重传感器安装到散热器,并且其中温度传感器安装到散热器。

在某些实施例中,秤另外包含多个模数转换器(ADC),其中每个ADC(a)电联接到处理器和称重传感器中的对应一个,并且(b)被配置成向处理器传输表示由称重传感器中的对应一个检测的重量的数字信号。

在某些实施例中,处理器被配置成从单个称重传感器接收表示由相应称重传感器检测的重量的信号。

在某些实施例中,多个称重传感器包括通常围绕纵向轴线对称地定位的四个称重传感器。

在某些实施例中,秤另外包含:外壳,其中称重传感器和温度传感器安装在外壳内,并且其中外壳包括延伸穿过其下部的开口;和在开口上方联接到外壳的柔性屏障,其中称重传感器可操作地联接到柔性屏障,并且其中柔性屏障被配置成阻止流体穿过开口进入外壳。

在某些实施例中,温度传感器中的每一个都固定到称重传感器中的对应一个上。

在另外的方面,提供一种秤,其包含:具有下部和上部的外壳,其中下部包括延伸穿过其中的开口;联接到外壳的下部并且延伸跨过开口的柔性膜,其中膜被配置成阻止流体穿过开口进入外壳;和安装在外壳内并且可操作地联接到膜的称重传感器,其中单个称重传感器被配置成检测定位在外壳的上部上的物品的重量。

在某些实施例中,单个称重传感器包括至少部分地延伸穿过外壳的下部中的开口的支脚。

在某些实施例中,秤另外包含定位在外壳内的散热器,其中称重传感器安装到散热器。

在某些实施例中,单个称重传感器包括安装到散热器的第一部分和至少部分地延伸穿过外壳的下部中的开口的第二部分。

在某些实施例中,秤另外包含温度传感器,其中单个温度传感器定位在称重传感器中的对应一个附近并且被配置成检测称重传感器中的对应一个附近的温度。

在某些实施例中,秤另外包含通信地联接到称重传感器和温度传感器的处理器,其中处理器被配置成至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定定位在秤上的物品的温度补偿重量。

在另一方面,提供一种烹饪系统,其包含;烹饪器具;和底座,其中烹饪器具被配置成可移除地定位在底座上并且接收和烹饪食品,并且其中底座包括:多个称重传感器,其中单个称重传感器被配置成检测食品的重量;多个温度传感器,其中单个温度传感器定位在称重传感器中的对应一个附近并且被配置成检测称重传感器中的对应一个附近的温度;和通信地联接到称重传感器和温度传感器的处理器,其中处理器被配置成:接收检测的重量和检测的温度;和至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定食品的温度补偿重量。

在某些实施例中,烹饪器具为压力锅。

在某些实施例中,处理器被配置成随着食品的温度在烹饪期间改变而确定食品的温度补偿重量。

在某些实施例中,烹饪器具被配置成当烹饪器具定位在底座上时通信地联接到底座,并且其中底座包括被配置成接收用于改变烹饪器具的烹饪参数的用户输入的用户输入装置。

在某些实施例中,来自称重传感器的检测的重量在被处理器接收之前不组合。

在某些实施例中,底座另外包括:外壳,其中称重传感器和温度传感器安装在外壳内,并且其中外壳包括延伸穿过其下部的开口;和在开口上方联接到外壳的有机硅膜,其中称重传感器可操作地联接到有机硅膜。

在另一方面,提供一种称重物品的方法,方法包含:经由多个称重传感器检测物品的重量;经由定位在称重传感器中的对应一个附近的多个温度传感器检测称重传感器中的对应一个附近的温度;和基于检测的重量和检测的温度来确定物品的温度补偿重量。

在某些实施例中,确定物品的重量包括在称重传感器的温度改变的时间段内确定物品的重量。

在某些实施例中,方法另外包含将称重传感器热联接到散热器,并且将温度传感器热联接到散热器。

在某些实施例中,确定物品的温度补偿重量包括单独处理来自称重传感器的检测的重量。

在另外的方面,提供一种被配置成接收和烹饪食品的烹饪器具,其中烹饪器具包括:多个称重传感器,其中单个称重传感器被配置成检测食品的重量;多个温度传感器,其中单个温度传感器定位在称重传感器中的对应一个附近并且被配置成检测称重传感器中的对应一个附近的温度;和通信地联接到称重传感器和温度传感器的处理器,其中处理器被配置成:接收检测的重量和检测的温度;和至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定食品的温度补偿重量。

在某些实施例中,烹饪器具为压力锅。

在某些实施例中,处理器被配置成随着食品的温度在烹饪期间改变而确定食品的温度补偿重量。

在某些实施例中,来自称重传感器的检测的重量在被处理器接收之前不组合。

在优选实施例的整个详细描述中将理解其它方面和实施例。

附图说明

从下面结合附图所述的至少一个优选但非限制性的实施例的仅作为实例给出的描述,实例实施例将变得显而易见。附图中的组件不必按比例绘制。实际上,重点是清楚地说明本发明技术的原理。

图1A和1B分别为实例烹饪系统的部分分解顶部和底部透视图。

图2为图1A和1B中所示的烹饪系统的锅的分解图。

图3为图1A和1B中所示的烹饪系统的底座的分解图。

图4A和4B分别为图3的底座的等距视图和顶视图。

图4C为沿图4B中所示的线A-A截取的底座的等距侧横截面视图。

图4D为图4C的底座的B部分的放大等距侧横截面视图。

图5为图3的底座的示意性电气图。

图6为说明随时间推移的实例称重传感器输出、随时间推移的物品的温度和随时间推移的物品的确定的温度补偿重量的图。

图7为用于校准底座的实例过程或方法的流程图。

图8为替代实例烹饪系统的透视图。

具体实施方式

本发明技术的方面通常涉及秤,并且特别是涉及被配置成用于与压力锅和/或其它烹饪器具如平底锅、炒锅、简单容器、面包机、冰淇淋机、具有加热元件的食品处理器等一起使用的秤。在下面描述的本发明技术的示例性实施方案中,秤包括或包含各自被配置成检测放置在秤上的物品的重量的称重传感器和被配置成检测对应的称重传感器附近的温度的温度传感器。在此上下文中,术语“附近”意指每个温度传感器的位置足够接近以获得称重传感器中的相应一个的估计测量值。称重传感器和温度传感器与处理器通信,所述处理器接收相应检测的重量和温度并且基于检测的重量和检测的温度来确定定位在秤上的物品的重量(即温度补偿重量)。更具体地,处理器可基于检测的温度信息来补偿来自称重传感器的输出信号中的温度引起的波动。在一些实施方案中,处理器接收并且处理来自称重传感器的单独输出—即,来自称重传感器的输出信号在被传输到处理器之前不组合。

在一些实施方案中,烹饪器具(例如,压力锅)可在烹饪器具被操作以烹饪食品的同时放置在秤上,并且即使烹饪器具产生传导至秤和称重传感器的热量,秤也可准确地确定食品的重量。举例来说,处理器可基于称重传感器的检测的温度来校正称重传感器的输出。由于秤被配置成考虑温度波动,与现有秤相比,秤可制造得相对较小和紧凑,因为称重传感器不需要远离热源定位,并且秤避免主动冷却组件以使温度影响降到最低。

在替代实施例中,包括称重传感器、温度传感器和处理器的秤被集成在如可加热混合器的器具中,使得器具不需要可移除地定位在秤上。特别地,可提供烹饪器具,其被配置成接收和烹饪食品。烹饪器具可包括多个称重传感器,其中单个称重传感器被配置成检测食品的重量。此外,烹饪器具包括多个温度传感器,其中单个温度传感器定位在称重传感器中的对应一个附近并且被配置成检测称重传感器中的对应一个附近的温度。烹饪器具另外包括通信地联接到称重传感器和温度传感器的处理器,其中处理器被配置成:接收检测的重量和检测的温度;和至少部分地基于检测的重量和检测的温度来确定食品的温度补偿重量。在某些实施例中,烹饪器具可以压力锅的形式提供。处理器可被配置成随着食品的温度在烹饪期间改变而确定食品的温度补偿重量。来自称重传感器的检测的重量在被处理器接收之前不组合。

在以下描述中和图1A–8中阐述某些细节以提供对本发明技术的各种实施方案的透彻理解。在其它情况下,通常与秤、电气系统等相关联的众所周知的结构、材料、操作和/或系统在以下公开中未示出或详细描述,以避免不必要地模糊对技术的各种实施方案的描述。然而,本领域的普通技术人员将认识到,本发明技术可在没有在本文中所阐述的一个或多个细节的情况下,或者在其它结构、方法、组件等的情况下实践。

在下文使用的术语以其最广泛合理的方式被解释,即使其结合技术的实施方案的某些实例的详细描述而被使用。实际上,可甚至在下文强调某些术语;然而,旨在以任何受限方式解释的任何术语将明显地并且具体地在此具体实施方式部分中被定义为这样。

附图描绘本发明技术的实施方案并且不旨在限制其范围。所描绘的各种元件的尺寸不一定按比例绘制,并且可任意放大这些各种元件以改进易读性。当这类细节对于如何制造和使用本发明的完整理解是不必要的时,可在图中抽象出组件细节以排除如组件位置和这类组件之间的某些精确连接的细节。图中所示的许多细节、尺寸、角度和其它特征仅为本公开的特定实施方案的说明。因此,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,其它实施方案可具有其它细节、尺寸、角度和特征。此外,本领域的普通技术人员将理解,可在没有以下描述的若干细节的情况下实践本发明的另外的实施方案。

在附图中,相同的附图标记识别相同或至少通常相似的元件。为了便于讨论任何特定元件,任何附图标记的最高有效数字或多个数字是指首次介绍所述元件的图。举例来说,元件110首先参考图1进行介绍和讨论。

图1A和1B分别为实例烹饪系统100的部分分解顶部和底部透视图。一起参考图1A和1B,烹饪系统100包括底座102和烹饪器具104。如所说明,烹饪器具104为用于在压力下加热和烹饪食物的压力锅并且包括锅106和被配置成可释放地固定到锅106的盖子108。在其它实施方案中,烹饪器具104可为除压力锅之外的装置和/或可仅包括锅106。举例来说,烹饪器具104可为简单容器、平底锅(例如,煎锅)、面包机、电饭锅或用于保持、加热和/或烹饪食物的其它器皿。

烹饪器具104被配置成例如在烹饪器具104内的食品的烹饪期间定位在底座102上并且与其可操作地联接。更具体地,底座102可包括上表面105,其被配置成当烹饪器具104定位在底座102上时接合锅106的下表面107。底座102的上表面105可包括凹口或其它特征,其被配置成与烹饪器具的下表面107上的对应特征配合或接合以将烹饪器具104固定到底座102并且阻止烹饪器具104相对于底座102移动(例如,水平地或旋转地)。如所说明,底座102包括在上表面105处的连接器110,其被配置成与锅106的下表面107处的对应连接器112配合。当烹饪器具104定位在底座102上时,锅106和底座102可经由连接器110、112电和/或通信地联接在一起。

如所说明,底座102可经由电源线111电联接到电源(例如,AC电源、壁式插座等)。可替代地或另外地,底座102可包括一个或多个用于为底座102供电的电池。底座102可另外包括用户界面部分114,其被配置成当烹饪器具104定位在底座102上时向用户提供关于烹饪器具104的操作的信息和/或从用户接收所述信息。用户界面部分114可包括显示器116、一个或多个发光二极管(LED)117、用户输入装置(例如,滚轮118)和/或其它组件。显示器116可包括LED阵列,用于显示指示烹饪器具104的烹饪设置、参数、条件等的文字、数字和/或其它符号,如烹饪器具104的模式(例如,烧焦、减少等)、温度、烹饪时间、压力、状态或其它特性。同样,LED 117可被选择性地点亮以显示烹饪器具104的温度设置、模式、功率设置、压力设置、填充水平或其它参数。类似地,用户可操作滚轮118和/或另一用户输入装置(例如,麦克风、触摸屏、鼠标、按钮、滑块等)来选择烹饪器具104的温度、功率、压力、烹饪时间等。

如以下参考图3–6更详细地描述的,底座102可被配置为用于检测/确定烹饪器具104、放置在其中的食物和液体(例如,食品)和/或定位在底座102上的其它物品的重量的秤。更具体地,底座102可包括在操作期间接合表面(例如,厨房柜台)的多个支脚109(分别标记为第一至第四支脚109a–109d)。底座102可包括定位在支脚109处和/或靠近其以用于检测烹饪器具104的重量和其中的任何内容物的称重传感器,以及用于基于称重传感器的输出确定/估计重量的一个或多个处理器。测量的重量可经由用户界面部分114显示。如所说明,支脚109中的每一个都沿屏障或膜113/在其后面定位,所述屏障或膜被配置成阻止或甚至防止流体进入底座102。膜可由柔性平面材料如各种类型的塑料片中的任一种制造,如下所述。在其它实施方案中,在烹饪系统100的操作期间,可省略膜113并且支脚109和/或称重传感器可直接接触表面。此外,在其它实施方案中,底座102可包括多于或少于所说明的四个支脚。

在一些实施方案中,底座102被配置成当烹饪器具104定位在底座102上和/或附近时识别烹饪器具104。举例来说,烹饪器具104(例如,锅106)可包括射频识别(RFID)或可由底座102读取以识别烹饪器具104(或另一烹饪器具)的其它无线标签。在一些实施方案中,底座102可在识别烹饪器具104之后访问关于烹饪器具104的信息—例如,烹饪器具104的预期重量(例如,基于器具的先前去皮)、烹饪器具104与底座102一起使用的最后时间等。

图2为烹饪系统100的锅106的分解图。如所说明,锅106包括外锅221、定位在外锅221中的隔热屏222,以及定位在外锅221中的隔热屏222上和/或靠近其的电加热元件223。内锅224由导热金属形成并且被配置成至少部分地定位在外锅221内并且在其中接收食物、液体和/或其它成分。加热元件223定位在内锅224的底部下方以加热内锅内的食物等。锅106可另外包括底部或盖226,其被配置成联接到外锅221并且封装(例如,携带、固定等)用于操作烹饪器具104和/或用于与底座102通信的电子设备。如所说明,底部226封装通信地联接到连接器112的电路板228(例如,印刷电路板)。在一些实施方案中,在烹饪系统100的操作期间,电路板228从底座102接收指示选择的烹饪设置/参数和用于操作锅106的控制的信号。

图3为烹饪系统100的底座102的分解图。如所说明,底座102包括或包含下外壳/部分332a和上外壳/部分332b。外壳332可由塑料材料形成并且经由例如粘合剂、配合连接、焊接结合等彼此固定,使得它们形成底座102的外表面并且封装底座102的内部组件。如所说明,下散热器334a和上散热器334b定位在外壳332之间,并且电路板338(分别标记为第一电路板338a和第二电路板338b)定位在散热器334之间。在其它实施方案中,底座102可包括定位在外壳332内的附加电气组件。散热器334可由金属材料(例如,压铸铝)或其它合适的导热材料形成并且被配置成至少部分地消散/分散由电路板338和/或烹饪器具104产生的热量(例如,由加热元件223产生的热量;图2)。

如所说明,连接器110部分地定位在下外壳332a中的凹部337内并且延伸穿过形成在散热器334和上外壳332b中的孔(例如,围绕纵向轴线L同心对齐的中心开口),使得连接器110在上表面105处可从外部接近。连接器110电联接到一个或两个电路板338,用于从/向烹饪器具104(图1A和1B)接收/传输信号。在一些实施方案中,第一电路板338a包括控制/逻辑电路系统,而第二电路板338b包括用于经由例如电源线111(图1A和1B)与电源接口的电路系统。如图3另外所示,底座102包括在散热器334之间的称重传感器340(分别标记为第一至第四称重传感器340a–340d;在图3中仅第一和第二称重传感器340a、b可见)。称重传感器340可通信地(例如,电)联接到一个或两个电路板338,并且如下文更详细地描述的,称重传感器340中的每一个被配置成单独检测定位在底座102上的物体(例如,烹饪器具104)的重量。

如所说明,开口或通道335延伸穿过下外壳332a。称重传感器340的至少一部分可延伸穿过开口335以直接或间接接触表面(例如厨房台面),使得放置在底座102上的烹饪器具104或其它物体的重量基本上传输到称重传感器340(例如,而不是传输到并且穿过外壳332)。尽管在图3中说明为连续开口,但开口335可包含延伸穿过下外壳332a的一个或多个离散开口。举例来说,在一些实施方案中,下外壳332a可包括至少部分地在称重传感器340中的对应一个下方的多个较小开口。

如所说明,膜113联接到下外壳332a,使得其延伸跨过并且密封开口335。膜113可包含橡胶(例如,有机硅)或其它柔性和防水材料,并且被配置成阻止或甚至防止流体穿过开口335进入,在所述开口处流体可潜在地损坏电路板338、称重传感器340和/或底座102内的其它电子设备。举例来说,当用户清洗底座102时,膜113可阻止水进入底座102。通常,膜113可被配置(例如,成形和定尺寸)成对应于开口335的配置。举例来说,虽然膜113在图3中具有通常圆形或环状的形状,但在其它实施方案中,膜113可包含多个离散(例如,有机硅)组件,其被配置成在底座102中的对应离散开口上方联接到下外壳332a。

图4A和4B分别为底座102的等距视图和顶视图,并且为了清楚起见,移除上外壳332b、上散热器334b和电路板338。一起参考图4A和4B,称重传感器340(表示为340a、340b、340c、340d)可热联接到下散热器334a,使得称重传感器340经由下散热器334a彼此热联接。因此,下散热器334a可促进热量(例如,来自烹饪器具104和/或电路板338)在称重传感器340之间的均匀分布,使得例如称重传感器340在通常相同的温度下操作。通常,称重传感器340的特征和配置可通常相似或相同。举例来说,如所说明,称重传感器340为相同的弯曲梁称重传感器,它们通常围绕纵向轴线L对称地(例如,在不同的象限中)安装到下散热器334a(图3)。称重传感器340可各自经由布线451电连接到电路板338中的一个或两个。在一些实施方案中,布线451可包括连接到称重传感器340(例如,第一和第二称重传感器340a、b)中的一个或多个的蛇形部分453,使得称重传感器340中的每一个经由相同长度的布线451联接到电路板338。此布置可确保来自称重传感器340的信号不会由于不均匀的信号传播路径而相对于彼此失真。

更具体地,图4C为沿图4B中所示的线截取的底座102的等距侧横截面视图,并且图4D为图4C中所示的底座102的一部分的放大等距侧横截面视图并且说明第一称重传感器340a。如图4D最佳所示,第一称重传感器340a包括固定地联接到下散热器334a(例如,下散热器334a的安装件或突出部441)的第一部分442和从第一部分442突出使得第一称重传感器340a相对于下散热器334a悬臂的第二部分444。第二部分444另外包括与其一体形成或联接的支脚445。支脚445被配置成延伸(i)穿过下散热器334a中的开口或孔443(例如矩形开口)和(ii)至少部分地穿过下外壳332a中的开口335。突片447,如超程硬止动件,定位在第二部分444上方以防止过度负载损坏第一称重传感器340a。突片447可为上散热器334b的一部分或安装在底座102内的单独组件。如所说明,支脚445接合细长构件449并且经由细长构件449可操作地联接到膜113。细长构件449可形成/限定底座102的支脚109(例如,第一支脚109a;图1B)中的对应一个。在其它实施方案中,细长构件449可被省略并且第一称重传感器340a可直接接触膜113。本领域技术人员将理解,第二至第四称重传感器340b–340d可具有相同或相似的特征。

一起参考图1B、4C和4D,当底座102放置在表面(例如,厨房柜台)上时,支脚109接触表面并且底座102和放置在其上的任何物品的重量经由支脚109被传输到称重传感器340。作为响应,称重传感器340中的每一个由于固定的第一部分442和悬臂的第二部分444之间的差动力而弯曲(例如,偏转、变形等)。称重传感器340中的每一个另外被配置成将信号传输到第一电路板338a,所述信号指示此变形并且因此指示底座102和放置在其上的任何物品的检测的重量。即,称重传感器340中的每一个被配置成将电信号输出到第一电路板338a,所述电信号的幅度与定位在底座102的上表面105上的物品(例如,烹饪器具104和其中的任何食物)的重量成比例。在其它实施方案中,称重传感器340可为其它类型的称重传感器,例如压电称重传感器。

再次一起参考图4A和4B,底座102可另外包括通信地联接到电路板338中的一个或两个(例如,第一电路板338a)的温度传感器450(分别标记为第一至第四温度传感器450a–450d)。温度传感器450可为热敏电阻、热电偶、基于半导体的传感器和/或其它类型的温度传感器。如所说明,温度传感器450定位在称重传感器340中的对应一个附近并且被配置成检测称重传感器340中的对应一个附近的温度。在一些实施方案中,温度传感器450可附接到称重传感器340的一侧,而在其它实施方案中,温度传感器450可安装到下散热器334a和/或底座102内的其它结构。在其它实施方案中,温度传感器450的数量可大于或小于称重传感器340的数量。举例来说,底座102可包括比称重传感器340更少的温度传感器450(例如,定位在称重传感器340对之间的单个温度传感器450)。

图5为底座102的示意性电气图。如所说明,称重传感器340a–340d中的每一个分别经由第一至第四模数转换器(ADC)562a–562d通信地(例如,电)联接到处理器560。温度传感器450可直接电联接到处理器560,同时;可替代地,温度传感器450可经由对应的ADC和/或其它电气组件联接到处理器560。处理器560可包含第一电路板338a、第二电路板338b和/或底座102外部的电路系统中的一个或多个组件(例如,远程计算组件;未示出)。

在所说明的系统的一个方面,处理器560被配置成分别接收和处理来自称重传感器340和温度传感器450的输出信号。即,与许多传统秤相比,来自称重传感器340的信号在被处理器560处理之前不组合(例如,在单个ADC和/或惠斯通电桥中)。如下文更详细地描述的,处理器560被配置成基于来自称重传感器340的输出信号(即,检测的重量)和来自温度传感器450的输出信号(即,在称重传感器340附近的检测的温度)确定放置在底座102上的物品(例如,烹饪器具104和其中的任何食物)的重量。通过独立地处理来自称重传感器340的信号,处理器560可基于称重传感器340的检测的温度来补偿称重传感器340的操作温度的波动。

更具体地,当烹饪器具104被定位在底座102上并且被操作以烹饪食品时,烹饪器具104可产生大量热量并且将其传导至底座102。对于许多称重传感器,输出电信号取决于称重传感器的温度,因为称重传感器内的导线电阻随温度变化。因此,在不补偿温度的情况下,基于称重传感器输出的重量测量值将根据称重传感器的操作温度而变化。然而,如下所述,底座102被特定地配置成补偿/考虑称重传感器340的温度改变并且在使用烹饪器具104烹饪期间提供准确的重量测量值。

图6为说明在温度随时间推移变化的同时当向称重传感器应用恒定负载时称重传感器输出数据的图。图6中的x轴表示时间(毫秒),而图6中的左侧y轴表示重量(克),并且右侧y轴表示温度(摄氏度)。

如所说明,曲线664表示称重传感器的温度,曲线666表示非温度补偿称重传感器(例如,半桥称重传感器、四分之一桥称重传感器等)的指示负载(例如,对应于未校正质量的输出)并且曲线668表示称重传感器的预测温度补偿重量。如图所示,称重传感器的温度(即,曲线664)在第一时间段T1期间为恒定的,然后在第二时间段T2期间线性增加,然后在第三时间段T3期间在比在第一时间段T1期间更高的温度下保持恒定。称重传感器的温度(即,曲线664)在第四时间段T4期间线性增加,然后在第五时间段T5期间在比在第一和第三时间段期间更高的温度下保持恒定。称重传感器的温度(即,曲线664)然后在第六时间段T6期间线性降低,然后在第七时间段T7期间在比在第五时间段期间更低的温度下保持恒定。称重传感器的温度(即,曲线664)在第八时间段T8期间线性降低,然后在第九时间段T9期间在比在第七时间段期间更低的温度下保持恒定。非温度补偿称重传感器的输出信号(即,曲线666)与称重传感器的温度成正比,并且特别是当称重传感器的温度改变时预期在第二时间段T2、第四时间段T4、第六时间段T6和第八时间段T8期间示出线性改变。相比之下,指示由处理器产生的食用物品的温度补偿重量的输出信号在时间段T1至T9内相对于由称重传感器测量的温度相关重量基本恒定。

一起参考图4A–6,因为温度传感器450定位在称重传感器340中的对应一个附近,温度传感器450可提供关于称重传感器340的操作温度的近实时信息。处理器560可利用此信息来确定称重传感器340中的一个或多个的温度何时/是否改变(例如,在图6所示的时间段T2期间)并且可相应地进行补偿。在一些实施方案中,处理器560可通过应用称重传感器340的温度依赖性的一个或多个预定模型来补偿称重传感器340的温度改变。特别地,处理器560可通过将称重传感器340的温度依赖性的非线性模型应用于来自称重传感器340的接收信号来估计底座102上的一个或多个物品的重量。通常,调整/补偿的特定形式和幅度将根据所使用的称重传感器340的特定温度依赖性模式而变化。

在一种实施方案中,可由处理器使用非线性模型使用来自每个ADC 562a-562d和温度传感器450a-450d的输出来计算物品的温度补偿重量测量。特别地,假设温度传感器450i的输出为Ti并且ADC输出562i为电压Vi,其中i=a、b、c、d。称重传感器校准在T校准,i下执行。在温度T校准,i下应用具有交叉验证和Tikhonov正则化的三次回归来确定下面方程式1的回归系数ci,0、…ci,3

ci,0+ci,1x Vi,k+ci,2x Vi,k 2+ci,2x Vi,k 3=wk+δk 方程式1

对于测量值k=0、1、…N,其中Vi,k为在温度T校准,i下校准重量wk的ADC输出。在替代实施方案中,其它回归建模技术可与不同的正则化一起使用。此外,应当理解,可使用不同阶的多项式。关于使用Tikhonov正则化的实例,残余值δ最小化,如下面的方程式2所示:

其中α≥0为正则化参数。

回归系数ci,0、…ci,3和残余值δk保存在联接到处理器的存储器中。在接收来自称重传感器的未补偿重量值和来自温度传感器的温度值后,回归系数ci,0、…ci,3和残余值δk用于使用方程式1来确定底座上物品的温度补偿重量。在一种形式中,测量值用于确定恒定参数di(温度校正因子)。在一种实施方案中,对于i=a、…d,处理器使用从温度传感器测量值接收的测量值Ti来初始补偿称重传感器电压vi以获得Vi,如下面的方程式3所示:

Vi=vi–di x(Ti–T校准,i) 方程式2

其中:

di=(vi,2–vi,1)/(Ti-T校准,i)

在这种情况下,对于k=1、2,Ti,k和vik为在两种不同温度下的平均测量值,Ti,1≠Ti,2,其中应用相同权重。处理器还可使用基于一系列不同权重的多个温度的回归来计算补偿电压。在其它实施方案中,可将卡尔曼滤波器应用于Ti时间序列以计算校正∈t。上面讨论的这些技术的应用通过图6的图说明。

值得注意的是,通过补偿称重传感器340的单个操作温度,即使在操作烹饪器具104以烹饪食品时,底座102也可准确地确定食品的重量—并且从而将大量热量传导至底座102。举例来说,当酱汁在烹饪器具104中减少时,底座102可用于随时间推移准确地称重酱汁。相比之下,在将多个称重传感器的输出组合并且一起处理的传统秤中,组合信号可基于称重传感器的不同操作温度而发生很大变化—增加重量测量的不确定性。此外,本发明技术使得底座102能够制造得相对较小和紧凑,因为称重传感器340不需要远离热源—如烹饪器具104定位—以便使温度影响降到最低。同样,在一些实施方案中,底座102不需要主动冷却组件来冷却称重传感器340。

此外,在一些实施方案中,处理器560另外被配置成补偿穿过膜113传递到外壳332而不是称重传感器340的任何重量。膜113可由具有在正常操作温度范围内不发生很大改变的弹性和/或其它材料特性的材料形成。因此,处理器560可应用可例如在底座102的校准期间确定的恒定校正因子(例如,如下面参考图7更详细地描述的)。在其它实施方案中,处理器560可处理来自温度传感器450和/或来自定位在膜113附近的一个或多个附加温度传感器(未示出)的信号以估计膜113的温度并且因此估计弹性。处理器560然后可基于估计的弹性应用校正因子。

图7为用于校准底座102的过程或方法770的流程图。为了说明起见,将在图1A–5中所示的实施方案的上下文中描述方法770的一些特征。通常,因为底座102中的称重传感器340中的每一个单独联接到处理器560(即,来自称重传感器340的信号不组合),所以称重传感器340中的每一个必须单独校准以考虑制造差异。因此,与组合来自多个称重传感器的输出的传统秤相比,不可简单地通过向例如底座102的上表面105应用已知负载来校准底座102。

因此,在框772处,方法770包括测量向底座102的支脚109中的一个应用的已知负载。特别地,可操作地联接到支脚109的称重传感器340的输出可针对已知力的单个负载或已知力的多个负载(例如,最小或零负载、最大负载和/或其间的任何负载)进行测量。在一些实施方案中,底座102可翻转(例如,使得上表面105定位在平坦表面上)以促进向支脚109应用一个或多个负载。举例来说,在翻转底座102之后,可将一个或多个重物放置在支脚109上。

在框774处,方法770包括至少部分地基于测量的负载和应用的已知负载来产生称重传感器340的校准曲线(例如,多点校准曲线)。在框776处,方法770包括确定是否所有称重传感器340都已被测试。如果否,那么方法770返回到框772,直到产生用于支脚109中的每一个的称重传感器340中的每一个的校准曲线。如果是,那么方法进行到框778并且处理器560被配置成应用称重传感器340的校准曲线。以这种方式,称重传感器340中的每一个可用多点校准曲线单独校准,并且每个校准曲线由处理器560具体地和单独地应用到称重传感器340中的对应一个。

在一些实施方案中,已知负载可同时应用到支脚109中的每一个。举例来说,校准架可为自动化的并且被配置成单独地但同时地将负载施加到称重传感器340中的每一个。校准架然后可将应用的负载与由称重传感器340产生的结果测量值进行比较,以产生称重传感器340的校准曲线。因此,在一些实施方案中,其它合适机器的校准架可被配置成同时地但单独地提供称重传感器340中的每一个的多点校准。

如果不是全部,那么大多数传统秤的称重传感器一起接线到惠斯通电桥,然后将其馈入ADC。因此,大多数秤可简单地通过在秤顶部上放置重物来校准。然而,由于本发明技术的称重传感器340联接到单独的ADC 562(图5中所示)以更好地补偿温度瞬变,因此已知重量(例如静重、更高精度的称重传感器等)必须单独应用到每个称重传感器340以校准称重传感器340。即,为了获得有用的校准,单独而不是一起校准称重传感器340。

在一些实施方案中,可使用平均温度校准曲线来产生称重传感器340的温度校准曲线,所述平均温度校准曲线可应用于跨过多个产品(例如,底座102中的多个)的所有称重传感器340。可替代地,在组装期间(例如,在工厂中),称重传感器340的温度校准曲线可与重量校准曲线同时产生(参考图7详细描述)。举例来说,由单个称重传感器340产生的重量测量值(例如,框772)可与称重传感器340的已知/检测温度进行比较,以产生称重传感器340的温度校准曲线。在其它实施方案中,温度校准曲线可通过在单个称重传感器340上运行秤校准例程(例如,在图5的处理器560上运行的例程)或通过产生所有称重传感器340的平均曲线而在用户位置产生。举例来说,处理器560可被配置成与一个或多个远程服务器计算装置通信以接收/计算称重传感器340的温度系数。

在一些实施方案中,称重传感器340的温度校准曲线可与参考图7详细描述的重量校准曲线同时产生。举例来说,由单个称重传感器340产生的重量测量值(例如,框772)可与称重传感器340的已知/检测温度进行比较,以产生称重传感器340的温度校准曲线。在其它实施方案中,温度校准曲线可通过运行秤校准例程(例如,在图5的处理器560上运行的例程)而在用户位置产生。举例来说,处理器560可被配置成与一个或多个远程服务器计算装置通信以接收/计算称重传感器340的温度系数。

图8为根据本发明技术的另一个实施例配置的烹饪系统800的透视图。如所说明,板880而不是烹饪器具104(图1和2)定位在底座102上。板880可与烹饪器具104互换/交换,但是板880可促进放置在板上的物品(并且不一定为食用物品)的测量,而不需要将物品放置在烹饪器具104中。

本发明技术的实例的以上具体实施方式并不旨在是详尽的或将本发明技术限制于上文所公开的确切形式。尽管以上出于说明性目的描述本发明技术的特定实例,但是如相关领域的技术人员将认识到的,在本发明技术的范围内可以进行各种等效修改。举例来说,虽然以给定次序呈现过程或框,但替代实施方案可以不同次序执行具有步骤的例程或采用具有框的系统,并且一些过程或框可被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改以提供替代或子组合。这些过程或框中的每一者都可以以各种不同的方式来实施。并且,虽然有时将过程或框示出为串行执行,但这些过程或框可以改为并行执行或实施,或者可在不同的时间执行。另外,本文中提及的任何特定数字仅为实例;替代实施方案可采用不同的值或范围。

按照以上具体实施方式,可对本发明技术作出这些和其它改变。尽管具体实施方式描述本发明技术的某些实例以及所涵盖的最佳模式,但无论以上描述多详细地出现在本文中,本发明技术都可以多种方式来实践。在其特定实施方案方面,系统的细节可发生相当大的变化,但仍然涵盖在本文公开的技术中。如上文所提及,在描述本发明技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应被视为暗示本文中重新定义术语以限于与所述术语相关联的本发明技术的任何特定特性、特征或方面。因此,本发明技术不受除所附权利要求书之外的限制。通常,以下权利要求书中使用的术语不应解释为将本发明技术限制为本说明书中公开的特定实例,除非以上具体实施方式部分明确定义这类术语。

尽管本发明技术的某些方面在下面以某些权利要求形式呈现,但申请人在任何数量的权利要求形式中考虑本发明技术的各个方面。因此,申请人保留在提交本申请后寻求附加权利要求的权利,以在本申请或继续申请中寻求这类附加权利要求形式。

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