【文章內容簡介】 案設計 概述 采用磁場感應電流（又稱為渦流）的加熱原理，電磁爐是通過電子線路板 組成部分產(chǎn)生交變磁場、當用含鐵質鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具鐵原子高速無規(guī)則運動，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能（故：電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導給鍋具，所以熱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發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物，從而達到煮食的目的。具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱輻射、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優(yōu)點，能完成家庭的絕大多數(shù)烹飪任務。因此，在電磁爐較普及 的一些國家里，人們譽之為“烹飪之神”和“綠色爐具”。 由于電磁爐是由鍋底直接感應磁場產(chǎn)生渦流來產(chǎn)生熱量的，因此應該選擇對磁敏感的鐵來作為炊具，由于鐵對磁場的吸收充分、屏蔽效果也非常好，這樣減少了很多的磁輻射，所以鐵鍋比其他任何材質的炊具也都更加安全。此外，鐵是對人體健康有益的物質，也是人體長期需要攝取的必要元素。當一個回路線圈通予電流時，其效果相當于磁鐵棒。因此線圈面有磁場 N－ S 極的產(chǎn)生，亦即有磁通量穿越。若所使用的電源為交流電，線圈的磁極和穿越回路面的磁通量都會產(chǎn)生變化。當有一導磁性金屬面放置于回路線圈上 方時，此時金屬面就會感應電流（即渦流），渦流使鍋具鐵原子高速無規(guī)則運動，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能感應的電磁爐 電流越大則所產(chǎn)生的熱量就越高，煮熟食物所需的時間就越短。要使感應電流越大，則穿越金屬面的磁通變化量也就要越大，當然磁場強度也就要越強。這樣一來，原先通予交流電的線圈就需要越多匝數(shù)纏繞在一起。 因為使用高強度的磁場感應，所以爐面沒有電流產(chǎn)生，因此在烹煮食物時爐面不會產(chǎn)生高溫，現(xiàn)在非山寨版的電磁爐爐面都是使用了能耐高溫的黑晶板，是一種相對安全的烹煮器具。在使用過程中，因為黑晶板會與鍋具接觸，會局部 產(chǎn)生高溫，所以在加熱后的一段時間里，不要觸摸爐面，以防燙傷。 主要構成 :電磁爐主要有兩大部分構成：電子線路部分及結構性包裝部分。 ① 電子線路部分包括：功率板、主機板、燈板（操控顯示板）、線圈盤及熱敏支 ,電磁爐線圈盤架、風扇馬達等。 ② 結構性包裝部分包括：瓷板（新型電磁爐有用玻璃面板）、塑膠上下蓋、風扇葉、風扇支架、電源線、說明書、功率貼紙、操作膠片、合格平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 第 8 頁 證、塑膠袋、防震泡沫、彩盒、條碼、卡通箱。 2. 2 電磁爐的特性 (1)、電磁爐系利用線圈盤在控制電路的作用下產(chǎn)生低頻（ 20~25KHZ）之交變磁場，經(jīng)過導磁性（鐵質）鍋具產(chǎn)生大量密集渦流 ,兼有感應電流轉化為熱量來加熱食物，能源效率特高。 (2)、務必使用鐵質、特殊不銹鋼或鐵烤琺瑯之平底鍋具，且其鍋底直徑以 12~26厘米為宜。 (3)、電磁爐附有溫度控制器，可防過熱，省電又安全。 流程圖 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 第 9 頁 第 3章 工作原理及系統(tǒng)硬件的設計 傳感設計 工作原理 它打破了傳統(tǒng)的明火烹調方式采用磁場感應 電流 （又稱為 渦流 ）的加熱原理，電磁爐是通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當用含鐵質鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁力線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流（即渦流），渦流使鍋具底部鐵質材料中的自由電子呈漩渦狀交變運動，通過電流的焦耳熱（ P=I^2*R）使鍋底發(fā)熱。（故：電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導給鍋具，所以熱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發(fā)熱，用來加熱和烹飪食物，從而達到煮食的目的。具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱 輻射 、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優(yōu)點，能完成家庭 的絕大多數(shù)烹飪任務。因此，在電磁爐較普及的一些國家里，人們譽之為“烹飪之神”和“綠色爐具”。 由于電磁爐是由鍋底直接感應磁場產(chǎn)生渦流來產(chǎn)生熱量的，因此應選用符合電磁爐設計負荷要求的鐵質（ 不銹鋼 ）炊具，其他材質的炊具由于材料 電阻率 過大或過小，會造成電磁爐負荷異常而啟動自動保護，不能正常工作。同時由于鐵對 磁場 的吸收充分、屏蔽效果也非常好，這樣減少了很多的磁輻射，所以鐵鍋比其他任何材質的炊具也都更加安全。此外，鐵是對人體健康有益的物質，也是人 體長期需要攝取的必要元素。 1 壓力傳感器及選用 選擇什么壓力傳感器 幾種壓力傳感器的比較 壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用壓力傳感器原理及其應用 應變片壓力傳感器原理與應用 力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 第 10 頁 力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容 式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。 在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改 變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和 CPU）顯示或執(zhí)行機構。 金屬電阻應變片的內部結構 電阻應變片由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調 零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。電阻應變片的工作原理 金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示： 式中：ρ —— 金屬導體的電阻率（Ω cm2/m） S—— 導體的截面積（ cm2） L—— 導體的長度（ m） 我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度 增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情 陶瓷壓力傳感器原理及應用 抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋 (閉橋 )，由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為 / / mV/V 等，可以和應變平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 第 11 頁 式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償 0～ 70℃，并可以和絕大多數(shù)介質直接接觸。 陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達40～ 135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度 2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶 瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。 擴散硅壓力傳感器原理及應用 工作原理 被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。 藍寶石壓力傳感器原理與應用 利用應變電阻式工作原理，采用硅 藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。 藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好 的彈性和絕緣特性（ 1000 OC 以內），因此，利用硅 藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅 藍寶石半導體敏感元件，無 pn 漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。 用硅 藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。 表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍 寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）。在