目前的多數(shù)多士爐是采用機械開關來調(diào)節(jié)溫度和時間定時，需要使用者參與的程度較高，如選擇加熱的時間和確定加熱的功率等。這時，操作人員就面臨幾個問題： 1、確定是干面包或是凍面包？ 2、確定加熱的時間，有時需要根據(jù)經(jīng)驗，但經(jīng)常不能自己烤出色、香味全的面包？不知道如何能自己做到最好。 3、加熱功率的確定，在什么樣的情況下需要提供多大的功率？機械式產(chǎn)品不能告訴用戶這些信息。 問題的解決方案 既然機械式多士爐在一定程度上不能為用戶提供更多的幫助，我們從電子化的角度去考慮是比較合適的途徑，如確定面包在放入多士爐前的狀態(tài)、加熱功率的控制和加熱時間的確定以及電源的自動切斷和接通等。當然對于面包的狀態(tài)，我們可以通過眼睛和手的感覺來識別，除衛(wèi)生的問題以外，我們還應該了解到，面包的狀態(tài)如何讓多士爐來實現(xiàn)自動識別？面包在烘烤的過程中，如何監(jiān)控面包在烘烤時的狀態(tài)如溫度，來確定面包烘烤到何種程度才是最佳狀態(tài)？我們可以考慮用溫度傳感器來測量面包的溫度？面包的溫度測量數(shù)據(jù)提供出來以后，我們應及時來調(diào)節(jié)溫度的上升程度以及電源功率的調(diào)節(jié)，這可以直接通過單片機系統(tǒng)來完成。通常地，從成本的角度來考慮，我們可以選擇NTC等電阻溫度傳感器，但實際上，接觸式的測量不能解決好衛(wèi)生問題、測量精度問題和反應時間問題，特別是反應時間的要求更為嚴格，通常，NTC產(chǎn)品的反應時間需要7秒左右才能將當前的溫度準確測量出來，此時，面包可能已經(jīng)烤焦。 因此選擇非接觸的溫度測量方法是最合適的。紅外溫度傳感器完全可以滿足這個應用要求，它能解決幾個方面的問題： 1、衛(wèi)生問題————傳感器不與面包直接接觸，測量距離可以達到幾十厘米或幾米不等 2、響應時間問題————與NTC相對應，紅外溫度傳感器的測量時間一般可以達到40mS或更高，是 NTC產(chǎn)品的幾十倍，為溫度控制系統(tǒng)提供足夠的調(diào)節(jié)控制時間 3、測量精度問題————紅外溫度傳感器可以達到很高的測量，取決于設計人員的設計工藝和工作 環(huán)境的處理 4、溫度控制問題————紅外溫度傳感器與單片機系統(tǒng)的結合，可以非常簡單地處理好加熱功率的 控制調(diào)節(jié)和加熱時間，這些都可以通過軟件來實現(xiàn)。 5、便利性的問題————應用單片機以后，用戶不需要守侯在多士爐旁邊，所有的工作由單片機的 程序自動完成，如面包烤好后，發(fā)出聲光報警等信息，通知用戶。設計工程師只需要預先將凍面包和干面包的烘烤程序輸入到單片機就可以，用戶只是按一個啟動鍵，真正實現(xiàn)智能化，因此我們將這樣的多士爐稱為智能化多士爐。 傳統(tǒng)的多士爐的溫度控制方法 傳統(tǒng)的多士爐不需要進行溫度測量，它只是根據(jù)用戶的經(jīng)驗來設定加熱時間和加熱功率，對電源的控制和調(diào)節(jié)也是通過非常簡單的電源通斷，不能對面包的烘烤溫度做精確的控制。 智能化多士爐的溫度控制和調(diào)節(jié) 對于高檔次的多士爐，實現(xiàn)自動溫度控制和調(diào)節(jié)是其最主要的核心功能，傳感器與單片機的組合使用，將大大提升產(chǎn)品的科技含量和操作的簡便性。 采用TS系列紅外溫度傳感器，可以隨時快速地測量面包的溫度，由于是采用非接觸的測量方法，也就是傳感器與面包之間有一定的測量距離，傳感器在接受面包輻射出來的紅外線后，輸出一熱電勢。由于紅外溫度傳感器是有多達100個熱電偶組成，所以要對它的冷端進行溫度補償，因此將該信號進行放大和環(huán)境溫度補償后，送到A/D轉換器和單片機系統(tǒng)，一方面，將顯示面包的溫度（包括軟件設定的加熱時間），另一方面，單片機輸出信號送到功率調(diào)節(jié)電路去控制加熱時間和功率。 對于最簡單而且智能化的多士爐，可以不需要顯示，只需要設定一個啟動按鍵，操作人員在將面包放入多士爐后，按動啟動按鍵，多士爐自動完成所有的工作，這需要設計人員確定干面包或者凍面包的不同的烘烤程序，并將這個程序送入到單片機系統(tǒng)。 智能化多士爐的結構考慮 傳感器如何放入到多士爐中是完成自動控制的首要任務，在多士爐中，有加熱器、柵格等，同時也不能將傳感器放在多士爐的上方，因此，我們需要在多士爐的側面開一個小孔加熱器的部分也應相應開一個小孔，以便面包的紅外線能夠傳輸?shù)絺冗叺腡S傳感器 ，并需要加裝波導管來引導紅外到TS。由于面包的紋理各不相同，如果將波導管與面包成90°角安裝，當遇到紋理較粗的面包時，可能傳感器不能獲得更多面包的紅外線而減低靈敏度，因此，我們將波導管的安裝角度斜向45°后（圖八），無論是何種紋理的面包，都可以獲得同樣的靈敏度。 紅外溫度傳感器應用塞貝克熱電效應，它類似于傳統(tǒng)的熱電偶，也有冷端和熱端，如上圖所示。紅外溫度傳感器將110個電偶串聯(lián)起來，在熱端加裝紅外吸收器，這樣在熱電偶兩端形成溫差電勢。傳感器的輸出為 Utp =ex Sr x （Tobj4 – Tamb4） e —— 被測目標的輻射率 Sr —— 傳感器靈敏度 Tobj —— 目標溫度 Tamb ——內(nèi)部環(huán)境溫度 紅外溫度傳感器通常包括一個硅材料的光學濾波器和溫度補償用的熱敏電阻（PTC/NTC）。共有13種規(guī)格的傳感器供選擇，封裝形式有TO-5和TO-18兩種形式。 環(huán)境溫度補償用熱敏電阻————由于環(huán)境溫度的變化，傳感器內(nèi)部冷端溫度也將發(fā)生改變，因此為獲得較好測量精度，需要對冷端溫度進行補償。NTC為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，PTC為正溫度系數(shù)的熱敏電阻。Ni電阻溫度傳感器的溫度系數(shù)較NTC要大的多，可達6178ppm/K，而NTC一般為3964ppm/K。對熱敏電阻阻值的選擇，通常地，為降低功耗，選擇100K歐姆的熱敏電阻，其他阻值也可根據(jù)用戶的需要而調(diào)整。 光學濾波器————對于一個具體的應用，選擇合適的濾波器將是一件非常重要的工作。輝格公司可根據(jù)客戶需要提供不同的濾波器波長范圍，標準產(chǎn)品的濾波器波長范圍有5微米截止型和8～14微米兩種。對于非常近距離（<0.5米）的非接觸溫度測量如紅外線體溫計應用，應選擇5微米截止型的紅外溫度傳感器如TS118-1或TS105-1等，而遠距離測量時，應選擇8～14微米波長范圍的傳感器如TS118-3或TS105-3等。 TS系列紅外溫度傳感器的放大和溫度補償電路