本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种位移压力传感器及其校准方法和电压力锅。
背景技术：
随着社会的进步，人们对美味及营养的追求更加科学。为满足人们对美食及营养的追求。就要提高电压力锅烹饪的控制水平。目前的大部分的电压锅，都具备温度与时间的控制。但要精确控制好烹饪温度-时间-压力的最佳状态。就需要一款精确测量电压力锅锅内压力的传感器。
传统的用于锅内压力的传感器有温度传感器、位移压力传感器，温度传感器和位移压力传感器需要通过一定的公式进行对压力值的换算，以得到压力值。
其中，位移压力传感器具有成本低和安装方便的优点，但是，电压力锅的内锅与外锅的配合在安装或者生产过程中，容易产生精度误差，例如，存在尺寸上的误差，这就使得厂商在生产同一款电压力锅产品时，会出现内锅与外锅底座之间的间隙不等的问题，以及压力锅弹性件不一致等的问题，当然还存在其他精度误差。但是位移压力传感器的长度是固定的，并且对初始压力的反馈是相同的，这会导致存在精度误差的同款电压力锅在利用传统位移压力传感器间接测试压力时，出现压力测量误差，精度较差，使得对电压力锅的烹饪可控程度大大降低。
而温度传感器为间接测量，主要原理是依据在相同质量和体积的理想气体下，温度与压力在某一区域成一定关系。因此烹饪不同的食材和甚至加不同量的水对压力的检测都不一致。而且中途不允许改变气体的质量和体积。因此电压锅中途不能排气。同时温度与压力的换算还存在一定的滞后性。
技术实现要素：
基于此，有必要设计一种能够对电压力锅的锅内初始压力反馈进行误差校准，压力测量的精度较高，对电压力锅的烹饪可控程度较高的位移压力传感器及其校准方法，和电压力锅。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种位移压力传感器包括：磁芯组件及弹性校准组件；
所述磁芯组件包括滑动磁芯、线圈套及调节套，所述滑动磁芯滑动容置于所述线圈套内，所述调节套套置于所述线圈套内；
所述弹性校准组件包括高度调节件、主动调节弹性件、从动补偿弹性件及顶杆，所述高度调节件、所述主动调节弹性件、所述滑动磁芯、所述从动补偿弹性件及所述顶杆顺序连接，所述高度调节件用于在调整自身高度时，使得所述滑动磁芯相对所述线圈套滑动。
在其中一个实施例中，所述位移压力传感器还包括保护壳、pcb板组件及外壳，所述磁芯组件设置于所述保护壳内，所述pcb板组件安装于所述保护壳内，所述pcb板组件与所述磁芯组件电性连接，所述保护壳套置于外壳内。
在其中一个实施例中，所述外壳开设有导向孔，所述顶杆穿设所述导向孔。
在其中一个实施例中，所述磁芯组件还包括线圈、固定架及弹片端子，所述弹片端子安装于所述固定架上，所述固定架开设有线槽固定孔，所述线圈套穿设所述线槽固定孔，所述线圈与所述弹片端子电性连接，所述弹片端子与所述pcb板组件电性连接。
在其中一个实施例中，所述外壳还包括位移弹簧，所述线圈套穿设所述位移弹簧，所述位移弹簧的第一端与所述外壳的内侧壁抵接，所述位移弹簧的第二端与所述固定架抵接。
在其中一个实施例中，所述弹片端子包括绕线柱，定位片及弹性片，所述弹性片与所述定位片连接，所述绕线柱安装于所述定位片上，所述定位片安装于所述固定架上，所述线圈与所述绕线柱电连接，所述弹性片与所述pcb板组件电性连接。
在其中一个实施例中，所述pcb板组件包括pcb板本体、接触滑片及控制元件，所述控制元件设置于所述pcb板本体的第一侧上，所述接触滑片设置于所述pcb板本体的第二侧上，所述接触滑片与所述控制元件电连接，所述接触滑片与所述弹性片抵接。
在其中一个实施例中，所述高度调节件包括螺纹座及调节螺钉，所述螺纹座安装于所述保护壳内，所述调节螺钉与所述螺纹座螺纹连接。
一种电压力锅，包括上述的传感器，还包括外锅、内锅、弹性件及刚性位移机构，所述内锅安装于所述外锅内，所述刚性位移机构设固定于弹性件置于所述外锅内，所述刚性位移机构的第一端与所述内锅的外侧壁抵接，所述刚性位移机构的第二端与所述位移压力传感器的顶杆贴合，所述弹性件设置于所述外锅的内侧壁上，所述弹性件用于阻止所述刚性位移机构向靠近所述顶杆的方向移动。
一种位移压力传感器的校准方法，采用上述的电压力锅进行；其包括如下步骤：
对所述高度调节件进行调节，使得所述滑动磁芯与所述调节套抵持，标定所述传感器的初始零点，所述位移压力传感器完成零点调零操作；
对内锅施加预设测试压力；
采集所述传感器对所述预设测试压力的实时反馈，并调节高度调节件的自身高度，以调整测试压力状态下滑动磁芯的位置，对传感器进行校准；
释放对所述内锅施加的所述预设测试压力，判断所述传感器是否回归到所述初始零点。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述位移压力传感器通过设置磁芯组件及弹性校准组件，采用简单的机械相互组合，简化传感器的内部结构，对电压力锅锅内的初始压力反馈进行误差校准，提高位移压力传感器压力测量的精度，进而提高电压力锅的烹饪可控程度，降低了电压力锅的设计成本。
附图说明
图1为本发明一实施例中的位移压力传感器的爆炸视图；
图2为图1中的位移压力传感器的磁芯组件及弹性校准组件的装配示图；
图3为图1中的位移压力传感器的pcb板组件的结构示意图；
图4为图1中的位移压力传感器电路示意图；
图5为图1中的位移压力传感器的校准流程图；
图6为图1中的位移压力传感器的在电压力锅内的工作状态的示意图；
图7为本发明中的磁芯组件的一种替换方式的结构示意图；
图8为pcb板与磁芯组件的一种连接方式的结构示意图；
图9为pcb板与磁芯组件的另一连接方式的结构示意图；
图10为本发明一实施例中的位移压力传感器的频率线性输出调试示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了更好地对位移压力传感器及其控制方法进行说明，以更好地理解位移压力传感器及其控制方法的构思。请参阅图1，一种位移压力传感器10包括：磁芯组件100及弹性校准组件200，所述弹性校准组件200设置于所述磁芯组件100内，所述弹性校准组件200用于调节磁芯组件100以实现对位移压力传感器10的校准操作。
请参阅图1及图2，磁芯组件100包括滑动磁芯110、线圈套120及调节套130，滑动磁芯110滑动容置于线圈套120内，调节套130套置于线圈套120内；在本实施例中，调节套130的外侧壁设有螺纹结构，调节套130与所述线圈套120的内侧壁螺纹连接，通过旋转调节套130可以改变调节套130与线圈套120的相对位置；
需要说明的是，当滑动磁芯110在线圈套120内的位置发生变化时，线圈套120与线圈套120所组成的电感组件的电感量会发生变化，通过检测其电感量的数值并将其转化为对应的电信号发送给控制元件，通过一定的运算后将其数值与对应的压力参数进行标定，由此测出电压力锅内的实时压力(其转换公式为现有技术中的计算公式)，即可以通过滑动磁芯110在线圈套120的实时位置变化来检测电压力锅中的实时压力参数。
请参阅图1及图2，弹性校准组件200包括高度调节件210、主动调节弹性件220、从动补偿弹性件230及顶杆240，高度调节件210、主动调节弹性件220、滑动磁芯110、从动补偿弹性件230及顶杆240顺序连接，高度调节件210用于在调整自身高度时，使得所述滑动磁芯110相对所述线圈套130滑动。可以理解，高度调节件210及顶杆240分别位于线圈套120的两端，而滑动磁芯110位于线圈套120的内部，滑动磁芯110的两端分别与主动调节弹性件220及从动补偿弹性件230连接，而主动调节弹性件220会对滑动磁芯110施加一个驱使滑动磁芯110向远离顶杆240方向运动的第一弹性力，从动补偿弹性件230则会对滑动磁芯110施加一个驱使滑动磁芯110向远离高度调节件210方向运动的第二弹性力，第一弹性力与第二弹性力的方向相反，且分别作用在滑动磁芯110的两端。
第一弹性力与第二弹性力的大小变化将驱使滑动磁芯110发生移动，例如，若主动调节弹性件220所施加的第一弹性力大于从动补偿弹性件230所施加的第二弹性力时，滑动磁芯110在第一弹性力的作用下，会向靠近顶杆240的方向移动，而且，在滑动磁芯110移动的过程中，主动调节弹性件220逐渐伸展，使得主动调节弹性件220产生的第一弹性力变小，而由于滑动磁芯110向靠近顶杆240的方向移动使得从动补偿弹性件230压缩，进而使得从动补偿弹性件230产生的第二弹性力增大，当第一弹性力与第二弹性力相等时，滑动磁芯110停止移动，而此由于滑动磁芯110发生位移，滑动磁芯110在线圈套120中的相对位置发生改变，使得磁芯组件100的电感量也随之发生改变，将此时磁芯组件100的电感量数值转化成电信号，通过计算即可得到此时滑动磁芯110所在位置对应的压力数值；同理，当主动调节弹性件220所施加的第一弹性力小于从动补偿弹性件230所施加的第二弹性力时，也能改变滑动磁芯110在线圈套120中的相对位置进而反应电压力锅内的压力数值；其中主动调节弹性件220及从动补偿弹性件230在伸展以及压缩时产生的压力变化满足胡克定理。
需要说明的是，位移压力传感器10在测量电压力锅内部压力时，需要将位移压力传感器10的顶杆240的末端与电压力锅的内胆上的待检测部位贴合，当电压力锅的内胆在承受压力发生位移以及细微形变时，能够推动与之贴合的顶杆240发生位移，进而将位移数字进行标定，反馈电压力锅内部的实时压力数值。
而电压力过在加工组装过程中的误差是客观存在的，这样将位移压力传感器10安装在电压力锅内部后，每个电压力锅内胆的待检测部位与位移压力传感器10的顶杆240的相对位置会各不一样，这样会使得位移压力传感器10所反馈的初始压力数值(即零点压力输出值)存在误差，需要调节磁芯组件100的安装位置，即调节线圈套120与电压力锅内胆的待检测部位之间的间距，进而改变电压力锅内胆的待检测部位对顶杆240的压缩量，即改变从动补偿弹性件230的压缩量，使得滑动磁芯110在线圈套120内部移动，直至滑动磁芯110刚好与调节套130抵持，由此，完成对位移压力传感器10的调零操作，并且排出由于加工组装所导致的电压力过内部初始压力数值与理想状态的压力数值不一致的情况，并且避免其所产生的误差干扰位移压力传感器10对电压力锅内部压力的正常检测。
请参阅图2，进一步的，每个电压力锅的内胆在承受相同的压力数值时，发生的偏移量以及形变量会存在细微的差异，这些细微的差异会干扰位移压力传感器10的检测。在本发明中，通过调节高度调节件210的自身高度，可以改变主动调节弹性件220的压缩量，进而改变主动调节弹性件220所产生的第一弹性力的大小，使得滑动磁芯110发生偏移，直至滑动磁芯110移动到线圈套120内的对应位置，即对位移压力传感器进行校准操作，使得位移压力传感器10能够反馈此时锅内正确的压力数值。请再次参阅图1，一个实施方式中，位移压力传感器10还包括保护壳300、pcb板组件400及外壳500，磁芯组件100设置于保护壳300内，pcb板组件400安装于保护壳300内，pcb板组件400与磁芯组件100电性连接，保护壳300套置于外壳500，外壳开设有导向孔，顶杆穿设导向孔。保护壳300上设置有pcb定位槽310，pcb板组件400卡接于pcb定位槽310内，方便工作人员对位移压力传感器10进行维护；保护壳300设置有线圈定位孔320，线圈定位孔320用于对磁芯组件100进行定位以及辅助固定，能够提高位移压力传感器10的检测精度，使得位移压力传感器10结构更加牢靠，这样，将高度调节件210设置在保护壳300上，调节高度调节件210在保护壳300中的相对安装位置，可以使得磁芯组件100在线圈定位孔320内前后微移，以调节磁芯组件100与保护壳300的相对位置，如此，在不调节保护壳300的情况下，单独调节磁芯组件100的安装位置，实现位移压力传感器10的调零操作，可以位移压力传感器10的结构，有效地提空间利用率，且使得调零操作更加简便，方便进行维护。
如图7所示，可以理解，上述实施例中的位移压力传感器10中的磁芯组件100中的配件可以根据实际的使用情况进行替换，例如，将磁芯组件100中的滑动磁芯110替换成永磁铁710，在线圈套120上设置磁场组件720并在pcb板组件400上设置霍尔元件730，即，使pcb板组件400与磁芯组件100形成霍尔检测电路(现有技术中的rc电路)，同样可以对电压力锅的内部压力进行检测。
请参阅图1，一个实施方式中，磁芯组件100还包括线圈、固定架140及弹片端子150，弹片端子150安装于固定架140上，固定架140开设有线槽固定孔，线圈套120穿设线槽固定孔，线圈与弹片端子150电性连接，弹片端子150与pcb板组件400电性连接。外壳500还包括位移弹簧510，线圈套120穿设位移弹簧510，位移弹簧510的第一端与外壳500的内侧壁抵接，位移弹簧510的第二端与固定架140抵接。如此，通过设置位移弹簧510，能够进一步提高位移压力传感器10调零操作的便捷性，位移弹簧510能够提供一个驱使磁芯组件100远离外壳500的弹性力，使得磁芯组件100与高度调节件210的表面紧贴，以提高位移压力传感器10调零的精度。
请参阅图3及图4，进一步的，弹片端子150包括绕线柱151，定位片152及弹性片153，弹性片153与定位片152连接，绕线柱151安装于定位片152上，定位片152安装于固定架140上，线圈与绕线柱151电连接，弹性片153与pcb板组件400电性连接，pcb板组件400包括pcb板本体410、接触滑片420及控制元件430，控制元件430设置于pcb板本体410的第一侧上，接触滑片420设置于pcb板本体410的第二侧上，接触滑片420与控制元件430电连接，接触滑片420与弹性片153抵接。其中，为了方便维护人员进行维护，方便pcb板本体410的拆装，pcb板本体410上设置有快插连接部411，通过快插连接部411与pcb定位槽310配合，使得pcb板本体410的安装与拆除更加简便。
请参阅图3及图4，需要说明的是，本发明所公开的位移压力传感器10在调零时，磁芯组件100会相对保护壳300发生位移，为了保护位移压力传感器内部线束，在磁芯组件100的固定架140上安装弹片端子150，并通过弹片端子150与设置在pcb板本体410上的接触滑片420接触，使得磁芯组件100与pcb板本体410上的控制元件430电性连接，即，在不需移动pcb板组件400的情况下进行调零操作，可以避免调零时移动pcb板组件400损伤pcb板组件400上的控制元件430。请参阅图4，需要说明的是，pcb板组件400上的控制元件430包括电阻431、电容432及ic芯片433，滑动磁芯110在线圈套120的相对位置发生改变时，磁芯组件100的电感量发生变化，进而使得其在电路中的电动势发生改变，ic芯片433通过采集其电动势，匹配与之相应的电信号，并将电信号输出，传送给电压力锅的控制芯片，由电压力锅的控制芯片匹配此时滑动磁芯110所在位置所对应的压力数值，使用者即可直观的观察到此时电压力锅内部压力的大小，通过简单的电路控制，即可完成压力检测的目的，降低了对电压力锅芯片等级的要求，减低了电压力锅的造价，符合大众的普遍需求，有利于合理利用资源。
请参阅图2，一实施方式中，高度调节件210包括螺纹座211及调节螺钉212，螺纹座211安装于保护壳300内，调节螺钉212与螺纹座211螺纹连接。如此，只需旋转调节螺钉212，就可以改变螺纹座211与调节螺钉212的相对位置，即，旋转调节螺钉212时，调节螺钉212的端面会远离或者靠近螺纹座211，这样，只需要旋转调节螺钉212，就可以压缩或者舒展主动调节弹性件220，达到调节滑动磁芯110在线圈套120内的位置的效果；进一步的，旋转螺纹座211，可以改变高度调节件210在保护壳300内的安装位置，并且与位移弹簧510配合，共同调节磁芯组件100与电压力锅内胆的相对位置。
请一并参阅图2、图8及图9，需要说明的是，根据客户的实际需求以及为了提高位移压力传感器10的适用范围，可以替换pcb板组件400上的零部件，改变pcb板组件400与滑动磁芯110的连接方式，利用不同的机械连接方式来满足位移压力传感器10在不同工作环境下的安装、调整需求，以使得上述的位移压力传感器10能够在多种不同工作情况下也能够稳定地运行。例如，将弹片端子150中的弹性片153替换成探针、顶珠等；另外，pcb板组件400与磁芯组件100通过零件替换可以有多不同的连接方式，下面为其中几种不同的连接方式的可行例子；
实施例一，如图8所示，pcb板组件400还包括线束440，所述线束的第一端与所述pcb板本体410电连接，所述线束的第二端与所述弹片端子150电连接，所述弹片端子150与所述pcb板本体410之间设置有间隙，这样，通过线束440将pcb板组件400与磁芯组件100连通起来，使得位移压力传感器10可以具备较长的调整距离，能够适应误差值较大的安装环境，且能够避免弹片端子150与pcb板本体410直接接触造成磨损，提高位移压力传感器10的使用寿命。
实施例二，如图9所示，pcb板组件400还包括弹性夹片450及滑片460，所述弹性夹片450安装在所述pcb板本体410上，所述滑片460安装在所述线圈套120上，所述滑片460滑动设置于所述弹性夹片450内，需要说明的是弹性夹片450及滑片460由铜质材料制成，且滑片460能够在弹性夹片450中滑动，pcb板组件400与磁芯组件100通过弹性夹片450及滑片460连通形成检测电路，如此，弹性夹片450能够引导滑块450的滑动方向，即在位移压力传感器调零时，弹性夹片450能够防止位于压力传感器在调零的过程中发生角度偏移，提高调零操作的精度及位移压力传感器10的检测精度。另外，根据实际需求，可以改变弹性夹片450及滑片460的安装位置，即，所述滑片460安装在所述pcb板本体410上，所述弹性夹片450安装在所述线圈套120上，通过弹性夹片450和滑片460安装位置的置换，能调整位移压力传感器10的可调节范围以及总体体积，以适应实际的安装需要。
请参阅图6，一实施方式中，一种电压力锅1000，包括上述的位移压力传感器10，还包括外壳20、内锅30、弹性件40及刚性位移机构50，所述内锅30安装于所述外壳20内，所述刚性位移机构50设置于所述外壳20内，所述刚性位移机构50的第一端与所述内锅30的外侧壁抵接，所述刚性位移机构50的第二端与所述位移压力传感器10的顶杆240贴合，所述弹性件40设置于所述外锅20的内侧壁上，所述弹性件40用于阻止所述刚性位移机构50向靠近所述顶杆240的方向移动。需要说明的是，由于加工或者组装电压力锅1000时，会存在一定的误差，使得在将位移压力传感器10安装在电压力锅1000内，即使得位移压力传感器10上的顶杆240与刚性位移机构50的第二端抵接后，在电压力锅1000未正式开始工作时，刚性位移机构50与顶杆240相抵接，并使得顶杆240发生压缩，进而增大了从动补偿弹性件230产生的第二弹性力，此时会使得磁芯110远离调节套130，即初步安装好电压力锅时，位移压力传感器10内的磁芯110会加工或者组装产生的误差而未处于零点位置，即位移压力传感器10不是处于零点输出状态，此时，需要调节高度调节件210，以改变磁芯组件100与刚性位移机构50的相对位置，进而改变刚性位移机构50对顶杆240的压缩量，使得磁芯110与调节套130抵接，即磁芯110处于零点位置，亦即，位移压力传感器位于零点输出状态。
进一步的，由于每个加工好的电压力锅1000之间存在的误差是客观存在，不可避免的，即每个电压力锅1000在工作时产生相同压力情况下，电压力锅1000内的内锅30因工作压力产生的位移及形变量会存在一定的差异，而这种差异会影响到位移压力传感器10的正常测量，因此，需要对组装好的位移压力传感器10进行校准操作，即，先对电压力锅1000施加一个测试压力，使得内锅20发生位移或形变，通过刚性位移机构50将其位移及形变传递给位移压力传感器10，使得位移压力传感器10中的磁芯110发生位移，并得到此时位移压力传感器反馈的存在误差的压力数值，接着，调整高度调节件210自身的高度，以改变高度调节件210对主动调节弹性件220的压缩量，使得主动调节弹性件220产生的第一弹性力增大或者减小，使得从动补偿弹性件230在产生补偿弹性力的同时，调整磁芯110在线圈套120的相对位置，使得上述得到的存在误差的压力数值调整至正确的压力数值，由此完成位移压力传感器10的校准，通过校准，排除电压力锅1000加工及组装过程中产生的误差干扰位移压力传感器10的测量操作，使得电压力锅1000能够正常，稳定的运行。下图为位移压力传感器10的频率线性输出调试如图10所示。
请参阅图5，一种位移压力传感器的校准方法，采用上述的电压力锅进行；其包括如下步骤：
对所述高度调节件进行调节，使得所述滑动磁芯与所述调节套抵持，标定所述位移压力传感器的初始零点，所述位移压力传感器完成零点调零操作；
对内胆施加预设测试压力；
采集所述位移压力传感器对所述预设测试压力的实时反馈，并调节高度调节件的自身高度，以调整测试压力状态下滑动磁芯的位置，对位移压力传感器进行校准；
释放对所述内胆施加的所述预设测试压力，判断所述位移压力传感器是否回归到所述初始零点。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述位移压力传感器10通过设置磁芯组件100及弹性校准组件200，采用简单的机械相互组合，简化位移压力传感器10的内部结构，对电压力锅1000的锅内的初始压力反馈进行误差校准，提高位移压力传感器10压力测量的精度，进而提高电压力锅1000的烹饪可控程度，降低了电压力锅1000的设计成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。