精確且動(dòng)態(tài)地維持烹飪腔內(nèi)的設(shè)定溫度。相比傳統(tǒng)機(jī)械溫控器，它更精準(zhǔn)、靈活、智能。以下是其核心實(shí)現(xiàn)原理的解析：
核心組成部分
溫度傳感器 (核心感知元件):
- 類型: 最常用的是 NTC (負(fù)溫度系數(shù)) 熱敏電阻。其電阻值會(huì)隨著溫度的升高而顯著降低。
- 位置: 通常位于烹飪腔的頂部或側(cè)壁，靠近加熱元件出風(fēng)口或食物放置區(qū)域，以盡可能準(zhǔn)確地感知實(shí)際烹飪環(huán)境的溫度。
- 作用: 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)烹飪腔內(nèi)的實(shí)際溫度，并將物理溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（電阻變化）。
微處理器/控制單元 (核心大腦):
- 功能: 這是智能溫控的核心。
- 接收輸入: 接收來(lái)自溫度傳感器的電信號(hào)（經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC變成數(shù)字信號(hào)）以及用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度和時(shí)間。
- 處理計(jì)算: 將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度值。將實(shí)際溫度與用戶設(shè)定溫度進(jìn)行比較。
- 決策運(yùn)算: 基于比較結(jié)果，運(yùn)用控制算法（通常是PID算法或其簡(jiǎn)化變種）計(jì)算需要加熱器輸出的功率。
- 輸出指令: 向執(zhí)行機(jī)構(gòu)（加熱元件和風(fēng)扇）發(fā)送控制信號(hào)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu):
- 加熱元件: 通常是金屬管狀加熱器或鹵素?zé)簟＝邮軄?lái)自控制單元的信號(hào)，調(diào)節(jié)其發(fā)熱功率。
- 風(fēng)扇: 強(qiáng)制循環(huán)熱風(fēng)。雖然其轉(zhuǎn)速有時(shí)是固定的，但在更高級(jí)的系統(tǒng)或某些模式下，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也可能被微調(diào)以輔助溫度控制（如快速降溫或更均勻加熱）。
- 功率控制方式: 通常采用 PWM (脈沖寬度調(diào)制) 技術(shù)。控制單元通過(guò)快速開(kāi)關(guān)（通斷）加熱元件的電源，改變一個(gè)周期內(nèi)通電時(shí)間的比例（占空比）來(lái)精確控制平均加熱功率。例如，100%占空比代表全功率加熱，50%占空比代表半功率加熱。
用戶界面:
- 觸摸屏、按鈕或旋鈕，用于設(shè)定目標(biāo)溫度、烹飪時(shí)間、選擇預(yù)設(shè)程序等。
智能溫控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理 (閉環(huán)反饋控制)
設(shè)定目標(biāo): 用戶通過(guò)界面設(shè)定期望的烹飪溫度（T_set）。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè): 溫度傳感器（NTC）持續(xù)感知烹飪腔內(nèi)的實(shí)際溫度（T_actual），并將其變化（電阻變化）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
信號(hào)轉(zhuǎn)換: 傳感器信號(hào)被送入控制單元，經(jīng)過(guò)電路處理（如分壓電路）和模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC），變成微處理器可以理解的數(shù)字溫度值。
比較與計(jì)算 (核心智能):- 微處理器將 T_actual 與 T_set 進(jìn)行比較，計(jì)算出溫度偏差 。
- 基于這個(gè)偏差，微處理器運(yùn)用內(nèi)置的控制算法進(jìn)行計(jì)算。最常用的是PID算法或其簡(jiǎn)化版（如PI或PD）：
- P (比例): 輸出與當(dāng)前偏差成比例。偏差越大，加熱功率越大（或越小）。這是最基礎(chǔ)的控制作用。
- I (積分): 輸出與過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)累積的偏差總和成比例。用于消除穩(wěn)態(tài)誤差（即長(zhǎng)時(shí)間后實(shí)際溫度仍略低于或高于設(shè)定值的情況）。
- D (微分): 輸出與當(dāng)前偏差的變化率（趨勢(shì)）成比例。用于預(yù)測(cè)未來(lái)溫度走向，抑制溫度過(guò)沖或下沖，使系統(tǒng)響應(yīng)更快、更穩(wěn)定。例如，當(dāng)溫度快速上升接近設(shè)定值時(shí)，微分項(xiàng)會(huì)提前減小加熱功率，防止溫度沖過(guò)頭。
- 算法綜合P、I、D三個(gè)分量的計(jì)算結(jié)果，得出一個(gè)總的控制輸出值（通常對(duì)應(yīng)一個(gè)PWM占空比）。
執(zhí)行控制:- 控制單元根據(jù)計(jì)算出的PWM占空比，生成相應(yīng)的開(kāi)關(guān)信號(hào)。
- 這個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件（如繼電器或固態(tài)繼電器），精確控制加熱元件的通電時(shí)間比例，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)平均加熱功率。
- 風(fēng)扇持續(xù)或按需工作，確保熱空氣在腔內(nèi)高速循環(huán)，使傳感器測(cè)得的溫度更接近食物的真實(shí)受熱環(huán)境，并提高加熱均勻性。
持續(xù)反饋與調(diào)整:- 這是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)加熱功率后，烹飪腔內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生變化。
- 傳感器再次感知新的 T_actual。
- 控制單元再次執(zhí)行 比較 -> 計(jì)算 -> 輸出 的循環(huán)。
- 這個(gè)過(guò)程以非常高的頻率（每秒可能多次）不斷重復(fù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，使 T_actual 緊緊跟隨 T_set，即使環(huán)境（如放入冷食物、開(kāi)門(mén)）或負(fù)載發(fā)生變化。
“智能”體現(xiàn)在哪里？
高精度: PID算法能有效減小穩(wěn)態(tài)誤差，將溫度波動(dòng)控制在很小的范圍內(nèi)（如±5°C甚至更低），遠(yuǎn)優(yōu)于機(jī)械溫控器的±10-20°C。
快速響應(yīng)與穩(wěn)定性: PID算法，特別是微分(D)項(xiàng)，能預(yù)測(cè)溫度變化趨勢(shì)，提前調(diào)整功率，大大減少了溫度的過(guò)沖（超過(guò)設(shè)定值）和下沖（低于設(shè)定值），使溫度更快達(dá)到設(shè)定點(diǎn)并保持穩(wěn)定。
預(yù)設(shè)程序: 微處理器內(nèi)存儲(chǔ)了針對(duì)不同食材（薯?xiàng)l、雞翅、蔬菜、烘焙等）的優(yōu)化溫度-時(shí)間曲線。用戶只需選擇程序，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)按預(yù)設(shè)的智能溫度曲線進(jìn)行烹飪。
自動(dòng)調(diào)節(jié): 在整個(gè)烹飪過(guò)程中，系統(tǒng)能根據(jù)預(yù)設(shè)程序或?qū)崟r(shí)狀態(tài)，自動(dòng)在不同階段切換不同的目標(biāo)溫度（多段控溫），實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的烹飪效果（如先高溫上色，后低溫慢熟）。
安全保護(hù): 持續(xù)的溫度監(jiān)控也用于安全。如果檢測(cè)到溫度異常過(guò)高（如風(fēng)扇故障、風(fēng)道堵塞），控制單元會(huì)立即切斷加熱電源，防止事故發(fā)生。通常還有一個(gè)獨(dú)立的、非電子式的可復(fù)位溫控器作為最后的安全保障。
適應(yīng)性: 系統(tǒng)能更好地適應(yīng)放入不同量、不同初始溫度的食物帶來(lái)的熱負(fù)載變化。
總結(jié)
空氣炸鍋的智能溫控技術(shù)，本質(zhì)上是利用高精度溫度傳感器（NTC）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腔內(nèi)溫度，由微處理器（MCU） 基于PID控制算法進(jìn)行高速計(jì)算和決策，并通過(guò)PWM技術(shù)精確調(diào)節(jié)加熱元件功率，結(jié)合強(qiáng)制熱風(fēng)循環(huán)，形成一個(gè)快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)。其“智能”體現(xiàn)在高精度、低波動(dòng)、快速響應(yīng)、自動(dòng)執(zhí)行預(yù)設(shè)程序、多段控溫以及增強(qiáng)的安全性上，從而顯著提升烹飪效果和用戶體驗(yàn)。
