مستشعر ألومنيوم دقيق CZL672

أجهزة استشعار الوزن الصغيرة هي مكونات قياس الوزن المصغرة التي تم تطويرها بناءً على تأثير الإجهاد. تتضمن آلية أساسية تحويل إشارات الوزن إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس من خلال الهياكل الحساسة الدقيقة (على سبيل المثال ، الأجسام المرنة لمقياس التوتر). عادة ما تتراوح حجمها من بضع سنتيمترات مكعبة إلى عشرات السنتيمترات المكعبة، وتغطي نطاقات القياس من الجرام إلى الكيلوغرام، حيث تجمع بين المزايا المزدوجة لـ "الحجم الصغير" و "الدقة العالية". وباعتبارها المكونات الأساسية لسيناريوهات التوزيع الخفيفة الوزن والضيقة، فإنها تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الطبية والإلكترونيات الاستهلاكية والمعدات الذكية واختبار البحوث العلمية ومجالات أخرى، وتخدم كأساس

1. الميزات والوظائف الأساسية

1) السمة الأساسية للتصغير

• حجم صغير جداً ووزن خفيف : الأبعاد القياسية تتراوح من 5mm × 5mm × 2mm إلى 30mm × 20mm × 10mm. يمكن تقليل بعض النماذج المخصصة إلى مقياس مليمتر ، مع أوزان منخفضة تصل إلى 0.1g5g. يمكن بسهولة تضمينها في أماكن ضيقة مثل الساعات الذكية أو المضخات الدقيقة دون التأثير على التصميم الهيكلي العام للجهاز.
• التصميم الهيكلي المدمج : معظمها يتبنى عبوات متكاملة، وتدمج مكونات حساسة ودوائر تكييف الإشارة في قشرة صغيرة. بعض النماذج تدعم أشكال تركيب خفيفة الوزن مثل سطح الصعود أو نوع الرصاص ، متوافقة مع لحام PCB المباشر أو تثبيت snap-fit.

2) مزايا أداء الوزن

• مجموعة واسعة من القياس الدقيق : تتراوح بين 0.1g إلى 50kg، مع دقة قياس الأساسية من ± 0.01%FS±0.1%FS وارتفاع دقة إلى 0.001g. وهي تلبي متطلبات وزن العينات على مستوى الميكروغرام في المختبرات ومراقبة الوزن على مستوى الجرام في أجهزة الإلكترونيات الاستهلاكية.
• استجابة ديناميكية سريعة : وقت الاستجابة ≤10ms، مما يتيح التقاط التغيرات الفورية في الوزن في الوقت الفعلي (على سبيل المثال، الوزن الخفيف السريع على خطوط فرز آلية أو مراقبة معدل قطرة الوزن في التسريبات الطبية) ، وتجنب أخطاء القياس النا
• قدرة ثابتة على مكافحة التداخل : مجهزة بوحدة تعويض درجة الحرارة المدمجة (يمكن تشغيلها في بيئات -10 °C60 °C) لتعويض تقلبات درجة الحرارة. تستخدم إشارة خروجيات متباينة أو درع كهرومغناطيسي لمقاومة التداخلات الكه

3) وظائف الدمج والتكيف

• التوافق بين إشارات الخروج المتعددة : يدعم الإشارات التناظرية (0-5 فولت، 4-20mA) والإشارات الرقمية (I2C، SPI، UART) ، يمكن توصيلها مباشرة إلى وحدة التحكم الصغيرة (MCUs) ، أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ذات الشريحة الواحدة ، أو وحدات تحكم صغيرة بدون
• التوافق بين المواد والمتوسط : المكونات الحساسة مصنوعة عادة من 316L الفولاذ المقاوم للصدأ ، سبيكة التيتانيوم ، أو البلاستيك الهندسي ، مع قشور خارجية مقاومة للتآكل. تتكيف مع وسائل مختلفة لوزن (على سبيل المثال، السوائل الطبية، ومكونات الأغذية، والمكونات الإلكترونية) لتجنب التلوث أو تلف التآكل.
• استهلاك طاقة منخفض : الطاقة الثابتة ≤10mA، مع وضع النوم منخفض إلى 10μA، مناسبة للأجهزة المحمولة التي تعمل بالبطاريات (مثل الموازين المحمولة، الأجهزة الذكية القابلة للارتداء) لتمديد عمر البطارية.

2. المشكلات الصناعية الأساسية التي تم معالجتها

في سيناريوهات الوزن الخفيفة والصغيرة، تعاني أجهزة الاستشعار التقليدية للوزن (مثل أجهزة الاستشعار على نطاق المنصة، وحدات الوزن الصناعي) من "الحجم المفرط واستهلاك الطاقة العالي وعدم الدقة الكافية وصعوبة أجهزة استشعار الميزان الصغيرة تحل بشكل خاص القضايا الأساسية التالية:

• حواجز التكامل في الأجهزة الصغيرة : يحل مشكلة أن أجهزة الاستشعار التقليدية كبيرة جداً لا يمكن تضمينها في أجهزة صغيرة (على سبيل المثال، مراقبة الوزن في الأساور الذكية أو التحكم في الوزن السائل في المضخات الطبية الدقيقة) ، مما يتيح متطلبات مزدوجة من "وظ
• قياس دقة عالية للحمولات الخفيفة : يعالج ضعف دقة أجهزة الاستشعار التقليدية في وزن الجرام/مليجرام (على سبيل المثال، وزن العينات الصغيرة في المختبرات أو الكشف عن وزن الدبوس للمكونات الإلكترونية) ، مما يوفر بيانات موثوقة للتصنيع الدقيق والبحث.
• استهلاك الطاقة في الأجهزة المحمولة : يقلل من عمر البطارية القصير الناجم عن استهلاك الطاقة العالي للمستشعرات التقليدية (على سبيل المثال، الموزين السريع المحمول أو أجهزة جمع العينات في الهواء الطلق) ، مع انخفاض استهلاك الطاقة لتمديد وقت الاستخدام.
• قيود مساحة تثبيت معقدة : تلبي احتياجات الوزن في الأماكن الضيقة أو المنظمة خصيصًا (على سبيل المثال، وزن المكونات الداخلية في المعدات الآلية أو مراقبة وزن السوائل في خطوط الأنابيب) من خلال تركيب سطحي أو مضمن.
• التوافق بين الإشارات في العديد من السيناريوهات : يحل الخلافات بين إشارات أجهزة الاستشعار التقليدية ووحدات التحكم الدقيقة وتتصل نماذج الإشارة الرقمية مباشرة إلى أجهزة الحاسوب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة أو وحدات الحاسوب المركزي، مما يسهل تصميم الدوائر للأجهزة الصغيرة ويقلل من تكاليف البحث والتطوير.

3. أبرز جوانب تجربة المستخدم

• سهولة التكامل العالية : تخطيطات الدبوس الموحدة وأحجام الحزم تدعم لحام PCB المباشر أو تثبيت التقطيع ، ولا تتطلب هياكل ميكانيكية معقدة. يمكن تقليل وقت التكامل إلى 30 دقيقة، مما يعزز بكثير كفاءة إنتاج الجهاز.
• تحديد الأخطاء والتشغيل البسيط : تسمح نماذج الإشارة الرقمية بتعديل الصفر والمدى بنقرة واحدة عبر الأوامر. تتميز نماذج الإشارة التناظرية بخطية ممتازة ، حيث تتطلب فقط تحديد الحلقات الأساسية للعمل. هذا يقلل من الحد التقني لموظفي البحث والتطوير.
• استقرار استخدام قوي : تعويض درجة الحرارة وتصميم مكافحة التداخل يحد من تحرك البيانات إلى ≤ ± 0.05٪ FS / سنة. في السيناريوهات المحمولة أو المدمجة ، لا يلزم معايرة متكررة ، مما يقلل من عبء العمل بعد الصيانة.
• اختيار نموذج مرن ومتنوع : مجموعة واسعة من النماذج المتاحة مع نطاقات مختلفة، وأنواع الإشارات، وطرق التثبيت، مما يسمح بالانتقاء المباشر على أساس حجم الجهاز، وجهد إمدادات الطاقة، ومتطلبات الدقة. بعض الشركات المصنعة تدعم تخصيص مجموعات صغيرة لتلبية الاحتياجات الشخصية.
• تحكم معقول في التكاليف : تتراوح تكاليف الشراء بالجملة لكل وحدة من عشرات إلى مئات اليوانات، مما يقلل التكاليف بأكثر من 50٪ مقارنة بحلول الاستشعار الدقيق المخصصة. كما يقلل استهلاك الطاقة من تكاليف الطاقة الإجمالية للجهاز.

4. حالات الاستخدام النموذجية

1) مجال الطب والصحة

• أجهزة مراقبة التسريب : مدمج في مضخات التسريب لمراقبة التغيرات في الوقت الحقيقي في وزن السائل، حساب معدلات التسريب، وتشغيل إنذارات عندما تكون السوائل شبه منتهية (على سبيل المثال، التحكم الدقيق في التسريب في إعدادات وحدة العناية المركزة).
• معدات إعادة التأهيل والتمريض : تستخدم في الميزانات الإعادة التأهيل الذكية أو وحدات استشعار الوزن الاصطناعي (على سبيل المثال ، مراقبة تغيرات الوزن أثناء تدريب إعادة التأهيل للمسنين أو ردود الفعل حول قوة الاصطناعية ، وتعزيز سلامة إ
• معدات الطبية المختبرية : قياس وزن المفاعل أو العينة في الموجات الدقيقة أو المحللات الكيميائية الحيوية (مثل قياس العينات الدقيقة لمفاعلات اختبار COVID-19) لضمان الدقة.

2) الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة القابلة للارتداء الذكية

• الأجهزة القابلة للارتداء الذكية : متكاملة في أساور ذكية أو ساعات لحساب غير مباشر للوزن الجسدي / الدهون أو مراقبة القوة أثناء التمرين (على سبيل المثال ، تحليل وزن هبوط القدم أثناء الجري).
• أجهزة المنزل الذكي : تستخدم في الميزانات المطبخية الذكية أو آلات القهوة لوزن المكونات (على سبيل المثال، قياس دقيق لدمح القهوة للسيطرة على تركيز التحضير) أو صناديق القمامة الذكية لمراقبة الامتلاء (عن طريق الكشف عن السعة
• أدوات وزن محمولة : مثل الميزانات المصغرة أو مقياسات الأمتعة المصممة لتحملها وقياس الوزن في الوقت الحقيقي مع حجم صغير واستهلاك طاقة منخفض.

3) الأتمتة الصناعية والتصنيع الدقيق

• إنتاج المكونات الإلكترونية : مراقبة أوزان الرقائق والمقاومات والمكونات الأخرى على خطوط التجميع SMT لفحص المنتجات المعيبة ؛ قياس وزن الكولويد في تغليف حزم أشباه الموصلات لضمان الجودة.
• معدات الأتمتة الدقيقة : يزود أجهزة التأثير النهائي للروبوتات الصغيرة لتشعر بوزن الأجزاء المقبضة والتحقق من نجاح التقاط (على سبيل المثال ، الكشف عن الوزن أثناء تجميع وحدة الكاميرا المحمولة).
• أجهزة التحكم في السوائل : متضمنة في مضخات القياسات الدقيقة أو حقن الوقود لمراقبة تسليم السوائل عن طريق الوزن (على سبيل المثال، وزن الوقود الدقيق في أنظمة حقن الوقود لضمان كفاءة الاحتراق).

4) مجال البحث العلمي والاختبار

• علوم المواد البحوث : قياس أوزان عينات المواد الدقيقة (مثل المواد النانوية ، الأفلام الرقيقة) أو تغيرات الوزن أثناء تمدد المواد / ضغطها لتوفير بيانات لتحليل الأداء.
• معدات مراقبة البيئة : قياسات أوزان العينات التي تم جمعها في أجهزة مراقبة جودة المياه الصغيرة أو أجهزة أخذ عينات الهواء لحساب تركيزات الملوثات (على سبيل المثال، تحليل وزن الجسيمات الجوية بعد أخذ العينات).

5) مجال الخدمات اللوجستية والتجزئة

• أنظمة التصنيف الدقيقة : يزن الطرود الصغيرة في نهاية خطوط فرز آلية سريعة للتصنيف على أساس الوزن؛ أو يحدد المنتجات من خلال الوزن (مرتبطة بقواعد بيانات الوزن) في أجهزة تسجيل الذات في محلات السوبر ماركت بدون طيار.
• معدات التوزيع بالتجزئة : مثل الميزانات للمجوهرات أو الميزانات المعدنية الثمينة، المستخدمة لوزن الذهب والماس وغيرها من الأشياء الثمينة بدقة. حجمها المدمج يسمح بوضعها على الطاولات دون احتلال مساحة مفرطة.

ملخص

أجهزة الاستشعار الصغيرة، مع قدرتها التنافسية الأساسية على "الحجم الصغير، الدقة العالية، واستهلاك الطاقة المنخفضة"، تخترق القيود المكانية والمدى لمعدات الوزن التقليدية، وتتناسب بدقة مع احتياجات الوزن الخفيف في مجالات إن دمجها المريح، والأداء المستقر، والتحكم المعقول في التكاليف لا يدفع فقط إلى تحديث وظيفي في الأجهزة الصغيرة، بل يوفر أيضًا دعمًا موثوقًا للصناعات لتحقيق "الدقة والتصغير والذكاء" في الوزن. لقد أصبحوا فرعاً لا غنى عنه في تكنولوجيا الاستشعار الحديثة.