مستشعر وزن العارضة المتوازية CZL642F

مقدمة المنتج

شعاع متوازي خلايا الحمل هي عناصر كشف حساسة للقوة تعتمد على مبدأ المقاومة المتغيرة الناتجة عن الانفعال، وتستخدم هيكلًا مرنًا مكوَّنًا من شعاع متوازٍ مزدوج أو شعاع متوازٍ واحد كبنية أساسية. وعند تعرُّضها لقوة خارجية، يؤدي انحناء الشعاع إلى تشويه جهاز قياس الانفعال وإحداث تغيرات في المقاومة الكهربائية، والتي تُحوَّل بدورها إلى إشارات كهربائية قياسية. وتجمع هذه العناصر بين مزايا مثل الدقة العالية تحت الأحمال الخفيفة، والقدرة على مقاومة تأثير الأحمال غير المركزية في المستوى المستوي، والتثبيت السهل، وتُستخدم على نطاق واسع في حالات الوزن ذات المدى الصغير، وقياس القوى المستوية، والقياسات المدمجة. فيما يلي تفاصيل معروضة حسب الأبعاد الأساسية لتلبية احتياجات منتج الاختيار، والتقييم التقني، وإعداد الحلول:

1. ميزات المنتج ووظائفه

الميزات الأساسية

• التصميم الإنشائي: يعتمد هيكل شعاعي متوازي متكامل (سماكة الشعاع 2-15 مم، الطول 20-150 مم)، مع توزيع منتظم للإجهاد يتركز في الجزء الأوسط من الشعاع، ويدعم قوى متعددة الزوايا في المستوى، وقدرة استثنائية على تحمل الأحمال غير المركزية (يمكنه تحمل أحمال غير مركزية في المستوى بنسبة ±20٪ إلى ±30٪ من الحمولة المقدرة)، ولا توجد نقاط عمياء واضحة للإجهاد.

• الأداء الدقيق: تغطي مستويات الدقة C1-C3، مع وصول النماذج الشائعة إلى مستوى C2. خطأ عدم الخطية ≤±0.01%FS، خطأ التكرار ≤±0.005%FS، انجراف الصفر ≤±0.002%FS/℃، وأداء دقة أفضل من أجهزة الاستشعار المماثلة في السيناريوهات ذات المدى الصغير (من 0.1 كجم إلى 500 كجم).

• المواد والحماية: تُستخدم عادةً سبائك الألومنيوم (في التطبيقات الخفيفة الوزن)، أو الفولاذ السبائكي (في التطبيقات الصناعية العامة)، أو الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L (في البيئات المسببة للتآكل) كمواد للمطاطيات، مع علاجات سطحية مثل الأكسدة الكهربائية أو الطلاء بالنيكل أو التمرير؛ ومستويات الحماية تكون عادةً IP65/IP67، ويمكن للنماذج الغذائية الوصول إلى IP68، مما يجعلها مناسبة لمختلف البيئات المعقدة.

• توافق التركيب: تُوفَّر فتحات تثبيت قياسية (فتحات مُسننة أو فتحات عادية) في القاع، وتدعم التثبيت بالبراغي أو باستخدام مادة لاصقة. يمكن تركيب بعض النماذج الصغيرة بطريقة مدمجة، مما يجعلها مناسبة للمساحات الضيقة الخاصة بأجهزة القياس المكتبية والمعدات الآلية، ويمكن لوحدة واحدة تلبية متطلبات الوزن المستوية.

الوظائف الأساسية

• قياس القوى الصغيرة: تركز على الوزن الثابت/شبه الديناميكي للأحمال الخفيفة (زمن الاستجابة ≤4 مللي ثانية)، وتمتد نطاقاتها لتغطية 0.1 كجم - 500 كجم، وتتركز التطبيقات الشائعة في النطاق من 1 كجم إلى 200 كجم. ويمكن للنماذج الصغيرة تحقيق قياسات بنطاقات فائقة الصغر تصل إلى 0.01 كجم.

• أنواع متعددة لإخراج الإشارة: توفر إشارات تناظرية (4-20 مللي أمبير، 0-3 فولت، 0-5 فولت) وإشارات رقمية (RS485/Modbus RTU، I2C). وتحتوي النماذج الذكية الصغيرة على وحدات تنظيم إشارة مدمجة، ويمكن توصيلها مباشرة بدوائر الميكروكونترولر ووحدات الإنترنت للأشياء (IoT).

• وظيفة حماية السلامة: يتكامل مع تعويض مدى حراري واسع (-10℃~70℃)، ويحتوي على حماية من التحميل الزائد (150%-200% من الحمولة المقدرة، عادةً 150% للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم)، وبعض النماذج تحتوي على هياكل واقية من الصدمات.

• الاستقرار على المدى الطويل: عمر التعب ≥10⁷ دورة تحميل، مع انحراف سنوي ≤±0.01% من المدى الكامل تحت الحمولة المقدرة، وهو مناسب لسيناريوهات التشغيل المستمر طويلة الأمد مثل السوبرماركت والمختبرات.

2. المشاكل الأساسية التي تم حلها

• دقة غير كافية في حالات الأحمال الخفيفة: استهداف مشكلة الخطأ الكبير في أجهزة الاستشعار التقليدية في السيناريوهات ذات المدى الصغير أقل من 10 كجم، ومن خلال تصميم مُحسَّن لإجهاد العارضة، تم التحكم في خطأ القياس ضمن ±0.005% من المدى الكامل، مما يحل مشكلات الوزن الغذائي وحساب الأدوية والمتطلبات عالية الدقة الأخرى.

• قياس غير دقيق للحمل المركزي على السطح المستوي: يمكن للتوزيع الموحّد للاجهاد في هيكل العارضة المتوازية أن يعوّض بشكل فعّال تأثير الحمل غير المتمركز الناتج عن انحراف الجسم المراد وزنه، وبالتالي يحل مشكلة الدقة الناتجة عن مواقع وضع المواد غير الثابتة في أجهزة الوزن المكتبية ومعدات الفرز.

• صعوبات في تركيب المعدات المدمجة: يحل الهيكل المدمج وطريقة التركيب المرنة متطلبات التركيب المضمنة للمعدات الأوتوماتيكية والأجهزة الذكية المنزلية، دون الحاجة إلى تعديل الهيكل الرئيسي للمعدات، مما يقلل من تكاليف الدمج.

• ضعف التكيف مع بيئات متعددة: من خلال ترقيات في المواد ومستوى الحماية، يتم حل مشكلات تلف المستشعرات وانحراف الإشارات في سيناريوهات مثل الرطوبة (مثل الوزن في تربية الأحياء المائية)، والتآكل (مثل وزن الكواشف الكيميائية)، والغبار (مثل معالجة الدقيق).

• الضغط على التكلفة في المعدات الصغيرة: يمكن لمستشعر واحد تلبية متطلبات الوزن المستوي، مما يلغي الحاجة إلى تركيبات متعددة. وفي الوقت نفسه، تقلل مواد سبائك الألومنيوم من وزن المنتج والتكلفة، ما يحل مشكلة التحكم في التكلفة للأجهزة الصغيرة والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

3. تجربة المستخدم

• تركيب مبسط للغاية: فتحات تثبيت قياسية وأسطح مرجعية للتحديد، ولا حاجة إلى أدوات معايرة احترافية، ويمكن إتمام التركيب باستخدام مفك براغي عادي، مع متطلبات منخفضة للمسطحية (≤0.1 مم/م)، ويمكن لشخص واحد إتمام عملية الضبط في غضون 10 دقائق.

• عتبة تشغيل منخفضة: يدعم الصفر بنقرة واحدة ومعايرة النقطة الواحدة لأجهزة قياس الوزن (ويتطلب فقط وزنًا قياسيًا بنسبة 100% من الحمولة المقدرة)، ويمكن معايرة النماذج الرقمية بسرعة من خلال برنامج حاسوبي، ويمكن للمستخدمين غير المتخصصين تشغيلها بسهولة.

• تكلفة صيانة منخفضة للغاية: يقلل الهيكل المغلق بالكامل من دخول الغبار والرطوبة، ومعدل الفشل السنوي المتوسط ≤0.2٪؛ ونموذج سبائك الألومنيوم خفيف الوزن (الحد الأدنى 5 جم فقط)، ويسهل استبداله ولا يتطلب تفكيك هياكل كبيرة أثناء الصيانة.

• تغذية راجعة دقيقة للبيانات: تقلب بيانات القياس الثابتة ≤±0.003٪ من المدى الكامل، ولا يوجد تأخر في السيناريوهات شبه الديناميكية؛ تأتي النماذج الرقمية بوظيفة تعويض الانحراف الصفري، ولا تحتاج إلى معايرة متكررة، وتتميز باستقرار قوي للبيانات.

• قابلية تكامل جيدة: النموذج المصغر صغير الحجم (الحد الأدنى للحجم 20 مم × 10 مم × 5 مم)، ويمكن دمجه داخل الأجهزة الذكية دون التأثير على تصميم مظهر الجهاز؛ كما أن إخراج الإشارة متوافق مع وحدات التحكم الصغيرة الشائعة، ويُستخدم بنظام التوصيل والتشغيل.

4. حالات الاستخدام النموذجية

1) أجهزة وزن المعدات الخفيفة المدنية والتجارية

• موازين تسعير السوبرماركت/موازين منصات إلكترونية: وحدة الاستشعار الأساسية لموازين التسعير من 3-30 كجم، والتصميم الخفيف لمادة سبائك الألومنيوم، وخصائص مقاومة الأحمال غير المركزية تضمن دقة وزن متسقة عند مواقع وضع مختلفة، مع خطأ ≤±1 جم.

• الموازين الإلكترونية للشحن السريع: معدات وزن تتراوح سعتها بين 1-50 كجم، مصنوعة من مادة الفولاذ المقاوم للصدأ التي تمنع التلوث وتسهل التنظيف، ومستوى الحماية IP67 يجعلها مناسبة للبيئات الرطبة والمغبرة في منافذ توصيل الشحنات السريعة، وتدعم الوزن المستمر السريع

• موازين المطبخ/موازين الخبز: موازين مطبخ دقيقة تتراوح من 0.01-5 كجم، تستخدم مستشعرات شعاعية متوازية دقيقة تحقق دقة على مستوى الملليغرام، ومخرج إشارة رقمي متوافق مع شاشات العرض عالية الوضوح، لتلبية متطلبات قياس المكونات بدقة.

2) معدات الأتمتة الصناعية

• معدات الفرز الآلي: فرز الوزن في صناعات الأغذية والأدوات، يتم تركيبها أسفل سيور النقل الخاصة بالفرز، وتقوم بكشف وزن المنتج في الوقت الفعلي والربط مع آلية الفرز، وبدقة فرز تصل إلى ±0.1 غرام.

• كشف المواد في خطوط التmontage: كشف نقص المواد في خطوط تmontage المكونات الإلكترونية، ويحدد ما إذا كانت المواد مفقودة من خلال الوزن (مثل تmontage بطارية الهاتف المحمول)، مع زمن استجابة ≤4 مللي ثانية وهو مناسب للأنابيب عالية السرعة.

• التحكم الكمي في آلات التعبئة: وزن كميات محددة لآلات تعبئة الجسيمات/المساحيق الصغيرة، حيث تضمن النماذج بدقة C2 أن خطأ الوزن لكل كيس ≤ ±0.2%، بما يتوافق مع المعايير القياسية.

3) صناعات الأغذية والأدوية

• وزن مكونات الأدوية: وزن المواد الخام ذات الجرعات الصغيرة (0.1 - 10 كجم) في الصناعة الدوائية، مع استخدام مادة الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وشهادة GMP، وسطح مصقول خالي من الزوايا الميتة ليسهل التعقيم والتطهير، وبدقة ≤ ±0.01% من المدى الكامل.

• وزن المنتجات المائية/اللحوم: معدات التقطيع والوزن في المسالخ وأسواق المنتجات المائية، بتصميم مقاوم للماء والتآكل (IP68)، يمكن غسلها مباشرة، مناسبة للبيئات الرطبة والغنية بالماء.

4) المعدات العلمية والأبحاث التجريبية

• الوزن في التجارب البيولوجية: وزن الكواشف والعينات في المختبرات، حيث يمكن للنماذج ذات المدى الصغير جدًا (0.01 - 1 كجم) تلبية متطلبات الدقة العالية في زراعة الكائنات الدقيقة وتقدير نسب الكواشف الكيميائية.

• قياس القوة في المعدات الطبية: قياس القوة/الوزن في معدات إعادة التتأهيل (مثل مقاييس قوة القبضة) والمكائن الطبية (مكائن وزن الرضع)، بتصميم خفيف من سبائك الألومنيوم لتحسين قابلية حمل المعدات، ودقة تصل إلى ±0.005% من المقياس الكامل.

5) الإلكترونيات الاستهلاكية الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء

• الأجهزة المنزلية الذكية: اكتشاف وزن الغسيل في غسالات الملابس ووزن حاويات حبوب القهوة في ماكينات القهوة، مع أجهزة استشعار مدمجة صغيرة تمكّن التحكم الذكي بالمعدات وتعزز تجربة المستخدم.

• محطات إنترنت الأشياء: مراقبة وزن الرفوف الذكية وسلال القمامة الذكية، مع نماذج رقمية منخفضة الطاقة تدعم الإرسال اللاسلكي NB-IoT، مناسبة لسيناريوهات إدارة إنترنت الأشياء عن بعد.

5. تعليمات الاستخدام (دليل عملي)

1) عملية التركيب

• الاستعداد: نظّف سطح التركيب (أزل البقع الزيتية والتفل، وقم بإزالة الحواف الخشنة)، تحقق من مظهر المستشعر (لا تشوه في هيكل الشعاع ولا تلف في الكابل)، اختر البراغي المناسبة للتركيب وفقًا للمدى (تجنب استخدام براغي عالية القوة للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم).

• التموضع والتثبيت: قم بتركيب المستشعر أفقيًا على السطح الداعم، وتأكد من أن الحمل يؤثر عموديًا فوق هيكل الشعاع (تجنب الصدمات الجانبية)؛ استخدم مفتاح عزم لربط البراغي (5 - 10 نيوتن.م للنماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم، و10 - 20 نيوتن.م للنماذج المصنوعة من سبائك الفولاذ)، وتجنب الإفراط في الشد حتى لا يتضرر هيكل الشعاع.

• مواصفات التوصل: بالنسبة للإشارات التناظرية، اتبع التعليمات "الأحمر - طاقة مثبتة، الأسود - طاقة سالبة، الأخضر - إشارة مثبتة، الأبيض - إشارة سالبة"، وبالنسبة للإشارات الرقمية، قم بالوصل وفقًا لتعريف الدبوس؛ وتجنب سحب الكابل عند التوصل للنماذج الصغيرة، ويُوصى بترك هامش طول إضافي قدره 5 سم.

• معالجة الحماية: في البيئات الرطبة، قم بعزل وصلات الكابلات باستخدام شريط مقاوم للماء، وفي صناعة الأغذية، نظف سطح المستشعر في الوقت المناسب بعد الاستخدام لتجنب التآكل الناتج عن المواد المتبقية.

2) المعايرة والتشغيل

• معايرة الصفر: شغّل الطاقة وسخّن الجهاز لمدة 10 دقائق، ثم نفّذ أمر "معايرة الصفر"، وتأكد من أن خرج الصفر ضمن ±0.001%FS، وإذا كان الانحراف كبيرًا جدًا، فتحقق من أن السطح المثبت عليه مستوٍ.

• معايرة الحمل: ضع وزنًا قياسيًا يعادل 100٪ من الحمولة المقدرة (استخدم أوزانًا قياسية في الحالات ذات المدى الصغير)، وسجّل قيمة إشارة الخرج، ثم صحّح الخطأ من خلال العداد أو البرنامج، وتأكد من أن الخطأ ≤ القيمة المسموح بها للمستوى الدقة المقابل (المستوى C2 ≤ ±0.01%FS).

• اختبار الحمل غير المتمركز: ضع نفس الوزن في مواضع مختلفة على سطح الاستشعار الحامل للحمل، وراقب اتساق القراءات، حيث يجب أن لا يتجاوز الانحراف ±0.02% من المدى الكامل (FS)، وإلا يجب تعديل مستوى التركيب.

3) الصيانة اليومية

• الفحص المنتظم: نظّف سطح المستشعر أسبوعيًا، وافحص الأسلاك بخصوص أي ترخٍ شهريًا؛ قم بمعايرة ميزان السوبرماركت كل ثلاثة أشهر، ومعايرة معدات المختبر شهريًا.

• معالجة الأعطال: عند حدوث انحراف في البيانات، تحقق أولاً من جهد مصدر التغذية (يجب أن يكون مستقرًا بين 5-24 فولت تيار مستمر، وعادةً ما يكون 5 فولت للنماذج المصغرة)؛ وتحقق من وجود حمل زائد عند ظهور قراءة غير طبيعية (حيث قد تتعرض النماذج المصنوعة من سبائك الألومنيوم لتشوه دائم بسبب الحمل الزائد)، واستبدل المستشعر عند الضرورة.

6. طريقة الاختيار (مطابقة دقيقة للمتطلبات)

1) تحديد المعلمة الأساسية

• اختيار النطاق: اختر وفقًا لنسبة 1.2-1 من أقصى وزن فعلي (مثل أقصى وزن 10 كجم، يمكن اختيار مستشعر بسعة 12-14 كجم)، تجنبًا لانخفاض الدقة الناتج عن استخدام نطاق كبير جدًا في حالات الأحمال الخفيفة.

• مستوى الدقة: يُستخدم النوع C1 في المختبرات/التطبيقات الطبية (الخطأ ≤ ± 0.005% من القيمة القصوى)، ويُستخدم النوع C2 في القياسات الصناعية (الخطأ ≤ ± 0.01% من القيمة القصوى)، ويُستخدم النوع C3 في أدوات الوزن المدنية (الخطأ ≤ ± 0.02% من القيمة القصوى).

• نوع الإشارة: تستخدم أدوات الوزن المدنية الإشارة التناظرية (0-5 فولت)، بينما تستخدم الأجهزة الذكية الإشارة الرقمية (I2C/RS485)، وتستخدم سيناريوهات الإنترنت للأشياء (IoT) نماذج مزودة بوحدات لاسلكية.

2) اختيار القدرة على التكيف مع البيئة

• درجة الحرارة: للظروف العادية (-10 ℃ ~ 60 ℃)، اختر الطراز العادي؛ وللظروف منخفضة الحرارة مثل التبريد (-20 ℃ ~ 0 ℃)، اختر الطراز المقاوم للبرودة؛ أما في الظروف عالية الحرارة (60 ℃ ~ 80 ℃)، فاختر الطراز ذا التعويض الحراري العالي.

• الوسط: للبيئات الجافة، اختر سبائك الألومنيوم؛ للصناعات الرطبة/الغذائية، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 304؛ للبيئات الكيميائية المسببة للتآكل، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.

• مستوى الحماية: للبيئات الداخلية الجافة، ≥ IP65؛ للبيئات الرطبة/المعرضة للغسيل، ≥ IP67؛ للبيئات تحت الماء أو شديدة التآكل، ≥ IP68.

3) التركيب والتوافق مع النظام

• طريقة التركيب: للموازين المكتبية، اختر التثبيت بالبراغي؛ للأجهزة الذكية، اختر التركيب المدمج؛ للحالات محدودة المساحة، أولِّ أولوية للنماذج الصغيرة بطول ≤ 30 مم.

• التوافقية: تأكد من أن جهد مصدر الطاقة ونوع إشارة المستشعر متوافقان مع وحدة التحكم. بالنسبة للنماذج الصغيرة، تحقق من تعريف الدبابيس لتجنب أخطاء التوصيل وحرق الوحدة.

4) تأكيد المتطلبات الإضافية

• متطلبات الشهادة: يُطلب شهادة FDA/GMP لصناعة الأغذية والأدوية، وتشترط شهادة CMC لسيناريوهات القياس، وتشترط شهادة OIML للمنتجات المصدرة.

• وظائف خاصة: لفرز عالي السرعة، اختر نموذجًا بزمن استجابة ≤ 3 مللي ثانية؛ ولسيناريوهات استهلاك الطاقة المنخفضة، اختر نموذج إنترنت الأشياء بتيار سكون ≤ 10 مايكرو أمبير؛ وللسيناريوهات الصحية، اختر نموذجًا متكاملًا بدون خيوط أو زوايا ميتة.

ملخص

يتميز مستشعر الوزن ذو الشعاع الموازي بمزايا أساسية رئيسية تتمثل في "دقة عالية في الأحمال الخفيفة، مقاومة جيدة للحمل غير المتمركز، وسهولة في الدمج". والحل الأساسي يكمن في معالجة مشكلات مثل القياس الدقيق في النطاقات الصغيرة، وانحراف المواد عن المركز، والتثبيت المدمج للمعدات. ويركز تجربة المستخدم على التشغيل البسيط، وصيانة خالية من القلق، وتكلفة قابلة للتحكم. عند الاختيار، يجب إعطاء الأولوية لأربع متطلبات أساسية وهي المدى، والدقة، ومساحة التثبيت، والبيئة، ثم دمجها مع قرارات التوافق مع النظام والوظائف الإضافية. أثناء الاستخدام، يجب تجنب تجاوز السعة والتأثيرات الجانبية، واتباع مواصفات المعايرة الدورية بدقة لضمان تشغيل مستقر على المدى الطويل. وهو مناسب لأجهزة قياس الوزن ذات الحمولة الخفيفة، والمعدات الأوتوماتيكية، والصناعات الغذائية والدوائية وغيرها من المجالات، ويُعد الحل الاستشعاري الأمثل لحالات القياس الصغيرة والمسطحة.

عرض التفاصيل

المواصفات