Hliníkový mikrosenzor CZL611N

Úvod do produktu

Micro váhové buňky jsou miniaturizované komponenty pro měření hmotnosti vyvinuté na základě tenzometrického efektu. Jejich jádro převádí signály hmotnosti na měřitelné elektrické signály prostřednictvím mikrosenzitivních struktur (např. elastomerů tenzometrického typu). Jejich objem je obvykle omezen do rozmezí od několika kubických centimetrů po desítky kubických centimetrů, s rozsahy měření pokrývajícími hodnoty od gramů po kilogramy, čímž kombinují dvojí výhodu „malé velikosti“ a „vysoké přesnosti“. Jako klíčová součást pro vážení v podmínkách malé zátěže a omezeného prostoru jsou široce využívány v oborech jako lékařské přístroje, spotřební elektronika, inteligentní zařízení a vědeckotechnické testování a představují klíčový základ pro realizaci snímání hmotnosti v mikrozařízeních.

1. Základní vlastnosti a funkce

1) Charakteristické rysy miniaturizace

• Ultra-kompaktní rozměry a nízká hmotnost: Běžná velikost se pohybuje od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, některé vestavěné modely lze zmenšit až na milimetrovou úroveň s hmotností pouhých 0,1 g až 5 g, což umožňuje snadné zabudování do omezených prostor, jako jsou chytré hodinky a mikročerpadla, aniž by to ovlivnilo celkový konstrukční návrh zařízení.

• Kompaktní konstrukční návrh: Většina modelů využívá integrované balení, které spojuje citlivé prvky a obvody pro úpravu signálu do mikro pouzdra. Některé modely podporují lehké formy montáže, jako je povrchová montáž nebo provedení s vývody, vhodné pro přímé pájení nebo snap-fit uchycení na desky plošných spojů.

2) Výhody vlastností vážení

• Přesné měření v širokém rozsahu: Měřicí rozsah zahrnuje 0,1 g až 50 kg, s klíčovou měřicí přesností ±0,01 % FS až ±0,1 % FS a rozlišením až 0,001 g, což umožňuje vážení vzorků na úrovni mikrogramů v laboratořích i sledování hmotnosti na úrovni gramů v spotřební elektronice.

• Rychlá dynamická odezva: Doba odezvy je ≤10 ms, což umožňuje reálné zachycení okamžitých změn hmotnosti, například rychlé vážení při nízkém zatížení na automatických třídících linkách nebo sledování hmotnosti kapání u lékařských infuzí, a tak předchází měřicím odchylkám způsobeným zpožděním signálu.

• Stabilní odolnost proti rušení: Vestavěný modul kompenzace teploty (přizpůsoben provoznímu prostředí od -10 °C do 60 °C) eliminuje vliv kolísání okolní teploty; využití diferenciálního výstupu signálu nebo konstrukce s elektromagnetickým stíněním odolává elektromagnetickému rušení ze strany interních obvodů zařízení a zajišťuje stabilitu dat.

3) Funkce integrace a přizpůsobení

• Přizpůsobení více signálům: Podporuje výstup analogových signálů (0–5 V, 4–20 mA) a digitálních signálů (I2C, SPI, UART) a lze jej přímo připojit k mikrořadičům (MCU), jednočipovým mikropočítačům a malým PLC bez nutnosti dalších modulů zesílení signálu.

• Kompatibilita materiálu a média: Citlivé prvky nejčastěji využívají nerezovou ocel 316L, titanovou slitinu nebo inženýrské plasty a skříň je upravena protikorozní úpravou, vhodná pro různá vážená média jako jsou lékařské tělesné tekutiny, potravinářské suroviny a elektronické součástky, čímž se zabrání kontaminaci nebo koroznímu poškození.

• Vlastnosti nízké spotřeby energie: Spotřeba proudu v klidovém režimu je ≤10 mA a v režimu spánku může klesnout až na 10 μA, což je vhodné pro přístroje napájené bateriemi (např. ruční váhy nebo chytré nositelné zařízení) a prodlužuje životnost baterie.

2. Řešení klíčových problémů průmyslu

V situacích s malým zatížením a miniaturizovaném vážení mají tradiční snímače síly (např. senzory vahových plošin nebo průmyslové vážicí moduly) problémy jako „nadměrný objem, vysoká spotřeba proudu, nedostatečná přesnost a obtížná integrace“. Mikrosnímače síly specificky řeší následující hlavní problémy:

• Překážky integrace v mikropřístrojích: Vyřeší problém, kdy tradiční senzory nelze integrovat do malých zařízení, jako je funkce monitorování tělesné hmotnosti chytrých náramků nebo kontrola hmotnosti kapalného léku u mikro čerpadel pro lékařské účely, a tím dosáhne dvojí požadavky „vážení + miniaturizace“ zařízení díky malým rozměrům.

• Obtíže s přesným měřením při malém zatížení: Vyřeší problém nedostatečné přesnosti tradičních senzorů při vážení v gramovém a miligramovém rozsahu, jako je vážení mikroskopických vzorků v laboratořích nebo detekce hmotnosti pinů elektronických součástek, a poskytuje tak spolehlivá data pro přesnou výrobu a vědecký výzkum.

• Problémy s spotřebou energie v přenosných zařízeních: Vyřeší problém krátké výdrže baterie způsobený vysokou spotřebou tradičních senzorů, například u ručních válek pro expresní zásilky nebo u přenosných zařízení pro vážení vzorků venku, a díky nízké spotřebě prodlužuje dobu provozu na jedno nabití.

• Omezení v komplexních instalačních prostorech: Vyřešte požadavky na vážení v úzkých a speciálně tvarovaných prostorech, například vážení vnitřních komponent automatizovaného zařízení a monitorování hmotnosti tekutin v potrubích, a překonávejte prostorová omezení díky povrchové montáži a vestavěné instalaci.

• Problematika kompatibility signálů v různých scénářích: Vyřešte problém nekompatibility signálů tradičních senzorů s mikrořadiči. Modely s výstupem digitálního signálu lze přímo připojit k jednočipovým mikropočítačům a MCU, čímž se snižuje složitost návrhu obvodů malých zařízení a snižují se náklady na vývoj.

3. Výhody pro uživatele

• Vysoká integrační pohodlnost: Standardizované rozložení pinů spolu s rozměry pouzdra umožňuje přímé pájení nebo snap-in upevnění na desky plošných spojů bez nutnosti složitých mechanických konstrukcí. Čas integrace lze zkrátit na méně než 30 minut, což výrazně zvyšuje efektivitu výroby zařízení.

• Jednoduchá obsluha ladění: Digitální signálový model podporuje jednoklikovou kalibraci nuly a rozsahu prostřednictvím příkazů, zatímco analogový signálový model vykazuje vynikající linearitu, díky čemuž může být použit po jednoduchém ladění obvodu, čímž se snižuje technický práh pro vývojové pracovníky.

• Silná stabilita při používání: Teplotní kompenzace a návrh odolný proti rušení zajišťují, že posun dat je ≤ ± 0,05 % FS/rok, čímž odpadá potřeba časté kalibrace v přenosných a vestavěných aplikacích a snižuje se pracnost následné údržby.

• Flexibilní a rozmanitý výběr: K dispozici je široká škála modelů s různými rozsahy, typy signálů a způsoby montáže, které lze přímo vybrat podle rozměrů zařízení, napájecího napětí a požadavků na přesnost. Někteří výrobci nabízejí výrobu malých sérií na míru, aby splnili individuální potřeby.

• Rozumná kontrola nákladů: Při nákupu velkého množství lze cenu jednotlivé jednotky kontrolovat od desítek po stovky jüanů, což je více než o 50 % nižší ve srovnání s náklady na přizpůsobená mikročidla. Zároveň nízká spotřeba energie snižuje celkové náklady na spotřebu energie zařízením.

4. Typické případy použití:

1) Lékařský a zdravotnický obor

• Infuzní monitorovací zařízení: vestavěná do infuzní pumpy, sledování změn hmotnosti léčivého roztoku v reálném čase, výpočet rychlosti infuze a spuštění poplachu, když je léčivý roztok téměř vyčerpán, čímž se eliminuje riziko prázdných lahví, např. přesná kontrola infuze v

• Rehabilitační a ošetřovatelská zařízení: používaná u inteligentních rehabilitačních vah, modulů pro snímání hmotnosti protéz, např. sledování změn hmotnosti během rehabilitačního tréninku u starších osob nebo zpětná vazba o hmotnosti protézy ke zlepšení bezpečnosti rehabilitace.

• Laboratorní lékařské přístroje: používané v mikropipetách a biochemických analyzátorech pro měření hmotnosti činidel nebo vzorků, aby se zajistila přesnost dávkování vzorků, např. mikrodávkování a vážení činidel pro detekci COVID-19.

2) Spotřební elektronika a chytré nositelné zařízení

Chytré nositelné zařízení: integrované do chytrých náramků a chytrých hodinek pro nepřímé měření hmotnosti a tělesného tuku nebo sledování hmotnosti působící silou během cvičení, např. analýza hmotnosti nohou při dopadu během běhu.

Chytrá domácí zařízení: používaná pro vážení surovin v chytrých kuchyňských vahách a kávovarech, např. přesné vážení kávové mouky pro řízení koncentrace vaření; nebo monitorování přeplnění chytrých košů (hodnocení objemu odpadu podle hmotnosti).

Přenosné vážicí nástroje: např. miniaturní expresní váhy a váhy na zavazadla, navržené s malou velikostí a nízkou spotřebou energie, vhodné pro snadné přenášení uživatelem a okamžité měření hmotnosti předmětů.

3) Průmyslová automatizace a mikrovýroba.

Výroba elektronických součástek: na SMT linkách pro montáž čipů sledování hmotnosti součástek, jako jsou čipy a odpory, za účelem filtrování nekvalitních výrobků; nebo při polovodičovém zapouzdřování měření hmotnosti zalévací hmoty za účelem zajištění kvality zapouzdření.

Zařízení pro mikro-automatizaci: použití jako koncový efektor mikro-skládacích robotů, snímání hmotnosti uchycených dílů a posuzování, zda bylo uchycení úspěšné, např. vážení při montáži modulů fotoaparátů v mobilních telefonech.

Zařízení pro řízení toku kapalin: vestavěno do mikrodávkových čerpadel a vstřikovačů, sledování objemu dodávané kapaliny prostřednictvím hmotnosti, např. mikro-dávkování paliva ve vstřikovacích systémech, za účelem zajištění spalovací účinnosti.

4) Výzkumné a zkušební pole

• Výzkum materiálů: měření hmotnosti malých vzorků materiálů (např. nanomateriály, tenké vrstvy) nebo změn hmotnosti materiálů během procesů tahové a tlakové zkoušky, poskytování dat pro analýzu vlastností.

• Zařízení pro monitorování životního prostředí: Měření hmotnosti odebraných vzorků v miniaturizovaných zařízeních pro kontrolu kvality vody a odběr vzorků vzduchu, výpočet koncentrace znečišťujících látek, například analýza hmotnosti po odběru atmosférických částic.

5) Obor logistiky a maloobchodu

• Mikrořadicí systém: Na konci automatické řazení zásilek zvážit malé balíčky a provést klasifikaci podle hmotnosti; nebo na samoobslužných pokladnách v bezobslužných supermarketech identifikovat zboží vážením (s využitím databáze hmotností).

• Maloobchodní vážicí zařízení: například šperkové váhy, váhy pro drahé kovy, určené pro přesné vážení cenných předmětů, jako je zlato a diamanty, malé rozměry umožňují umístění na pult bez nadměrného zabírání prostoru.

Shrnutí

Mikrosenzor pro vážení má klíčovou konkurenční výhodu „malá velikost, vysoká přesnost a nízká spotřeba energie“, čímž překonává omezení tradičních vážicích zařízení ve smyslu prostoru a rozsahu a přesně vyhovuje potřebám lehkého zatížení při vážení v oblastech medicíny, spotřební elektroniky, mikrovýroby a dalších. Jeho pohodlná integrační metoda, stabilní výkon a rozumná kontrola nákladů nejen podporují funkční modernizaci mikrozařízení, ale také poskytují spolehlivou podporu různým odvětvím při dosahování „přesnosti, miniaturizace a inteligence“ při vážení, čímž se stává nepostradatelnou a důležitou součástí moderní senzorové technologie.

Detailní zobrazení

Parametry