Hliníkový mikrosenzor CZL672

Mikro-vážecí senzory jsou miniaturní komponenty pro měření hmotnosti vyvinuté na základě efektu napětí. Jejich hlavní mechanismus zahrnuje přeměnu signálů hmotnosti na měřitelné elektrické signály prostřednictvím mikrocitlivých struktur (např. elastických těles měřidla napětí). Obvykle se pohybují v objemu od několika kubických centimetrů do desítek kubických centimetrů a pokrývají rozsah měření od gramů do kilogramů, které kombinují dvojí výhody "malé velikosti" a "vysoké přesnosti". Jako základní komponenty pro lehké a úzké váhání jsou široce používány v lékařských zařízeních, spotřební elektronce, inteligentních zařízeních, vědeckých výzkumných testech a dalších oblastech a slouží jako klíčový základ pro snížení hmotnosti v mikrozařízeních.

1. Základní vlastnosti a funkce

1) Hlavní charakteristika miniaturace

• Ultra malý objem a lehká hmotnost : Standardní rozměry se pohybují od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm. Některé přizpůsobené modely mohou být sníženy na milimetrovou skalou s hmotností až 0,1 g5 g. Lze je snadno vložit do úzkých prostor, jako jsou chytré hodinky nebo mikropumpy, aniž by to ovlivnilo celkový konstrukční design zařízení.
• Kompaktní konstrukční návrh většina z nich používá integrované obaly, které integrují citlivé komponenty a obvody pro kondicionování signálu do mikrošálky. Některé modely podporují lehké montážní formy, jako je povrchová montáž nebo olovnatý typ, kompatibilní s přímým pájením PCB nebo upevněním pomocí snap-fit.

2) Výhody vlastností vážení

• Široký rozsah přesných měření : V rozmezí od 0,1 g do 50 kg s přesností měření jádra ± 0,01% FS± 0,1% FS a rozlišením do 0,001 g. Vyhovují požadavkům na vážení vzorků na úrovni mikrogramů v laboratořích a sledování hmotnosti na úrovni gramů v spotřební elektronce.
• Rychlá dynamická reakce : Odpověď ≤ 10 ms, která umožňuje zaznamenávat okamžité změny hmotnosti v reálném čase (např. rychlé lehké vážení na automatizovaných třídících linkách nebo sledování hmotnosti v lékařských infuzích), čímž se vyhýbají chybám měření způsobeným zpožděním signálu.
• Stabilní schopnost proti rušení : vybaven vestavěnými teplotními kompenzačními moduly (použitelnými v prostředí -10°C60°C) pro kompenzaci teplotních výkyvů; používá výstupní diferenciální signál nebo elektromagnetickou ochranu proti elektromagnetickým rušením z vnitřních obvodů, což zajišťuje stabil

3) Funkce integrace a přizpůsobení

• Kompatibilita s vícesignály : Podporuje analogové signály (0-5V, 4-20mA) a digitální signály (I2C, SPI, UART), které lze přímo připojit k mikrokontrolorům (MCU), mikrokomputérům s jedním čipem nebo malým PLC bez dalších amplifikačních modulů signá
• Materiál a střední kompatibilita : Citlivé součásti jsou obvykle vyrobeny z nerezové oceli 316L, slitiny titanu nebo technických plastů s korozní odolnou vnější obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou obalovou Přizpůsobují se různým hmotnostním médiím (např. lékařské tekutiny, potravinové složky, elektronické komponenty), aby se zabránilo kontaminaci nebo poškození korozí.
• Nízká spotřeba energie : statický výkon ≤ 10 mA, s režimem spánku až 10 μA, vhodný pro přenosná zařízení poháněná bateriemi (např. ruční vážky, chytré nositelné zařízení) pro prodloužení životnosti baterie.

2. Základní průmyslové problémy, na které se zaměřujeme

V lehkých a miniaturizovaných scénářích vážení trvale používané snímače (např. snímače platformové stupnice, průmyslové moduly) trpí "přehnanou velikostí, vysokou spotřebou energie, nedostatečnou přesností a obtížnou integrací". Mikro-vážecí senzory zvláště řeší následující základní problémy:

• Bariéry integrace v mikrozařízeních řeší problém tradičních senzorů, které jsou příliš velké na to, aby mohly být zabudovány do malých zařízení (např. monitorování hmotnosti v inteligentních náramcích nebo kontrola hmotnosti tekutin v mikro-medických čerpadlech), což umožňuje dvojí požadavky na "funkci vážení + miniaturizaci".
• Vysokorychná měření lehkých zatížení : řeší nedostatečnou přesnost tradičních senzorů při vážení na gramové/miligramové úrovni (např. vážení mikrovýbky v laboratořích nebo detekce hmotnosti elektronických komponent), čímž poskytuje spolehlivé údaje pro přesnou výrobu a výzkum.
• Spotřeba energie v přenosných zařízeních : Sníží krátkou životnost baterie způsobenou vysokou spotřebou energie tradičních senzorů (např. ruční rychlé vážky nebo zařízení pro sběr vzorků venku), přičemž nízká spotřeba energie prodlužuje dobu používání.
• Komplexní omezení prostoru pro instalaci : Splňuje potřeby vážení v úzkých nebo speciálně strukturovaných prostorách (např. vážení vnitřních komponent v automatizovaném zařízení nebo sledování hmotnosti tekutin v potrubích) prostřednictvím povrchové montáže nebo zabudované instalace.
• Kompatibilita signálu pro více scénářů řeší nesoulad mezi tradičními senzorovými signály a mikrokontrolními jednotkami. Modely digitálního signálu se připojují přímo k mikročipovým počítačům nebo MCU, což zjednodušuje návrh obvodů pro malé zařízení a snižuje náklady na výzkum a vývoj.

3. Výhody pro uživatele

• Vysoká pohodlnost integrace : Standardizované rozložení kol a velikost balení podporují přímé pájení PCB nebo upevňování pomocí snap-fit, které nevyžadují žádné složité mechanické struktury. Čas integrace může být zkrácen na 30 minut, což výrazně zvyšuje efektivitu výroby zařízení.
• Jednoduché odstraňování chyb a operace : Digitální modely signálu umožňují kalibraci nulové a rozpětí pomocí příkazů jedním kliknutím; analogové modely signálu mají vynikající linearitu, která vyžaduje pouze základní odstraňování chyb v obvodu. To snižuje technickou hranici pro pracovníky pro výzkum a vývoj.
• Silná používání stabilita : Kompenzace teploty a konstrukce proti rušení omezují odchylky údajů na ≤ ± 0,05% FS/rok. V přenosných nebo vestavěných scénářích není nutná častá kalibrace, což snižuje pracovní zátěž po údržbě.
• Flexibilní a rozmanitý výběr modelů : K dispozici je široký sortiment modelů s různými rozsahem, typy signálů a metodami instalace, které umožňují přímý výběr na základě velikosti zařízení, napětí napájení a požadavků na přesnost. Někteří výrobci podporují přizpůsobení malých šarží, aby splnily individuální potřeby.
• Účelná kontrola nákladů : Náklady na nákup nahromaděné jednotky se pohybují od desítek do stovek juanů, což v porovnání s řešeními na míru snižuje náklady o více než 50%. Nízká spotřeba energie snižuje také celkové náklady na energii zařízení.

4. Typické aplikační scénáře

1) Lékařský a zdravotnický obor

• Přístroje pro sledování infuze : Vestavěna do infuzních čerpadel pro sledování změn hmotnosti tekutiny v reálném čase, výpočet rychlosti infuze a spouštění alarmu, když jsou tekutiny téměř vyčerpány (např. přesná kontrola infuze v nastavení intenzivní péče).
• Rehabilitační a ošetřovatelské zařízení : Používá se v inteligentních rehabilitačních stupnicích nebo protetických modulech pro snížení hmotnosti (např. monitorování změn hmotnosti během rehabilitačního výcviku pro starší osoby nebo zpětná vazba na sílu protety, což zvyšuje bezpečnost rehabilitace).
• Laboratorní lékařské zařízení : Měří hmotnost reagentu nebo vzorku v mikropipetách nebo biochemických analyzátorech (např. vážení mikrovzorku pro testovací reagenty COVID-19) s cílem zajistit přesnost.

2) Spotřební elektronika a chytré nositelné zařízení

• Chytré nositelné zařízení : Integrovaný do inteligentních náramků nebo hodinek pro nepřímé výpočty tělesné hmotnosti/tuků nebo sledování síly během cvičení (např. analýza hmotnosti při přistání nohy při běhu).
• Zařízení chytré domácnosti : Používá se v inteligentních kuchyňských vážkách nebo kávovareních pro vážení složek (např. přesné měření míry kávy v prášku pro kontrolu koncentrace vaření) nebo v inteligentních kontejnerech na odpadky pro sledování plnosti (pomocí detekce kapacity založené na hmotnosti).
• Přenosné váhy : Například mini-expresní váhy nebo zavazadlové vážky, které jsou navrženy pro přenosnost a měření hmotnosti v reálném čase s malými rozměry a nízkou spotřebou energie.

3) Průmyslová automatizace a mikro výroba

• Výroba elektronických komponentů : monitoruje hmotnost čipů, odporů a dalších komponent na montážních linkách SMT pro odhalování vadných výrobků; měří hmotnost koloidů v polovodičových obaluchách pro zajištění kvality.
• Mikroautomatizační zařízení : vybavuje konečné efektory robotů pro mikroplošování, aby detekovaly hmotnost chycených dílů a ověřovaly úspěšné vybratí (např. detekce vážení během montáže mobilního modulu fotoaparátu).
• Přístroje na řízení tekutin : Vestavěné do mikrometrických čerpadel nebo palivových vstřikovačů pro sledování přenosu tekutiny hmotností (např. vážení mikrokrudiva v systémech vstřikování paliva za účelem zajištění účinnosti spalování).

4) Oblast vědeckého výzkumu a zkoušení

• Výzkum materiálových věd : Měří se hmotnosti vzorků mikromateriálu (např. nanomateriály, tenké fólie) nebo změny hmotnosti při protáhnutí/stlačování materiálu za účelem získání údajů pro analýzu výkonnosti.
• Zařízení pro monitorování životního prostředí : Měření hmotnostních vzorků shromážděných v mikromonitorech kvality vody nebo přístrojích pro odběr vzorků vzduchu pro výpočet koncentrace znečišťujících látek (např. analýza hmotnosti částic v atmosféře po odběru vzorků).

5) Obor logistiky a maloobchodu

• Mikrosortovací systémy : Váží malé balení na konci automatických třídících link pro klasifikaci podle hmotnosti nebo identifikuje produkty podle hmotnosti (v kombinaci s hmotnostními databázemi) na pulty v bezpilotních supermarketech.
• Maloobchodní váhací zařízení : Jako šperky nebo váhy na drahé kovy, které se používají k přesné vážení zlata, diamantů a dalších cenností. Jejich kompaktní velikost umožňuje umístění na pultech bez toho, aby zabíraly příliš velký prostor.

Shrnutí

Mikro-vážecí senzory, jejichž hlavní konkurenceschopnost spočívá v "malém objemu, vysoké přesnosti a nízké spotřebě energie", prolomí prostorová a dosahu omezení tradičního vážecího zařízení a přesně odpovídá potřebám lehkého vážení v oblasti medicíny, spotřební elektroniky Jejich pohodlná integrace, stabilní výkon a rozumná kontrola nákladů nejenže vedou k funkčním vylepšením mikrozařízeních, ale také poskytují spolehlivou podporu průmyslu k dosažení "přesnosti, miniaturizování a inteligence" při vážení. Staly se nepostradatelnou součástí moderní detekční technologie.