Ocelový mikrosenzor CZL913AB

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 mikrocitlivých struktur (např. elastomerů tenzometrů). Jejich objem je obvykle omezen v rozmezí od několika kubických centimetrů po desítky kubických centimetrů, s rozsahem měření pokrývajícím gramy až kilogramy, čímž kombinují dvojí výhodu „malé velikosti“ a „vysoké přesnosti“. Jako klíčová součást pro vážení v situacích s malým zatížením a v omezeném prostoru se široce používají v oblastech jako lékařské přístroje, spotřební elektronika, inteligentní zařízení a vědeckotechnické testování a jsou klíčovým základem 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 pouzdro, které spojuje citlivé prvky a obvody pro úpravu signálu do mikroskopického pouzdra. Některé modely podporují tenké a lehké způsoby montáže, jako je povrchová montáž nebo montáž s vývody, vhodné pro přímé pájení nebo zajištění zámkem na desky plošných spojů (PCB).

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, umožňuje tak okamžité zachycení náhlých změn hmotnosti, například rychlé vážení lehkých zátěží na automatických třídících linkách nebo sledování hmotnosti kapání při lékařské infuzi, čímž se předejde měřicím odchylkám způsobeným zpožděním signálu.

• Stabilní odolnost proti rušení: Vestavěný modul kompenzace teploty (použitelný v provozním prostředí od -10 °C do 60 °C) eliminuje vliv kolísání okolní teploty; použití diferenciálního výstupu signálu nebo elektromagnetického stínění odolává elektromagnetickému rušení od vnitřních obvodů zařízení a zajišťuje stabilitu dat.

3) Funkce integrace a přizpůsobení

• Přizpůsobení více signálům: Podporuje analogové signály (0-5 V, 4-20 mA) a digitální signály (I2C, SPI, UART) na výstupu a může být přímo připojen k mikrořadičům, jako jsou MCU, jednočipové mikropočítače a malé PLC, bez nutnosti dalších modulů zesílení signálu.

• Kompatibilita materiálu a média: Citlivé prvky většinou používají nerezovou ocel 316L, titanovou slitinu nebo technické 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 znečištění 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 jádra Bolestivé body průmyslu

V případech nízké zátěže a miniaturizovaného vážení mají tradiční snímače zatížení (např. senzory vahových plošin a průmyslové vážicí moduly) problémy, jako je „nadměrný objem, vysoká spotřeba energie, nedostatečná přesnost a obtížná integrace“. Mikrosnímače zatížení specificky řeší následující klíčové problémy:

•Překážky integrace v mikrozařízeních: 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 při přesném měření za malého 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 speciálních konstrukčních prostorech, například vážení vnitřních komponent v automatizovaných zařízeních a sledování hmotnosti tekutin v potrubích, a překonávejte omezení prostoru prostřednictvím povrchové montáže a vestavěné instalace.

• Problémy se slučitelností 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: Velikost desky a balení umožňuje přímé pájení nebo snap fixaci desky plošného spoje, 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 nulového bodu a rozsahu prostřednictvím instrukcí, zatímco analogový signálový model vykazuje vynikající linearitu a může být použit po jednoduchém ladění obvodu, čímž se snižuje technický práh pro vývojový personál.

• 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: modely s různými rozsahy, typy signálů a způsoby montáže jsou hojné a lze je přímo vybrat podle rozměrů zařízení, napájecího napětí a požadavků na přesnost. Někteří výrobci podporují malosériovou výrobu na míru, aby splnili individuální potřeby.

• Rozumná kontrola nákladů: Při nákupu velkého množství lze náklady na jednotlivou jednotku ovlivnit od desítek do stovek jüanů, čímž se sníží náklady o více než 50 %

ve srovnání s mikrosenzorovými řešeními na míru; současně nízká spotřeba snižuje celkové náklady na spotřebu energie zařízením.

4. Typické případy použití

1) Lékařský a zdravotnický obor

• Zařízení pro monitorování infuze: vestavěné do infuzní pumpy, sleduje v reálném čase změny hmotnosti léčivého roztoku, vypočítává rychlost infuze a spouští poplach, když je léčivý roztok téměř spotřebovaný, čímž se vyhne riziku prázdných lahví, například přesná kontrola infuze jednotkách intenzivní péče.

• 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 zátěže během cvičení, například analýza hmotnosti při dopadu nohou při 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