Parallelträger-Wägezelle CZL601

Produkteinführung

Paralleler Träger lastwagenwaagen sind kraftempfindliche Detektionselemente, die auf dem Prinzip der Dehnungswiderstandsmessung basieren und einen doppelten parallelen Träger oder einen einzelnen parallelen Träger aus Elastomer als Kernstruktur verwenden. Bei Krafteinwirkung führt die Biegeverformung des Trägers zu Widerstandsänderungen im Dehnungsmessstreifen, die anschließend in standardisierte elektrische Signale umgewandelt werden. Sie vereinen Vorteile wie hohe Präzision bei geringen Lasten, ebene Abweichungskompensation und einfache Montage und werden häufig in Anwendungen mit kleinem Messbereich, planarer Kraftmessung und eingebetteten Messsystemen eingesetzt. Die folgenden Details werden aus den Kerndimensionen heraus dargestellt, um die Anforderungen an produkt auswahl, technische Bewertung und Lösungserstellung zu erfüllen:

1. Produktmerkmale und Funktionen

Kernmerkmale

• Gestaltung des Aufbaus: Verwendet eine integrierte Parallelträgerstruktur (Trägerkörperdicke 2–15 mm, Länge 20–150 mm), bei der die Spannungsverteilung gleichmäßig im mittleren Bereich des Trägerkörpers konzentriert ist und mehrachsige Kräfte in der Ebene unterstützt werden. Zeichnet sich durch hervorragende Exzentrizitätslastfestigkeit aus (kann exzentrische Belastungen in der Ebene von ±20 % bis ±30 % der Nennlast aufnehmen) und weist keine offensichtlichen Spannungsblindstellen auf.
• Präzisionsleistung: Genauigkeitsklassen umfassen C1–C3, wobei gängige Modelle die Klasse C2 erreichen. Nichtlinearitätsfehler ≤±0,01 %FS, Wiederholgenauigkeit ≤±0,005 %FS, Nullpunktverschiebung ≤±0,002 %FS/℃. Die Genauigkeitsleistung übertrifft die ähnlicher Sensoren in Kleinbereichen von 0,1 kg bis 500 kg.
• Materialien und Schutz: Der elastische Körper verwendet üblicherweise Aluminiumlegierung (für Leichtbauanwendungen), legierten Stahl (für konventionelle industrielle Anwendungen) oder Edelstahl 304/316L (für korrosive Umgebungen), wobei die Oberfläche mittels Eloxieren, Vernickeln oder Passivieren behandelt wird; der Schutzgrad beträgt typischerweise IP65/IP67, und Lebensmittelqualitätsmodelle können IP68 erreichen, geeignet für verschiedene komplexe Umgebungen.
• Einbaukompatibilität: An der Unterseite sind standardisierte Montagebohrungen (Gewindebohrungen oder glatte Bohrungen) vorgesehen, die eine Befestigung mit Schrauben oder Klebeverbindung unterstützen. Einige Mikromodelle können versenkt eingebaut werden, geeignet für den engen Einbauraum von Tischwaagen und automatisierten Geräten, und eine einzelne Einheit kann die Anforderungen an die Flächenwägung erfüllen.

Kernfunktionen

• Kraftmessung bei geringer Last: Konzentriert sich auf die statische/quasi-dynamische Wägung bei geringer Belastung (Ansprechzeit ≤ 4 ms) mit einem Messbereich von 0,1 kg bis 500 kg. Typische Anwendungen liegen im Bereich von 1 kg bis 200 kg, wobei das Mikromodell eine ultrakleine Messspanne von 0,01 kg erreichen kann.
• Mehrere Arten von Signal-Ausgängen: Bietet analoge Signale (4–20 mA, 0–3 V, 0–5 V) und digitale Signale (RS485/Modbus RTU, I2C). Das mikrointelligente Modell integriert ein Signalverarbeitungsmodul und kann direkt mit Mikrocontrollern und IoT-Modulen verbunden werden.
• Sicherheitsschutzfunktion: Integrierte Temperaturkompensation über einen weiten Temperaturbereich (-10 °C ~ 70 °C), Überlastschutz (150 % - 200 % der Nennlast, üblicherweise 150 % bei Modellen aus Aluminiumlegierung) sowie bei einigen Modellen eine stoßdämpfende Pufferstruktur.
• Langzeitstabilität: Ermüdungslebensdauer ≥ 10⁷ Lastwechselzyklen, jährliche Drift ≤ ±0,01 % FS unter Nennlast, geeignet für Langzeit-Dauerbetrieb in Anwendungen wie Supermärkten und Laboren.

2. Gelöste Kernprobleme

• Unzureichende Genauigkeit bei Leichtlastanwendungen: Um das Problem der übermäßigen Fehler traditioneller Sensoren in kleinen Messbereichen unterhalb von 10 kg zu lösen, wird durch eine optimierte Gestaltung der Spannungsverteilung im Balkenkörper der Messfehler auf ±0,005 %FS begrenzt und so den Anforderungen an hohe Präzision im Bereich Lebensmittelwaagen, pharmazeutische Dosierung usw. gerecht.

•Ungenauigkeiten bei exzentrischer Belastung der Fläche: Die gleichmäßige Spannungsverteilung der Parallelbalkenstruktur kann den Einfluss einer exzentrischen Belastung, verursacht durch die Verschiebung des gewogenen Objekts, wirksam ausgleichen und somit das Genauigkeitsproblem bei nicht festgelegten Materialpositionen in Tischwaagen und Sortieranlagen lösen.

•Schwierigkeiten bei der Geräteintegration und -montage: Die kompakte Bauform und die flexible Montagemöglichkeit erfüllen die Anforderungen an die Einbauinstallation in automatisierte Geräte und intelligente Haushaltsgeräte, wodurch keine Änderungen an der Hauptstruktur des Geräts notwendig sind und die Integrationskosten gesenkt werden.

• Schlechte Anpassungsfähigkeit an mehrere Umgebungen: Durch Material- und Schutzgrad-Upgrades werden Probleme wie Sensorschäden und Signaldrift in Szenarien wie Feuchtigkeit (z. B. Waage von Aquakulturprodukten), Korrosion (z. B. chemische Reagenzienwägung) und Staub (z. B. Mehlaufbereitung) behoben.

•Kostendruck bei kleinen Geräten: Ein einzelner Sensor kann die Anforderungen an die Flächenwägung erfüllen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, mehrere Sensoren kombiniert einzusetzen. Gleichzeitig reduziert das Aluminiumlegierungs-Material Gewicht und Kosten des Produkts und löst so das Kostenkontrollproblem bei kleinen Wägeinstrumenten und Consumer-Elektronik.

3. Benutzererfahrung

• Ultrasvereinfachte Installation: Standardisierte Montagelöcher und Positionierbezugsoberflächen machen den Einsatz professioneller Kalibriertools überflüssig. Die Installation kann mit einem gewöhnlichen Schraubendreher durchgeführt werden, hat geringe Anforderungen an die Ebenheit (≤0,1 mm/m) und kann von einer Person innerhalb von 10 Minuten abgeschlossen werden.

• Geringe Betriebshürde: Unterstützt die Ein-Tasten-Nullabgleichung und Einstellenkalibrierung für Wägeinstrumente (erfordert nur ein Standardgewicht von 100 % der Nennlast). Digitale Modelle können über Computer-Software schnell kalibriert werden, sodass auch Nicht-Fachkräfte sie problemlos bedienen können.

• Extrem geringe Wartungskosten: Die vollständig versiegelte Bauweise reduziert das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit, mit einer jährlichen durchschnittlichen Ausfallrate ≤0,2 %. Modelle aus Aluminiumlegierung sind leicht (mindestens nur 5 g), einfach auszutauschen und erfordern während der Wartung kein Zerlegen großer Strukturen.

•Präzise Datenausgabe: Schwankung der statischen Messdaten ≤±0,003 % FS, ohne Verzögerung in quasidynamischen Szenarien. Digitale Modelle verfügen über eine integrierte Nullpunktdriftkompensation, wodurch keine häufigen Kalibrierungen erforderlich sind und eine hohe Datenstabilität gewährleistet ist.

• Gute Integrationskompatibilität: Micro-Model sind klein in der Größe (minimale Abmessungen 20 mm × 10 mm × 5 mm) und können innerhalb intelligenter Geräte eingebettet werden, ohne das Erscheinungsbild des Geräts zu beeinträchtigen. Der Signalausgang ist kompatibel mit gängigen kleinen Steuergeräten und unterstützt Plug-and-Play.

4. Typische Anwendungsszenarien

1) Zivile und gewerbliche Leichtlast-Wägeinstrumente

• Supermarkt-Preiswaagen/Elektronische Plattformwaagen: Kerneinheiten zur Gewichtserfassung für Preiswaagen im Bereich 3–30 kg, mit leichtem Design aus Aluminiumlegierung; exzentrische Lasten werden ausgeglichen, wodurch eine gleichbleibende Wägegenauigkeit an verschiedenen Aufstellpositionen gewährleistet ist, mit einem Fehler ≤ ±1 g.

• Expresslieferungs-Elektronikwaagen: 1–50 kg Expresslieferungs-Wägeausrüstung aus Edelstahl, schmutzunempfindlich und leicht zu reinigen, mit Schutzart IP67, geeignet für feuchte und staubige Umgebungen von Expresslieferstationen, unterstützt schnelles und kontinuierliches Wiegen.

• Küchenwaagen/Backwaagen: Hochpräzise Küchenwaagen von 0,01–5 kg mit Mikro-Parallelfeder-Sensoren, die eine milligrammgenaue Messung ermöglichen, digitale Signalübertragung kompatibel mit hochauflösenden Displays, erfüllt die Anforderungen an die präzise Dosierung von Zutaten.

2) Industrielle Automatisierungstechnik

• Automatische Sortieranlagen: Gewichtssortierer in der Lebensmittel- und Beschlagindustrie, unter dem Sortierförderband installiert, erfassen das Produktgewicht in Echtzeit und sind mit der Sortiermechanik verknüpft, Sortiergenauigkeit bis zu ±0,1 g.

• Materialerkennung an Fertigungsstraßen: Erkennung von Materialmangel auf Elektronikbauteile-Fertigungsstraßen, prüft durch Wiegen, ob Material fehlt (z. B. bei der Handyakku-Montage), Reaktionszeit ≤ 4 ms, geeignet für Hochgeschwindigkeitsfertigungsstraßen.

• Mengensteuerung von Verpackungsmaschinen: Mengenwägung für Verpackungsmaschinen für kleine Partikel/Pulver, Modelle der Genauigkeitsklasse C2 gewährleisten, dass der Gewichtsfehler pro Beutel ≤ ±0,2 % beträgt und metrologischen Standards entspricht.

3) Lebensmittel- und Pharmaindustrie

• Wägung von pharmazeutischen Inhaltsstoffen: Wägung von Rohstoffen mit geringer Dosierung (0,1–10 kg) in der pharmazeutischen Industrie, Material aus Edelstahl 316L + GMP-Zertifizierung, polierte Oberfläche ohne tote Ecken, einfach zu desinfizieren und zu sterilisieren, Genauigkeit ≤ ±0,01 % FS.

• Wägung von Aquakulturprodukten/Fleisch: Schneid- und Wägeausrüstung in Schlachthöfen und Fischmärkten, wasserdicht und korrosionsbeständig (IP68), direkt spülbar, geeignet für feuchte und wasserreiche Arbeitsumgebungen.

4) Wissenschaftliche Forschung und Laborgeräte

• Biologische Experimentierung: Wiegen von Reagenzien und Proben in Laboren, Modelle mit ultrakleinem Messbereich (0,01–1 kg) erfüllen die hochpräzisen Anforderungen für Mikrobiologiekulturen und die Dosierung chemischer Reagenzien.

• Kraftmessung medizinischer Geräte: Kraft/Gewichtsmessung bei Rehabilitationsgeräten (z. B. Handkraftmessgeräte) und medizinischen Waagen (Babywaagen), leichtes Aluminiumlegierungsdesign verbessert die Portabilität der Geräte, Genauigkeit bis zu ±0,005 % FS.

5) Intelligente Unterhaltungselektronik und Internet-of-Things- (IoT-)Geräte

• Intelligente Haushaltsgeräte: Erkennung des Wäschegewichts in Waschmaschinen und Wiegen von Kaffeebohnenbehältern in Kaffeemaschinen, mikroeingebaute Sensoren ermöglichen eine intelligente Gerätesteuerung und verbessern so das Benutzererlebnis.

• IoT-Endgerät: Gewichtsüberwachung für intelligente Regale und intelligente Mülleimer, digitale Modelle mit geringem Stromverbrauch unterstützen NB-IoT-Funkübertragung, geeignet für Szenarien des IoT-Fernmanagements.

5. Gebrauchsanweisung (Praktischer Leitfaden)

1) Installationsprozess

• Vorbereitung: Reinigen Sie die Montageoberfläche (Ölflecken und Grate entfernen), überprüfen Sie das Aussehen des Sensors (keine Verformung des Trägers und kein Kabelschaden) und wählen Sie die geeigneten Montageschrauben entsprechend der Messbereichsangabe aus (vermeiden Sie hochfeste Schrauben bei Aluminiumlegierungsmodellen).

• Positionierung und Befestigung: Installieren Sie den Sensor horizontal auf der tragenden Oberfläche, wobei die Last senkrecht über dem Träger wirken muss (seitliche Belastungen vermeiden); ziehen Sie die Schrauben mit einem Drehmomentschlüssel an (5–10 N·m bei Aluminiumlegierungsmodellen, 10–20 N·m bei Legierungsstahl), um Beschädigungen des Trägers durch Überdrehen zu verhindern.

• Verdrahtungsvorschrift: Bei analogen Signalen gilt „rot – Versorgung +, schwarz – Versorgung –, grün – Signal +, weiß – Signal –“; bei digitalen Signalen richten Sie sich nach der Pin-Belegung; beim Verkabeln des Mikromodells vermeiden Sie Zugbelastungen am Kabel, und es wird empfohlen, eine Reserve von 5 cm Länge einzuplanen.

• Schutzbehandlung: In feuchter Umgebung den Kabelanschluss mit wasserdichtem Klebeband abdichten; in der Lebensmittelindustrie die Sensorenoberfläche nach Gebrauch sofort reinigen, um eine Korrosion durch Rückstände zu vermeiden.

2) Kalibrierung und Inbetriebnahme

• Nullpunkt-Kalibrierung: Gerät einschalten und 10 Minuten vorheizen, dann den Befehl „Nullpunkt-Kalibrierung“ ausführen. Sicherstellen, dass die Nullpunktabgabe innerhalb von ±0,001 %FS liegt. Bei zu großer Abweichung prüfen, ob die Montageoberfläche eben ist.

• Lastkalibrierung: Ein Standardgewicht im Bereich von 100 % der Nennlast platzieren (bei kleinen Messbereichen Standardgewichte verwenden), den Ausgangssignalwert aufzeichnen, den Fehler über das Messgerät oder die Software korrigieren und sicherstellen, dass der Fehler ≤ dem zulässigen Wert der entsprechenden Genauigkeitsklasse beträgt (Klasse C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Exzentrizitätsprüfung: Gleiches Gewicht an verschiedenen Positionen auf der Lastaufnahmefläche des Sensors platzieren, die Konsistenz der Messwerte beobachten, die Abweichung sollte ≤ ±0,02 % FS betragen; andernfalls die Installationsebene justieren.

3) Regelmäßige Wartung

• Regelmäßige Inspektion: Sensoroberfläche wöchentlich reinigen, monatlich prüfen, ob die Verkabelung locker ist; Handelswaagen vierteljährlich kalibrieren, Laborgeräte monatlich.

• Störungsbehebung: Bei Datenverschiebung zunächst die Versorgungsspannung überprüfen (stabil zwischen 5–24 V DC, üblicherweise 5 V bei Mikro-Modellen); bei abnormalen Anzeigen prüfen, ob eine Überlastung vorliegt (Aluminiumlegierungsmodelle neigen bei Überlastung zu bleibender Verformung), ggf. den Sensor austauschen.

6. Auswahlverfahren (genaue Anpassung an Anforderungen)

1) Bestimmung der Kernparameter

• Messbereichsauswahl: Wählen Sie das Modell entsprechend 1,2 - 1,4-fach des tatsächlichen Maximalgewichts aus (z. B. bei einer maximalen Wiegekapazität von 10 kg kann ein Sensor mit 12 - 14 kg gewählt werden). Vermeiden Sie die Auswahl eines zu großen Messbereichs bei geringer Belastung, um eine unzureichende Genauigkeit zu verhindern.

• Genauigkeitsklasse: Wählen Sie Klasse C1 (Fehler ≤ ±0,005 %FS) für Labor-/Medizinanwendungen, Klasse C2 (Fehler ≤ ±0,01 %FS) für industrielle Messtechnik und Klasse C3 (Fehler ≤ ±0,02 %FS) für zivile Waagen.

• Signalsart: Wählen Sie analoge Signale (0 - 5 V) für zivile Waagen, digitale Signale (I2C/RS485) für intelligente Geräte und Modelle mit Funkmodul für IoT-Anwendungen.

2) Auswahl basierend auf Umgebungsanpassungsfähigkeit

• Temperatur: Wählen Sie Standardmodelle für normale Anwendungen (-10 °C ~ 60 °C), kältebeständige Modelle für Tieftemperaturkühlung (-20 °C ~ 0 °C) und hochtemperaturkompensierte Modelle für Hochtemperaturanwendungen (60 °C ~ 80 °C).

• Medium: Wählen Sie eine Aluminiumlegierung für trockene Umgebungen, Edelstahl 304 für feuchte/lebensmittelverarbeitende Bereiche und Edelstahl 316L für chemisch korrosive Umgebungen.

• Schutzklasse: ≥IP65 für innenliegende, trockene Umgebungen, ≥IP67 für feuchte/gespülte Umgebungen und ≥IP68 für Unterwasser- oder stark korrosive Umgebungen.

3) Montage und Systemkompatibilität

• Montagemethode: Wählen Sie Schraubbefestigung bei Tischwaagen, Einbauversion bei intelligenten Geräten; in platzbeschränkten Anwendungen bevorzugen Sie Mikromodelle mit einer Länge ≤30 mm.

• Kompatibilität: Stellen Sie sicher, dass die Versorgungsspannung und der Signaltyp des Sensors mit dem Controller kompatibel sind. Bei Mikromodellen prüfen Sie die Pinbelegung, um Verdrahtungsfehler zu vermeiden, die das Modul beschädigen könnten.

4) Bestätigung zusätzlicher Anforderungen

• Zertifizierungsanforderungen: Die Lebensmittel- und Pharmaindustrie erfordert FDA/GMP-Zertifizierung, messtechnische Anwendungen erfordern CMC-Zertifizierung und Exportprodukte erfordern OIML-Zertifizierung.

• Besondere Funktionen: Wählen Sie Modelle mit einer Ansprechzeit ≤3 ms für die Hochgeschwindigkeits-Sortierung, IoT-Modelle mit einem Bereitschaftsstrom ≤10 μA für Niedrigleistungsszenarien und integrierte Modelle ohne Gewinde und tote Ecken für hygienische Anwendungen.

Zusammenfassung

Das Parallelträger-Wägezelle zeichnet sich durch „geringe Belastung, hohe Präzision, ebene Anti-Exzentrizität und einfache Integration“ als zentrale Vorteile aus und löst vorrangig Probleme wie genaue Wägung von kleinen Messbereichen, exzentrische Materialbelastung sowie eingebaute Installation von Geräten. Die Benutzererfahrung steht dabei für einfache Bedienung, wartungsfreundliche Eigenschaften und kontrollierbare Kosten. Bei der Auswahl einer Wägezelle müssen zunächst die vier Kernanforderungen Messbereich, Genauigkeit, Einbauraum und Umgebung geklärt werden, um anschließend unter Berücksichtigung der Systemkompatibilität und zusätzlicher Funktionen eine Entscheidung zu treffen; im Betrieb sollten Überlastung und seitliche Stöße vermieden werden, und die regelmäßigen Kalibriervorschriften sind strikt einzuhalten, um einen langfristig stabilen Betrieb sicherzustellen. Sie eignet sich für Anwendungen in Wägegeräten mit geringer Last, Automatisierungstechnik, Lebensmittel- und Pharmabereich sowie anderen Bereichen und stellt die optimale Sensing-Lösung für kleine Messbereiche und ebene Wägeszenarien dar.

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