Parallelträger-Wäge-Sensor CZL619EA

Produkteinführung

Paralleler Träger lastwagenwaagen sind kraftsensitive Detektionselemente, die auf dem dehnungswiderständigen Prinzip basieren, wobei ein Doppel-Parallelträger oder Einzel-Parallelträger-Elaster als Kernstruktur dient. Bei Krafteinwirkung führt die Biegeverformung des Trägers dazu, dass die Dehnungsmessstreifen eine Widerstandsänderung erzeugen, die anschließend in ein standardisiertes elektrisches Signal umgewandelt wird. Sie vereinen Vorteile wie hohe Präzision bei geringen Lasten, ebene Exzentrizitätslastfähigkeit und einfache Montage und werden häufig in Anwendungen mit geringem Messbereich, ebener Kraftmessung und eingebetteten Messungen eingesetzt. Im Folgenden erfolgt eine detaillierte Erklärung ausgehend von den Kernabmessungen, um die Anforderungen zu erfüllen produkt auswahl, technische Bewertung und Lösungserstellung zu erfüllen:

1. Produktmerkmale und Funktionen

Kernmerkmale

• Gestaltung des Aufbaus: Verwendet eine integrierte Parallelträgerstruktur (Trägerdicke 2–15 mm, Länge 20–150 mm), bei der die Spannungsverteilung gleichmäßig im mittleren Abschnitt des Trägers konzentriert ist, mehrachsige Kräfte in der Ebene unterstützt und über eine hervorragende Exzentrizitätslastfestigkeit verfügt (kann planmäßige exzentrische Lasten von ±20 % bis ±30 % der Nennlast aufnehmen), ohne offensichtliche Spannungsblindstellen.

• Präzisionsleistung: Genauigkeitsklassen umfassen C1–C3, wobei gängige Modelle die Klasse C2 erreichen. Nichtlinearitätsfehler ≤ ±0,01 %FS, Wiederholgenauigkeitsfehler ≤ ±0,005 %FS, Nullpunktverschiebung ≤ ±0,002 %FS/℃, und die Genauigkeitsleistung übertrifft die ähnlicher Sensoren in Kleinbereichen von 0,1 kg bis 500 kg.

•Materialien und Schutz: Elastomere verwenden üblicherweise Aluminiumlegierungen (für Leichtbauanwendungen), legierten Stahl (für allgemeine industrielle Anwendungen) oder Edelstahl 304/316L (für korrosive Umgebungen), wobei die Oberflächen mittels Eloxieren, Vernickeln oder Passivieren behandelt werden; Schutzarten liegen typischerweise bei IP65/IP67, und lebensmitteltaugliche Modelle erreichen IP68, 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 enge Einbauräume von Tischwaagen und automatisierten Geräten, wobei eine einzelne Einheit ausreicht, um ebene Wägeanforderungen zu erfüllen.

Kernfunktionen

• Kraftmessung bei geringer Last: Fokussiert auf statische/quasi-dynamische Leichtlast-Wägung (Ansprechzeit ≤ 4 ms), mit einem Messbereich von 0,1 kg bis 500 kg, wobei typische Anwendungen im Bereich von 1 kg bis 200 kg liegen. Mikromodelle ermöglichen ultrakleine Messbereiche bis 0,01 kg.

• Mehrere Signalausgabetypen: Bietet analoge Signale (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) und digitale Signale (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikrointelligente Modelle integrieren Signalverstärker-Module und können 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 stoßdämpfende Pufferstrukturen.

• Langzeitstabilität: Ermüdungslebensdauer ≥ 10⁷ Lastwechsel, jährliche Drift ≤ ±0,01 % FS unter Nennlast, geeignet für Langzeit-Dauerbetriebsszenarien wie in Supermärkten und Laboren.

2. Gelöste Kernprobleme

• Unzureichende Genauigkeit bei Leichtlastanwendungen: Durch die Optimierung des Spannungsverlaufs des Trägers wird das Problem einer übermäßigen Messabweichung herkömmlicher Sensoren bei Messbereichen unter 10 kg gelöst. Die Messabweichung wird so auf ±0,005 % FS begrenzt und erfüllt damit hohe Präzisionsanforderungen beispielsweise beim Wiegen von Lebensmitteln oder beim Zählen in der Pharmazie.

• Unzulässige Messung planarer Exzentrizitätslast: Die gleichmäßige Spannungsverteilung der Parallelbalkenstruktur kann den Einfluss einer exzentrischen Last infolge einer Verschiebung des zu wiegenden Objekts wirksam ausgleichen und löst so das Genauigkeitsproblem bei nicht festgelegten Materialpositionen in Tischwaagen und Sortiergeräten.

• Schwierigkeiten bei der integrierten Geräteinstallation: Die kompakte Bauweise und flexible Installationsmethode erfüllen die Anforderungen an die Einbauinstallation bei automatisierten Geräten und Smart-Home-Anwendungen, wodurch keine Änderungen an der Hauptstruktur des Geräts notwendig sind und Integrationskosten reduziert werden.

• Schlechte Anpassungsfähigkeit an mehrere Umgebungen: Durch Material- und Schutzgrad-Upgrades werden Probleme wie Sensorschäden und Signaldrift in Szenarien wie Feuchtigkeit (z. B. Aquakultur-Wiegung), Korrosion (z. B. chemische Reagenzien-Wiegung) und Staub (z. B. Mehlaufbereitung) gelöst.

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

3. Benutzererfahrung

• Extrem vereinfachte 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 von Wägeinstrumentanzeigern (es ist nur ein Standardgewicht von 100 % der Nennlast erforderlich). Digitale Modelle können über Computer-Software schnell kalibriert werden, sodass auch Nicht-Fachkräfte sie einfach bedienen können.

• Extrem geringe Wartungskosten: Die vollständig versiegelte Bauweise reduziert das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit, wobei die durchschnittliche jährliche Ausfallrate ≤0,2 % beträgt. Das Modell aus Aluminiumlegierung ist leicht (mindestens nur 5 g), einfach auszutauschen und erfordert während der Wartung kein Zerlegen großer Strukturen.

• Präzise Datenrückmeldung: Statische Messdatenschwankung ≤±0,003 % FS, keine Hysterese in quasidynamischen Szenarien. Digitale Modelle verfügen über eine Nullpunktdriftkompensation, wodurch häufige Kalibrierungen entfallen und eine hohe Datenstabilität gewährleistet ist.

• Gute Integrationsfähigkeit: Das Mikromodell ist kompakt (minimale Größe 20 mm × 10 mm × 5 mm) und kann innerhalb intelligenter Geräte eingebettet werden, ohne das äußere Design des Geräts zu beeinträchtigen. Der Signalausgang ist mit gängigen kleinen Steuerungen kompatibel und ermöglicht Plug-and-Play.

4. Typische Anwendungsszenarien

1)Leichte Gewichte für zivile und gewerbliche Zwecke

• Supermarktpreiswaagen/elektronische Plattformwaagen: Die kerntechnische Sensoreinheit für 3-30 kg Preiswaagen, mit leichtem Design aus Aluminiumlegierung. Die exzentrische Lastkompensation gewährleistet eine gleichbleibende Wägegenauigkeit an verschiedenen Aufstellpositionen, mit einem Fehler ≤±1 g.

• Expresslieferungs-Waagen: Wiegegeräte für Expresslieferungen im Bereich 1–50 kg, aus rostfreiem Stahl gefertigt, leicht zu reinigen und verschmutzungsresistent. Mit Schutzart IP67, geeignet für feuchte und staubige Umgebungen von Express-Zustellstationen, unterstützt schnelles und kontinuierliches Wiegen.

• Küchenwaagen/Backwaagen: hochpräzise Küchenwaagen von 0,01–5 kg, ausgestattet mit mikroparallelen Balkensensoren für milligrammgenaue Messung. Digitale Signalausgabe ist kompatibel mit hochauflösenden Anzeigen und erfüllt die Anforderungen an die präzise Dosierung von Zutaten.

2)Industrielle Automatisierungsgeräte

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

• Materialerkennung auf Montagelinien: Erkennung von Materialmangel auf Elektronikbauteil-Montagelinien, Überprüfung auf fehlende Materialien durch Wägung (z. B. Handy-Akku-Montage), mit einer Ansprechzeit ≤4 ms, geeignet für Hochgeschwindigkeitsleitungen.

• Mengenkontrolle von Verpackungsmaschinen: Mengenwägung für kleine Partikel-/Pulververpackungsmaschinen, Modelle mit C2-Genauigkeit gewährleisten ein Gewichtsfehler pro Beutel ≤ ±0,2 %, erfüllen metrologische Standards.

3) Lebensmittel- und Pharmaindustrie

• Wiegen von pharmazeutischen Inhaltsstoffen: Wiegen von niedrigdosierten Rohstoffen (0,1 - 10 kg) in der pharmazeutischen Industrie, aus 316L-Edelstahl + GMP-zertifiziert, mit polierter Oberfläche ohne tote Ecken für eine einfache Desinfektion und Sterilisation, Genauigkeit ≤ ±0,01 % FS.

• Wiegen von Aquakulturprodukten/Fleisch: Schneid- und Wiegeausrüstung in Schlachthöfen und Fischmärkten mit wasserdichter und korrosionsbeständiger Konstruktion (IP68), direkt spülbar, geeignet für feuchte und wasserreiche Arbeitsumgebungen.

4) Wissenschaftliche Forschungs- und Laborgeräte

• Wiegen in biologischen Experimenten: Wiegen von Reagenzien und Proben in Laboren, Modelle mit ultrakleinem Messbereich (0,01 - 1 kg) erfüllen die Hochpräzisionsanforderungen für mikrobiologische Kulturen und die Dosierung chemischer Reagenzien.

• Kraftmessung in medizinischen Geräten: Kraft/Gewichtsmessung bei Rehabilitationsgeräten (z. B. Handkraftmessgeräte) und medizinischen Waagen (Babywaagen), mit leichtem Aluminiumlegierungsdesign zur Verbesserung der Portabilität der Geräte, Genauigkeit bis zu ±0,005 % FS.

5) Intelligente Unterhaltungselektronik und IoT-Geräte

• Smart Home Appliances: Erkennung des Waschgewichts in Waschmaschinen und Wiegen von Kaffeekornbehältern in Kaffeemaschinen mit integrierten Mikrosensoren, die eine intelligente Steuerung der Geräte ermöglichen und die Benutzererfahrung verbessern.

• IoT-Endpunkte: Gewichtsüberwachung von intelligenten Regalen und intelligenten Abfällbehältern, mit energiesparenden digitalen Modellen, die NB-IoT-Funkübertragung unterstützen, geeignet für IoT-Fernverwaltungsszenarien.

5. Die Verwendung (praktische Anleitung)

1) Installationsprozess

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

• Positionierung und Befestigung: Der Sensor wird horizontal auf die tragende Oberfläche aufgestellt, wobei sichergestellt wird, daß die Last vertikal über dem Balkenkörper wirkt (seiteneinschlag vermieden wird); zum Schrauben des Bolzes wird ein Drehmomentschlüssel (5-10 N·m für Al

• Verkabelungsvorschriften: Bei analogen Signalen „rot – Spannungs+, schwarz – Spannungs–, grün – Signal+, weiß – Signal–“ beachten; bei digitalen Signalen gemäß der Pin-Belegung anschließen; beim Verkabeln von Mikromodellen das Kabel nicht ziehen, es wird empfohlen, eine Überlänge von 5 cm einzuplanen.

• Schutzmaßnahmen: In feuchter Umgebung den Kabelstecker mit wasserdichtem Klebeband abdichten; in der Lebensmittelindustrie die Sensoroberfläche nach Gebrauch rechtzeitig reinigen, um Korrosion durch Rückstände zu vermeiden.

2)Kalibrierung und Anpassung

• 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 Umfang 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 (C2-Klasse ≤ ±0,01 %FS).

• Exzentrische Belastungstest: Das gleiche Gewicht wird an verschiedenen Stellen auf der belastungsfähigen Oberfläche des Sensors aufgestellt, die Konsistenz der Messwerte wird beobachtet und die Abweichung sollte ≤ ± 0,02% FS betragen, andernfalls muss die Montagehöhe angepasst werden.

3)Tagesunterhalt

• Regelmäßige Inspektion: Oberfläche des Sensors wöchentlich reinigen, Verkabelung monatlich auf Lockerungen überprüfen; Supermarktbalance vierteljährlich kalibrieren und Laborgeräte monatlich kalibrieren.

• Störungsbehebung: Bei Datenverschiebung zuerst die Versorgungsspannung prüfen (stabil bei 5–24 V DC, üblicherweise 5 V bei Mikro-Modellen); bei abnormalen Anzeigen auf Überlastung prüfen (Aluminiumlegierungsmodelle neigen bei Überlastung zu bleibender Verformung) und den Sensor ggf. ersetzen.

6. Auswahlverfahren (präzise Abstimmung der Anforderungen)

1) Kernparameterbestimmung

• Bereichsauswahl: Wählen Sie entsprechend dem 1,2- bis 1,4-fachen des tatsächlichen Maximalgewichts aus (z. B. bei einem Maximalgewicht von 10 kg einen Sensor im Bereich 12–14 kg), um eine unzureichende Genauigkeit bei geringer Belastung durch zu großen Messbereich zu vermeiden.

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

• Signalsart: Bei zivilen Wägeinstrumenten analoges Signal (0–5 V) wählen, bei intelligenten Geräten digitales Signal (I2C/RS485), bei IoT-Anwendungen Modelle mit Funkmodul.

2)Auswahl der Umweltausfallfähigkeit

• Temperatur: Für Standardanwendungen (-10 ℃ bis 60 ℃) Standardmodell wählen; für tieftemperaturgekühlte Anwendungen (-20 ℃ bis 0 ℃) kältebeständiges Modell wählen; für Hochtemperaturanwendungen (60 ℃ bis 80 ℃) temperaturkompensiertes Hochtemperaturmodell wählen.

• Medium: Bei trockenen Umgebungen Aluminiumlegierung wählen; bei feuchten/lebensmittelverarbeitenden Bereichen Edelstahl 304; bei chemisch korrosiven Umgebungen Edelstahl 316L.

• Schutzart: Bei trockenen Innenräumen ≥ IP65; bei feuchten/spülenden Umgebungen ≥ IP67; bei Unterwasser- oder stark korrosiven Umgebungen ≥ IP68.

3) Montage und Systemkompatibilität

•Installationsmethode: Bei Tischwaagen Bolzenbefestigung wählen; bei intelligenten Geräten Einbauinstallation wählen; bei begrenztem Platz bevorzugen Sie Mikromodelle mit einer Länge ≤ 30 mm.

• Kompatibilität: Sicherstellen, dass die Versorgungsspannung und der Signaltyp des Sensors mit dem Controller kompatibel sind. Bei Mikromodellen die Pinbelegung prüfen, um Verdrahtungsfehler und Beschädigung des Moduls zu vermeiden.

4)Bestätigung der zusätzlichen Anforderungen

• Zertifizierungsanforderungen: Die FDA/GMP-Zertifizierung ist für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie erforderlich, die CMC-Zertifizierung für Messszenarien und die OIML-Zertifizierung für Exportprodukte.

• Spezielle Funktionen: Für die Hochgeschwindigkeitssortierung wählen Sie ein Modell mit einer Reaktionszeit von ≤ 3 ms aus; für Szenarien mit geringem Stromverbrauch wählen Sie ein IoT-Modell mit einem Ruhezustand von ≤ 10 μA aus; für Hygieneszenarien wählen Sie ein integ

Zusammenfassung

Der Parallelträger-Wäge-Sensor bietet die Kernvorteile „hohe Präzision bei geringer Belastung, flache Bauform mit hoher Exzentrallastfestigkeit und einfache Integration“. Die Kernlösung besteht darin, Probleme wie präzises Wägen im kleinen Messbereich, exzentrische Belastung durch Material und eingebaute Installation von Geräten zu lösen. Das Benutzererlebnis steht für einfache Bedienung, wartungsarmen Dauerbetrieb und kontrollierbare Kosten. Bei der Auswahl sollten die vier zentralen Anforderungen Messbereich, Genauigkeit, Einbauraum und Umgebungsbedingungen priorisiert werden, ergänzt durch Überlegungen zur Systemkompatibilität und zusätzlichen Funktionen. Im Betrieb sind Überlastung und seitliche Stöße zu vermeiden; zudem ist eine regelmäßige Kalibrierung strikt nach Vorschrift durchzuführen, um einen langfristig stabilen Betrieb sicherzustellen. Der Sensor eignet sich für Wägegeräte mit geringer Traglast, Automatisierungstechnik, Lebensmittel- und Pharmabereich sowie andere Anwendungsfelder und stellt die optimale Sensortechnologie für kleine Messbereiche und flache Wägeanwendungen dar.

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