Paralleler Träger-Wägesensor CZL629

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 parallele Balkenstruktur (Balkendicke 2–15 mm, Länge 20–150 mm) mit gleichmäßiger Spannungsverteilung, die sich im mittleren Bereich des Balkens konzentriert, unterstützt mehrachsige Kräfte in der Ebene und zeichnet sich durch hervorragende Fähigkeit zur Abstützung exzentrischer Lasten aus (kann ebene exzentrische Belastungen 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, Wiederholbarkeitsfehler ≤±0,005 %FS, Nullpunktdrift ≤±0,002 %FS/℃, sowie eine bessere Genauigkeitsleistung als vergleichbare Sensoren in kleinen Messbereichen von 0,1 kg bis 500 kg.

• Materialien und Schutz: Das Elastomer verwendet üblicherweise Aluminiumlegierung (für Leichtbauanwendungen), legierten Stahl (für allgemeine Industrieanwendungen) oder Edelstahl 304/316L (für korrosive Umgebungen), wobei die Oberfläche mittels Eloxieren, Vernickeln oder Passivieren behandelt wird; die Schutzart beträgt typischerweise 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 Klebeinstallation ermöglichen. Einige Miniaturmodelle können eingebettet installiert werden, geeignet für den engen Einbauraum von Tischwaagen und automatisierten Anlagen, wobei eine einzelne Einheit die Anforderungen für die Flächenwägung erfüllt.

Kernfunktionen

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

•Mehrere Arten von Signal-Ausgängen: Stellt analoge Signale (4-20 mA, 0-3 V, 0-5 V) und digitale Signale (RS485/Modbus RTU, I2C) bereit. Miniaturintelligente Modelle integrieren Signalverarbeitungsmodule und können direkt mit Mikrocontrollern und IoT-Modulen verbunden werden.

• Sicherheitsschutzfunktion: Integrierte Temperaturkompensation über einen weiten Temperaturbereich (-10 °C bis 70 °C), verfügt über Überlastschutz (150 %–200 % der Nennlast, üblicherweise 150 % bei Modellen aus Aluminiumlegierung) und einige Modelle verfügen über stoßdämpfende Pufferstrukturen.

• Langzeitstabilität: Ermüdungslebensdauer ≥10⁷ Lastwechsel, mit einer jährlichen Drift von ≤±0,01 % FS unter Nennlast, geeignet für Langzeit-Dauerbetriebsszenarien wie Supermärkte und Labore.

2. Gelöste Kernprobleme

• Unzureichende Genauigkeit bei Leichtlastanwendungen: Zur Lösung des Problems der übermäßigen Fehler traditioneller Sensoren in Niedrigbereichen unter 10 kg wird durch eine optimierte Gestaltung der Balkenspannung der Messfehler auf ±0,005 % FS begrenzt und damit die Anforderungen an hohe Präzision bei Anwendungen wie Lebensmittelwägung und Arzneimittelzählung erfüllt.

•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 automatisierter Geräte und intelligenter Haushaltsgeräte, ohne dass die Hauptstruktur des Geräts geändert werden muss, wodurch Integrationskosten reduziert werden.

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

• Kostendruck bei kleinen Geräten: Ein einzelner Sensor kann die Anforderungen an die Flächenwägung erfüllen, sodass keine mehrfachen Sensoren in Kombination verwendet werden müssen. Gleichzeitig reduziert das Aluminiumlegierungsmaterial Gewicht und Kosten des Produkts und löst damit 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 (erfordert nur ein Standardgewicht von 100 % der Nennlast). Digitale Modelle können über Computer-Software schnell kalibriert werden, wodurch auch Nicht-Fachkräfte sie problemlos bedienen können.

•Extrem geringe Wartungskosten: Die vollständig versiegelte Bauweise verringert das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit, mit einer jährlichen durchschnittlichen Ausfallrate ≤0,2 %; das Modell aus Aluminiumlegierung ist leicht (mindestens nur 5 g), einfach auszutauschen und erfordert bei Wartungsarbeiten kein Zerlegen großer Bauteile.

•Präzise Datenrückmeldung: Schwankung der statischen Messdaten ≤±0,003 % FS, keine Hysterese in quasidynamischen Szenarien; digitale Modelle verfügen über eine Nullpunktdriftkompensation, wodurch häufige Kalibrierungen entfallen und eine hohe Datensicherheit gewährleistet ist.

• Gute Integrationsfähigkeit: Das Mikromodell ist kompakt (minimale Größe 20 mm × 10 mm × 5 mm) und kann in intelligente Geräte eingebettet werden, ohne das Design der Geräteoptik zu beeinträchtigen; die Signalausgabe ist mit gängigen kleinen Steuergeräten kompatibel, Plug-and-Play.

4. Typische Anwendungsszenarien

1) Zivile und kommerzielle Leichtlast-Wägeinstrumente

• 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-Elektronikwaagen: 1-50 kg Expresslieferungs-Wägegeräte aus rostfreiem Stahl, leicht zu reinigen und verschmutzungsbeständig, mit Schutzart IP67, geeignet für feuchte und staubige Umgebungen von Expresslieferungsstationen, unterstützen schnelles und kontinuierliches Wiegen.

• Küchenwaagen/Backwaagen: 0,01-5 kg hochpräzise Küchenwaagen mit mikroparallelen Balkensensoren für milligrammgenaue Messung. Digitale Signalausgabe kompatibel mit hochauflösenden Displays, erfüllt die Anforderungen an genaue Zutatenportionierung.

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 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

• Wägung pharmazeutischer Inhaltsstoffe: Wägung von Kleinmengen-Rohstoffen (0,1 - 10 kg) in der pharmazeutischen Industrie, mit Material aus Edelstahl 316L + GMP-Zertifizierung, oberflächengeglüht ohne tote Ecken, einfach zu desinfizieren und zu sterilisieren, 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 Forschung 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 (wie Handgriffkraftmessgeräten) und medizinischen Waagen (Babywaagen), mit leichter Aluminiumlegierungskonstruktion zur Verbesserung der Portabilität der Geräte, Genauigkeit bis zu ±0,005 % FS.

5) Intelligente Unterhaltungselektronik und IoT-Geräte

• Haushaltsgeräte mit Smart-Funktion: Erkennung des Wäschegewichts in Waschmaschinen und Wiegen von Kaffeebohnenbehältern in Kaffeemaschinen, wobei mikroeingebaute Sensoren eine intelligente Steuerung der Geräte ermöglichen und das Benutzererlebnis verbessern.

• IoT-Endpunkte: Gewichtsüberwachung von intelligenten Regalen und intelligenten Abfällbehältern, energiesparende digitale Modelle mit Unterstützung für NB-IoT-Funkübertragung, geeignet für Szenarien des IoT-Fernmanagements.

5. Gebrauchsanweisung (Praktischer Leitfaden)

1) Installationsprozess

• Vorbereitung: Reinigen Sie die Montageoberfläche (Ölverschmutzungen und Grate entfernen), überprüfen Sie das Aussehen des Sensors (keine Verformung des Trägers und kein Kabelschaden), wählen Sie die geeigneten Montagebolzen entsprechend der Ausführung (Vermeiden Sie hochfeste Bolzen bei Aluminiumlegierungsmodellen).

• Positionierung und Befestigung: Montieren Sie den Sensor horizontal auf der Lasttragfläche, stellen Sie sicher, dass die Last senkrecht über dem Träger wirkt (vermeiden Sie seitliche Belastungen); ziehen Sie die Schrauben mit einem Drehmomentschlüssel an (5–10 N·m für Aluminiumlegierungsmodelle, 10–20 N·m für Legierungsstahl), vermeiden Sie Überdrehen, um den Träger nicht zu beschädigen.

• Verdrahtungsvorschriften: Bei analogen Signalen folgen Sie der Farbcodierung „rot – Versorgung +, schwarz – Versorgung –, grün – Signal +, weiß – Signal –“, bei digitalen Signalen schließen Sie entsprechend der Pinbelegung an; vermeiden Sie Zugbelastung des Kabels bei der Verdrahtung von Mikromodellen, es wird empfohlen, eine Überlänge von 5 cm einzuplanen.

• Schutzbehandlung: In feuchter Umgebung den Kabelanschluss mit wasserdichtem Klebeband versiegeln und die Sensorenlfläche nach Gebrauch in der Lebensmittelindustrie umgehend reinigen, um Korrosion durch Rückstände zu vermeiden.

2) Kalibrierung und Inbetriebnahme

• Nullabgleich: Gerät einschalten und 10 Minuten vorheizen, danach den Befehl „Nullabgleich“ ausführen. Sicherstellen, dass die Nullanzeige innerhalb von ±0,001 %FS liegt. Bei zu großer Abweichung prüfen, ob die Montagefläche eben ist.

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

• Exzentrische Belastungsprüfung: Das gleiche Gewicht an verschiedenen Positionen auf der tragenden Oberfläche des Sensors platzieren, die Konsistenz der Messwerte beobachten, die Abweichung sollte ≤ ±0,02 % FS betragen, andernfalls muss die Montageebene angepasst werden.

3) Tägliche Wartung

• 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 basierend auf Umgebungsanpassungsfähigkeit

• 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

• Montageart: Bei Tischwaagen Bolzenbefestigung wählen; bei intelligenten Geräten Einbauvariante bevorzugen; bei platzbeschränkten Anwendungen mikro Modelle mit einer Länge ≤ 30 mm bevorzugen.

• 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 zusätzlicher Anforderungen

•Zertifizierungsanforderungen: Für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie ist eine FDA/GMP-Zertifizierung erforderlich, für Messanwendungen ist eine CMC-Zertifizierung erforderlich und für Exportprodukte ist eine OIML-Zertifizierung notwendig.

• Besondere Funktionen: Für Hochgeschwindigkeits-Sortierung ein Modell mit einer Ansprechzeit von ≤ 3 ms wählen; für energiearme Anwendungen ein IoT-Modell mit einem Ruhestrom von ≤ 10 μA wählen; für hygienische Anwendungen ein integriertes Modell ohne Gewinde oder toten Winkel wählen.

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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