Sensor de pesaje de viga paralela CZL628

Introducción del producto

Viga paralela celdas de carga son elementos de detección sensibles a la fuerza basados en el principio de resistencia por deformación, con un elastómero de doble viga paralela o de viga paralela simple como estructura central. Cuando se someten a una fuerza, la deformación por flexión de la viga impulsa a las galgas extensométricas a producir cambios de resistencia, que luego se convierten en señales eléctricas estandarizadas. Combinan ventajas como alta precisión bajo cargas ligeras, capacidad plana para cargas excéntricas y fácil instalación, y se utilizan ampliamente en aplicaciones de pesaje de pequeño rango, medición de fuerza plana y mediciones embebidas. A continuación se presentan los detalles desde las dimensiones principales para satisfacer las necesidades de producto selección, evaluación técnica y redacción de soluciones:

1. Características y funciones del producto

Características principales

• Diseño estructural: Adopta una estructura de viga paralela integrada (espesor de la viga de 2 a 15 mm, longitud de 20 a 150 mm), con una distribución uniforme del esfuerzo concentrada en la sección media de la viga, capaz de soportar fuerzas en múltiples ángulos en el plano, destacando por su excelente capacidad anti-carga excéntrica (puede soportar cargas excéntricas en el plano del ±20% al ±30% de la carga nominal), y sin puntos ciegos de esfuerzo evidentes.

• El rendimiento de precisión: Los niveles de precisión abarcan desde C1 hasta C3, con los modelos más comunes alcanzando el nivel C2. El error de no linealidad es ≤ ±0,01 %FS, el error de repetibilidad ≤ ±0,005 %FS, la deriva del cero ≤ ±0,002 %FS/°C, y un rendimiento de precisión superior al de sensores similares en aplicaciones de rango pequeño de 0,1 kg a 500 kg.

•Materiales y Protección: Los elastómeros comúnmente utilizan aleación de aluminio (para aplicaciones ligeras), acero aleado (para aplicaciones industriales generales) o acero inoxidable 304/316L (para entornos corrosivos), con tratamientos superficiales mediante anodizado, niquelado o pasivación; los niveles de protección suelen ser IP65/IP67, y los modelos para uso alimentario pueden alcanzar IP68, adecuados para diversos entornos complejos.

•Compatibilidad de instalación: En la parte inferior se proporcionan orificios de montaje estandarizados (agujeros roscados o lisos), que permiten la fijación con tornillos o mediante adhesivo. Algunos modelos micro pueden instalarse de forma empotrada, adecuados para espacios reducidos de instrumentos de pesaje de mesa y equipos automatizados, y una sola unidad puede satisfacer los requisitos de pesaje en plano.

Funciones básicas

• Medición de Fuerza para Cargas Ligeras: Se enfoca en pesaje estático/cuasi-dinámico de cargas ligeras (tiempo de respuesta ≤ 4 ms), con un rango que abarca de 0,1 kg a 500 kg, y aplicaciones comunes concentradas en el rango de 1 kg a 200 kg. Los modelos micro pueden lograr mediciones de rango ultra bajo de 0,01 kg.

• Múltiples tipos de salida de señal: Proporciona señales analógicas (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) y señales digitales (RS485/Modbus RTU, I2C). Los modelos micro inteligentes integran módulos de acondicionamiento de señal y pueden conectarse directamente a microcontroladores y módulos IoT.

• Función de protección de seguridad: Integra compensación de temperatura en un amplio rango térmico (-10 °C ~ 70 °C), cuenta con protección contra sobrecarga (150 % - 200 % de la carga nominal, generalmente 150 % para modelos de aleación de aluminio) y algunos modelos incluyen estructuras amortiguadoras antiimpacto.

• Estabilidad a largo plazo: Vida útil por fatiga ≥ 10⁷ ciclos de carga, con una deriva anual ≤ ±0,01 %FS bajo carga nominal, adecuada para escenarios de operación continua prolongada como supermercados y laboratorios.

2. Problemas principales resueltos

• Precisión insuficiente en escenarios de carga ligera: Enfocado en el problema del error excesivo de sensores tradicionales en aplicaciones de bajo rango por debajo de 10 kg, mediante un diseño optimizado de la tensión de la viga, el error de medición se controla dentro de ±0,005 %FS, resolviendo los requisitos de alta precisión en aplicaciones como pesaje de alimentos y conteo de medicamentos.

•Medición inexacta de la carga excéntrica planar: La característica de distribución uniforme de tensiones de la estructura de viga paralela puede compensar eficazmente la influencia de la carga excéntrica causada por el desplazamiento del objeto pesado, resolviendo así el problema de precisión derivado de posiciones variables de colocación de materiales en instrumentos de pesaje de escritorio y equipos de clasificación.

• Dificultades en la instalación integrada del equipo : La estructura compacta y el método de instalación flexible resuelven los requisitos de instalación embebida en equipos automatizados y electrodomésticos inteligentes, eliminando la necesidad de modificar la estructura principal del equipo y reduciendo los costos de integración.

• Mala adaptabilidad a múltiples entornos: Mediante mejoras en los materiales y en el nivel de protección, se solucionan problemas como daños en sensores y deriva de señales en escenarios con humedad (por ejemplo, pesaje en acuicultura), corrosión (por ejemplo, pesaje de reactivos químicos) y polvo (por ejemplo, procesamiento de harina).

• Presión de costos en equipos pequeños: Un solo sensor puede cumplir con los requisitos de pesaje en plano, eliminando la necesidad de múltiples combinaciones. Mientras tanto, el material de aleación de aluminio reduce el peso y el costo del producto, resolviendo el problema de control de costos en instrumentos de pesaje pequeños y dispositivos electrónicos de consumo.

3. experiencia del usuario

• Instalación extremadamente simplificada: Los orificios de montaje estandarizados y las superficies de referencia de posicionamiento eliminan la necesidad de herramientas profesionales de calibración, y la instalación puede completarse con un destornillador común. El requisito de planitud es bajo (≤0,1 mm/m), y una sola persona puede realizar la depuración en menos de 10 minutos.

• Bajo umbral de operación: Admite el ajuste a cero con una sola tecla y la calibración en un solo punto de los medidores de instrumentos de pesaje (solo requiere un peso estándar del 100 % de la carga nominal). Los modelos digitales pueden calibrarse rápidamente mediante software informático, y personal no especializado puede operarlos fácilmente.

• Costo extremadamente bajo de mantenimiento: La estructura completamente sellada reduce la entrada de polvo y humedad, con una tasa promedio anual de fallas ≤0,2%. El modelo de aleación de aluminio es ligero (mínimo solo 5 g), fácil de reemplazar y no requiere desmontar estructuras grandes durante el mantenimiento.

• Retroalimentación precisa de datos: La fluctuación de los datos de medición estática ≤±0,003 %FS, sin histéresis en escenarios cuasi-dinámicos. Los modelos digitales incluyen función integrada de compensación de deriva del cero, eliminando la necesidad de calibraciones frecuentes y garantizando una alta estabilidad de los datos.

• Buena adaptabilidad de integración: El modelo micro es de pequeño tamaño (tamaño mínimo 20 mm × 10 mm × 5 mm), puede integrarse dentro de dispositivos inteligentes sin afectar el diseño estético del dispositivo. La salida de señal es compatible con controladores pequeños principales, conexión directa y listo para usar.

4. Escenarios típicos de aplicación

1) Instrumentos de pesaje ligeros para uso civil y comercial

• Balanzas de precio para supermercados/balanzas electrónicas de plataforma: Unidad sensora principal para balanzas de precio de 3-30 kg, con diseño ligero en material de aleación de aluminio. La característica anti-carga excéntrica garantiza una precisión constante en diferentes posiciones de colocación, con un error ≤±1 g.

• Balanzas electrónicas para envíos: equipos de pesaje para paquetería de 1-50 kg, fabricados en acero inoxidable para evitar la suciedad y facilitar la limpieza. El nivel de protección IP67 es adecuado para entornos húmedos y polvorientos de puntos de entrega de paquetería, soportando pesajes rápidos y continuos.

• Balanzas de cocina/balanzas para repostería: balanzas de cocina de alta precisión de 0,01-5 kg, con sensores de viga paralela micro que logran una exactitud a nivel de miligramos. La salida de señal digital es compatible con pantallas de alta definición, cumpliendo así los requisitos de dosificación precisa de ingredientes.

2) Equipamiento para automatización industrial

• Equipos de clasificación automatizados: clasificadores por peso en las industrias alimentaria y de ferretería, instalados debajo de la banda transportadora de clasificación, detectan en tiempo real el peso del producto y se conectan al mecanismo de clasificación, con una precisión de clasificación de hasta ±0,1 g.

• Detección de materiales en líneas de montaje: detección de falta de materiales en líneas de ensamblaje de componentes electrónicos, determinando si faltan materiales mediante pesaje (por ejemplo, ensamblaje de baterías de teléfonos móviles), con un tiempo de respuesta ≤4 ms, adecuado para líneas de producción de alta velocidad.

• Control cuantitativo de máquinas envasadoras: Pesaje cuantitativo para máquinas envasadoras de partículas/polvos pequeños, con modelos de precisión C2 que garantizan un error de peso por bolsa ≤ ±0,2 %, cumpliendo con las normas metrológicas.

3) Industrias alimentaria y farmacéutica

• Pesaje de ingredientes farmacéuticos: Pesaje de materias primas en dosis pequeñas (0,1 - 10 kg) en la industria farmacéutica, con material de acero inoxidable 316L + certificación GMP, superficie pulida sin ángulos muertos para facilitar la desinfección y esterilización, precisión ≤ ±0,01 %FS.

• Pesaje de productos acuáticos/carnes: Equipos de corte y pesaje en mataderos y mercados de productos acuáticos, con diseño resistente al agua y a la corrosión (IP68), que se puede lavar directamente, adecuado para entornos de trabajo húmedos y con alta presencia de agua.

4) Equipos para investigación científica y experimentación

• Pesaje en experimentos biológicos: Pesaje de reactivos y muestras en laboratorios; modelos de rango ultrapequeño (0,01 - 1 kg) que cumplen los requisitos de alta precisión en cultivos microbianos y dosificación de reactivos químicos.

• Medición de fuerza en equipos médicos: Medición de fuerza/peso en equipos de rehabilitación (como dinamómetros manuales) y balanzas médicas (balanzas para bebés), con diseño ligero de aleación de aluminio para mejorar la portabilidad del equipo, precisión de hasta ±0,005 %FS.

5) Electrónica de consumo inteligente y dispositivos IoT

• Electrodomésticos inteligentes: detección del peso de la ropa en lavadoras, pesaje de los depósitos de granos de café en cafeteras, con sensores micro embebidos que permiten el control inteligente de los equipos y mejoran la experiencia del usuario.

• Puntos finales IoT: Monitoreo de peso en estantes inteligentes y botes de basura inteligentes; modelos digitales de bajo consumo que soportan transmisión inalámbrica NB-IoT, adecuados para escenarios de gestión remota IoT.

5. Método de uso (guía práctica)

1) Proceso de instalación

• Preparación: Limpiar la superficie de instalación (eliminar manchas de grasa y rebabas), verificar el aspecto del sensor (sin deformación en el cuerpo de la viga, sin daños en el cable), seleccionar los pernos de montaje adecuados según el rango (evitar el uso de pernos de alta resistencia en modelos de aleación de aluminio).

• Posicionamiento y fijación: Instale horizontalmente el sensor sobre la superficie portante, asegúrese de que la carga actúe verticalmente por encima del cuerpo de la viga (evite impactos laterales); utilice una llave de torque para apretar los pernos (5 - 10 N·m para modelos de aleación de aluminio, 10 - 20 N·m para acero aleado), evite el sobreapriete que pueda dañar el cuerpo de la viga.

• Especificaciones de cableado: Para señales analógicas, siga "rojo - alimentación +, negro - alimentación -, verde - señal +, blanco - señal -"; para señales digitales, conecte según la definición de pines; evite tirar del cable al realizar el cableado en modelos micro, se recomienda dejar una longitud sobrante de 5 cm.

• Tratamiento de protección: En un ambiente húmedo, selle el conector del cable con cinta impermeable; en la industria alimentaria, limpie a tiempo la superficie del sensor después del uso para evitar la corrosión por materiales residuales.

2) Calibración y ajuste

• Calibración de cero: Encienda la alimentación y precaliente durante 10 minutos, ejecute el comando "calibración de cero", asegúrese de que la salida en cero esté dentro de ±0,001 %FS; si la desviación es demasiado grande, verifique si la superficie de instalación está nivelada.

• Calibración de carga: Coloque un peso estándar del 100 % de la carga nominal (use pesas estándar en escenarios de pequeño rango), registre el valor de la señal de salida, corrija el error mediante el medidor o el software, asegúrese de que el error ≤ el valor permitido del nivel de precisión correspondiente (nivel C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Prueba de carga excéntrica: Coloque el mismo peso en diferentes posiciones sobre la superficie portante del sensor, observe la consistencia de las lecturas, la desviación debe ser ≤ ±0,02 % FS; de lo contrario, se debe ajustar el nivel de instalación.

3) Mantenimiento diario

• Inspección regular: Limpie la superficie del sensor cada semana, revise mensualmente si hay aflojamiento en las conexiones eléctricas; calibre la balanza de supermercado cada trimestre y los equipos de laboratorio cada mes.

• Manejo de fallas: Verifique primero el voltaje de alimentación cuando haya deriva en los datos (estable entre 5-24 V CC, normalmente 5 V para modelos pequeños); revise si hay sobrecarga cuando la lectura sea anormal (los modelos de aleación de aluminio son propensos a deformación permanente por sobrecarga) y reemplace el sensor si es necesario.

6. Método de selección (asignación precisa de requisitos)

1) Determinación del parámetro principal

• Selección del rango: Seleccione de acuerdo con 1,2-1 veces el peso máximo real (por ejemplo, un peso máximo de 10 kg, sensor opcional de 12-14 kg), evite la falta de precisión causada por un rango demasiado grande en escenarios de carga ligera.

• Nivel de precisión: Para laboratorio/medicina seleccione nivel C1 (error ≤ ± 0,005 % FS), para metrología industrial seleccione nivel C2 (error ≤ ± 0,01 % FS), para instrumentos de pesaje civil seleccione nivel C3 (error ≤ ± 0,02 % FS).

• Tipo de señal: Los instrumentos de pesaje civil utilizan señal analógica (0-5 V), los dispositivos inteligentes utilizan señal digital (I2C/RS485), y en escenarios IoT se recomiendan modelos con módulos inalámbricos.

2) Selección según adaptabilidad ambiental

• Temperatura: Para escenarios normales (-10 ℃ ~ 60 ℃), elija el modelo estándar; para escenarios de refrigeración a baja temperatura (-20 ℃ ~ 0 ℃), elija el modelo resistente al frío; para escenarios de alta temperatura (60 ℃ ~ 80 ℃), elija el modelo con compensación térmica.

• Medio: Para ambientes secos, elija aleación de aluminio; para industrias húmedas o alimentarias, elija acero inoxidable 304; para ambientes con corrosión química, elija acero inoxidable 316L.

• Nivel de protección: Para ambientes interiores y secos, ≥ IP65; para ambientes húmedos o con lavado a chorro, ≥ IP67; para ambientes sumergidos o altamente corrosivos, ≥ IP68.

3) Instalación y compatibilidad del sistema

• Método de instalación: Para balanzas de sobremesa, elija fijación con perno; para dispositivos inteligentes, elija instalación empotrada; para escenarios con espacio limitado, priorice modelos micro con una longitud ≤ 30 mm.

• Compatibilidad: Confirme que el voltaje de alimentación y el tipo de señal del sensor coincidan con el controlador. Para modelos micro, verifique la definición de los pines para evitar errores de cableado y quemar el módulo.

4) Confirmación de requisitos adicionales

• Requisitos de certificación: se requiere certificación FDA/GMP para la industria alimentaria y farmacéutica, certificación CMC para escenarios de medición, y

Certificación OIML para productos de exportación.

• Funciones especiales: para clasificación de alta velocidad, seleccione un modelo con un tiempo de respuesta de ≤ 3 ms; para escenarios de bajo consumo de energía, seleccione un modelo IoT con una corriente en modo reposo de ≤ 10 μA; para escenarios de higiene, seleccione un modelo integrado sin roscas ni rincones muertos.

RESUMEN

El sensor de pesaje de viga paralela tiene las ventajas centrales de "alta precisión en cargas ligeras, resistencia plana a cargas excéntricas y fácil integración". La solución principal consiste en resolver problemas como el pesaje preciso en rangos pequeños, la carga desviada del material y la instalación empotrada de equipos. La experiencia de usuario se centra en una operación sencilla, mantenimiento sin preocupaciones y costos controlables. Al seleccionar, deben tenerse prioridad los cuatro requisitos fundamentales de rango, precisión, espacio de instalación y entorno, combinándose con decisiones sobre compatibilidad del sistema y funciones adicionales. Durante el uso, debe evitarse la sobrecarga y el impacto lateral, y deben seguirse estrictamente las especificaciones de calibración periódica para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo. Es adecuado para instrumentos de pesaje de carga ligera, equipos de automatización, alimentos, medicina y otros campos, siendo la solución de detección óptima para escenarios de pesaje pequeños y planos.

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