Sensor Micro de Acero CZL902

Introducción del producto

Micro celdas de carga son componentes de medición de peso miniaturizados desarrollados basándose en el efecto de deformación. Su núcleo convierte las señales de peso en señales eléctricas medibles mediante estructuras microsensibles (como elastómeros del tipo galga extensométrica). Su volumen suele estar controlado dentro de un rango desde unos pocos centímetros cúbicos hasta varias decenas de centímetros cúbicos, con rangos de medición que abarcan desde gramos hasta kilogramos, combinando las ventajas duales de "tamaño pequeño" y "alta precisión". Como componente principal para aplicaciones de pesaje en entornos de carga ligera y espacios reducidos, se utilizan ampliamente en campos como equipos médicos, electrónica de consumo, equipos inteligentes y pruebas científicas, siendo el fundamento clave para la implementación de la detección de peso en dispositivos microscópicos.

1. Características y funciones principales

1) Características principales de miniaturización

• Volumen ultrapequeño y ligero: El tamaño regular varía de 5 mm × 5 mm × 2 mm a 30 mm × 20 mm × 10 mm, y algunos modelos personalizados pueden reducirse al nivel milimétrico, con un peso de solo 0,1 g ~ 5 g, lo que permite una fácil integración en espacios reducidos como relojes inteligentes y microbomba sin afectar el diseño estructural general del dispositivo.

• Diseño estructural compacto: La mayoría adopta un embalaje integrado, integrando elementos sensibles y circuitos de acondicionamiento de señal en una carcasa micro. Algunos modelos admiten formas de instalación delgadas y ligeras, como montaje superficial y tipo con terminales, adecuadas para soldadura directa o fijación por encaje en placas PCB.

2) Ventajas en el rendimiento de pesaje

• Medición precisa de amplio rango: El rango de medición abarca de 0,1 g a 50 kg, con una precisión básica de medición de ±0,01 %FS ~ ±0,1 %FS y una resolución de hasta 0,001 g, capaz de satisfacer tanto la pesada de muestras a nivel de microgramos en laboratorios como el monitoreo de peso a nivel de gramos en electrónica de consumo.

• Respuesta dinámica rápida: El tiempo de respuesta es ≤10 ms, lo que permite la captura en tiempo real de cambios instantáneos de peso, como en pesaje de cargas ligeras a alta velocidad en líneas de clasificación automatizadas y monitoreo del peso por goteo en infusiones médicas, evitando desviaciones de medición causadas por retrasos de señal.

• Capacidad estable de inmunidad a interferencias: Módulo interno de compensación de temperatura (adaptable a un entorno de trabajo de -10 ℃ a 60 ℃) para contrarrestar el impacto de las fluctuaciones térmicas ambientales; utiliza salida de señal diferencial o diseño de blindaje electromagnético para resistir interferencias electromagnéticas provenientes de los circuitos internos del dispositivo, garantizando la estabilidad de los datos.

3) Funciones de integración y adaptación

• Adaptación de múltiples salidas de señal: Admite salidas de señales analógicas (0-5 V, 4-20 mA) y señales digitales (I2C, SPI, UART), y puede conectarse directamente a unidades de control microprogramables como MCUs, microcontroladores y pequeñas PLCs sin necesidad de módulos adicionales de amplificación de señal.

• Compatibilidad de materiales y medios: Los elementos sensibles utilizan principalmente acero inoxidable 316L, aleación de titanio o plásticos técnicos, y la carcasa está tratada con protección anticorrosión, adecuada para diferentes medios de pesaje como líquidos corporales médicos, materias primas alimentarias y componentes electrónicos, evitando contaminación o daños por corrosión.

• Características de bajo consumo de energía: El consumo en reposo es ≤10mA, y puede ser tan bajo como 10μA en modo de suspensión, adecuado para dispositivos portátiles alimentados por batería (como básculas portátiles y dispositivos inteligentes wearables) para prolongar la vida útil de la batería.

2. Puntos Críticos Principales de la Industria que se Abordan
En escenarios de carga ligera y pesaje miniaturizado, las celdas de carga tradicionales (como sensores para básculas de plataforma y módulos industriales de pesaje) presentan problemas como "tamaño excesivo, alto consumo de energía, precisión insuficiente y dificultad de integración". Las celdas de carga miniatura abordan específicamente los siguientes puntos críticos principales:
• Obstáculos para la integración en dispositivos miniatura: Resuelve el problema de que los sensores tradicionales no se pueden integrar en dispositivos pequeños, como la función de monitorización del peso corporal en pulseras inteligentes y el control del peso de medicamentos líquidos en bombas médicas miniatura, y satisface los requisitos duales de "función de pesaje + miniaturización" mediante un diseño de pequeño tamaño.
• Dificultades en la medición de alta precisión bajo cargas ligeras : Resuelve el problema de la insuficiente precisión de los sensores tradicionales en pesajes a nivel de gramos y miligramos, como el pesaje de muestras traza en laboratorios y la detección de peso de pines de componentes electrónicos, proporcionando datos confiables para la producción de precisión y la investigación científica.
• Problemas de consumo de energía en dispositivos portátiles: Resuelve el problema de la corta duración de la batería provocado por el alto consumo energético de los sensores tradicionales, como en básculas portátiles para envíos y dispositivos de pesaje para recolección de muestras al aire libre, extendiendo el tiempo de uso individual gracias a sus características de bajo consumo energético.
• Limitaciones del espacio complejo de instalación: Cumple con los requisitos de pesaje en espacios estrechos y con estructuras especiales, como el pesaje de componentes internos de equipos automatizados y el monitoreo del peso de fluidos en tuberías, superando las limitaciones espaciales mediante instalación tipo parche y empotrada.
• Problemas de compatibilidad de señales en múltiples escenarios: Resuelve el problema de que las señales de los sensores tradicionales no coincidan con las de las unidades de control miniatura. Los modelos con salida de señal digital pueden conectarse directamente a microcontroladores y MCUs, reduciendo la complejidad del diseño de circuitos en dispositivos pequeños y disminuyendo los costos de investigación y desarrollo.

3. Aspectos destacados de la experiencia de usuario
•Alta comodidad de integración: La disposición estandarizada de pines y las dimensiones del encapsulado permiten el soldado directo o la fijación por encaje en placas PCB, eliminando la necesidad de estructuras mecánicas complejas, y reduciendo el tiempo de integración a menos de 30 minutos, mejorando significativamente la eficiencia de producción del equipo.
• Operación de depuración sencilla: Los modelos de señal digital admiten la calibración con una sola tecla del punto cero y el rango mediante comandos, y los modelos de señal analógica presentan una excelente linealidad, requiriendo únicamente una depuración de circuito sencilla para su uso, lo que reduce el umbral técnico para el personal de I+D.
•Fuerte estabilidad en el uso: El diseño de compensación de temperatura y antiperturbaciones garantiza que la deriva de datos sea ≤±0,05 %FS/año, eliminando la necesidad de calibraciones frecuentes en aplicaciones portátiles y embebidas y reduciendo la carga de trabajo posterior al mantenimiento.
•Selección flexible y diversa de modelos: Existe una amplia gama de modelos con diferentes rangos, tipos de señal y métodos de instalación, permitiendo una selección directa según el tamaño del equipo, el voltaje de alimentación y los requisitos de precisión. Algunos fabricantes admiten personalización en pequeños lotes para satisfacer necesidades personalizadas.
•Control de costos razonable: El costo por unidad puede controlarse entre decenas y cientos de yuanes durante la compra en masa, con costos reducidos en más del 50 % en comparación con soluciones personalizadas de sensores miniatura; al mismo tiempo, las características de bajo consumo reducen el costo total de consumo energético del equipo.

4. Escenarios típicos de uso
1) Atención sanitaria
• Dispositivos de monitorización de infusiones: integrados en bombas de infusión, monitorean el cambio de peso en tiempo real de la solución medicinal, calculan la velocidad de infusión y activan una alarma cuando la solución está a punto de agotarse, evitando el riesgo de botellas vacías, como en el control preciso de infusiones en unidades de cuidados intensivos.
• Equipos de rehabilitación y enfermería: utilizados en básculas inteligentes de rehabilitación y módulos de percepción de peso en prótesis, como monitorear cambios de peso durante el entrenamiento de rehabilitación de personas mayores o proporcionar retroalimentación de fuerza para prótesis, mejorando así la seguridad en la rehabilitación.
• Equipos médicos de laboratorio: En micropipetas y analizadores bioquímicos, miden el peso de reactivos o muestras para garantizar la precisión en la adición de muestras, como pesar micro-muestras de reactivos para pruebas de COVID-19.
2) Electrónica de consumo y dispositivos inteligentes portátiles
• Dispositivos inteligentes portátiles: Integrados en pulseras inteligentes y relojes inteligentes, permiten la medición indirecta del peso corporal y grasa corporal o monitorean la fuerza ejercida durante el ejercicio, como analizar el peso del pie al aterrizar mientras se corre.
• Dispositivos para el hogar inteligente: Utilizados para pesar materias primas en básculas de cocina inteligentes y cafeteras, como pesar con precisión el polvo de café para controlar la concentración de preparación; o monitorear el nivel de llenado de los cubos de basura inteligentes (mediante la evaluación de la capacidad de residuos por peso).
• Herramientas de pesaje portátiles: como balanzas mini express y pesadores de equipaje, con diseño compacto y bajo consumo de energía, son cómodas para que los usuarios las lleven consigo y midan en tiempo real el peso de los objetos.
3) Automatización industrial y microfabricación
• Producción de componentes electrónicos: en líneas de producción SMT de montaje superficial, supervisan el peso de componentes como chips y resistencias para detectar productos defectuosos; o en el encapsulado de semiconductores, miden el peso del coloide de encapsulado para garantizar la calidad del empaquetado.
• Equipos de microautomatización: utilizados en los efectores finales de robots de montaje micro, para detectar el peso de las piezas sujetas y determinar si la sujeción ha sido exitosa, como al pesar y verificar durante el ensamblaje de módulos de cámaras para teléfonos móviles.
• Equipos de control de fluidos: Integrados en bombas de microdosificación e inyectores de combustible, monitorean el volumen de entrega de fluido mediante el peso, como pesar cantidades microscópicas de combustible en sistemas de inyección para garantizar la eficiencia de la combustión.
4) Investigación científica y pruebas
• Investigación en ciencia de materiales: Miden el peso de pequeñas muestras de materiales (como nanomateriales y materiales en forma de película delgada) o el cambio de peso de los materiales durante tracción y compresión, proporcionando datos para el análisis de rendimiento.
• Equipos de monitoreo ambiental: En monitores micro de calidad del agua y dispositivos de muestreo de aire, miden el peso de las muestras recopiladas para calcular la concentración de contaminantes, como el análisis gravimétrico tras el muestreo de material particulado atmosférico.
5) Logística y venta minorista
• Sistemas de clasificación microscópica: Al final de la línea de clasificación automatizada de paquetería, pesan paquetes pequeños para clasificarlos por peso; o en cajas de autodespacho de supermercados sin personal, identifican productos mediante pesaje (en combinación con una base de datos de pesos).
• Equipos de pesaje para venta minorista: Como balanzas para joyería y balanzas para metales preciosos, utilizadas para pesar con precisión artículos valiosos como oro y diamantes, con un tamaño reducido que permite colocarlas sobre el mostrador sin ocupar demasiado espacio.

RESUMEN

Las celdas de carga micro, cuya competitividad principal radica en su "tamaño pequeño, alta precisión y bajo consumo de energía", han superado las limitaciones de los dispositivos tradicionales de pesaje en cuanto a espacio y rango, satisfaciendo con precisión las necesidades de pesaje ligero en campos como la medicina, la electrónica de consumo y la fabricación microscópica. Su método de integración conveniente, rendimiento estable y control razonable de costos no solo impulsa la actualización funcional de dispositivos microscópicos, sino que también ofrece un soporte confiable para que diversos sectores logren el "pesaje preciso, miniaturizado e inteligente", convirtiéndose así en una rama importante e indispensable de la tecnología moderna de sensores.

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