Sensor Micro de Acero CZL928DB

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 de galgas extensométricas). Su volumen suele estar controlado dentro de un rango de unos pocos centímetros cúbicos a decenas de centímetros cúbicos, con un rango de medición que abarca desde gramos hasta kilogramos, combinando las ventajas duales de "tamaño pequeño" y "alta precisión". Como componente central para aplicaciones de pesaje en cargas ligeras y espacios reducidos, se utilizan ampliamente en campos como equipos médicos, electrónica de consumo, equipos inteligentes y pruebas de investigación científica, y constituyen la base fundamental para implementar la detección de peso en dispositivos microscópicos.

1. Características y funciones principales

1) Características principales de miniaturización

• Volumen ultrapequeño y ligero: Las dimensiones típicas varían desde 5 mm × 5 mm × 2 mm hasta 30 mm × 20 mm × 10 mm, y algunos modelos personalizados pueden reducirse al nivel de milímetro, con un peso de solo 0,1 g a 5 g, lo que permite su fácil integración en espacios reducidos como relojes inteligentes y microbombas sin afectar el diseño estructural general del dispositivo.

• Diseño estructural compacto: La mayoría adoptan un encapsulado integrado, integrando elementos sensibles y circuitos de acondicionamiento de señal en una carcasa microscópica. Algunos modelos admiten formas de instalación ligeras, como montaje superficial y tipo con terminales, adecuadas para soldadura directa o fijación por encaje en placas PCB. 2) Ventajas en rendimiento de pesaje

• Medición precisa en amplio rango: El rango de medición abarca de 0,1 g ~ 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 el pesaje 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 para control de goteo en infusiones médicas, evitando desviaciones de medición causadas por retrasos en la señal.

• Capacidad estable de inmunidad a interferencias: Módulo interno de compensación de temperatura (adaptado al entorno operativo 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 las 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: Soporta señales analógicas (0-5V, 4-20mA) y señales digitales (I2C, SPI, UART) de salida, y puede conectarse directamente a unidades de control microprogramables como MCU, microcomputadoras de un solo chip y pequeñas PLC sin 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), prolongando así la vida útil de la batería.

2. Solución de los problemas clave del sector

En escenarios de carga ligera y pesaje miniaturizado, las celdas de carga tradicionales (como sensores de básculas de plataforma y módulos industriales de pesaje) presentan problemas como "volumen excesivo, alto consumo de energía, precisión insuficiente y dificultad de integración". Las celdas de carga micro abordan específicamente los siguientes puntos críticos principales:

• Obstáculos para la integración en dispositivos micro: Resuelve el problema de que los sensores tradicionales no pueden integrarse en dispositivos pequeños, como la función de monitorización del peso corporal en pulseras inteligentes y el control del peso de medicamentos líquidos en microbombas médicas, logrando los requisitos duales de "función de pesaje + miniaturización" mediante un diseño de pequeño tamaño.

• Dificultades en la medición precisa con 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 microscópicas en laboratorios y la detección de peso de terminales de componentes electrónicos, proporcionando datos confiables para la producción de precisión y la investigación científica.

• Problemas de consumo energético 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 en exteriores, extendiendo el tiempo de uso individual gracias a sus características de bajo consumo.

• Limitaciones en espacios de instalación complejos: Resolver los requisitos de pesaje en espacios estrechos y estructuras especiales, como el pesaje de componentes internos en equipos automatizados y la monitorización del peso de fluidos en tuberías, superando las limitaciones de espacio mediante instalación superficial y empotrada.

• Problemas de compatibilidad de señales en múltiples escenarios: Resolver el problema de que las señales de sensores tradicionales no coinciden con las unidades de control microprogramables. 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 integración y comodidad: Distribución estandarizada de pines junto con el tamaño del paquete, permite soldadura directa o fijación por encaje en placas PCB sin estructuras mecánicas complejas. El tiempo de integración puede reducirse a menos de 30 minutos, mejorando considerablemente la eficiencia de producción del equipo.

• Operación de depuración sencilla: El modelo de señal digital admite la calibración con un solo clic del cero y el rango mediante instrucciones, y el modelo de señal analógica presenta una excelente linealidad, que puede utilizarse tras una depuración sencilla del circuito, reduciendo el umbral técnico para el personal de I+D.

• Alta estabilidad en uso: El diseño de compensación de temperatura y antiperturbaciones hace que la deriva de datos sea ≤ ±0,05 % FS/año, eliminando la necesidad de calibraciones frecuentes en aplicaciones portátiles y embebidas, reduciendo la carga de trabajo en el mantenimiento posterior.

• Selección flexible y diversa: Existen diversos modelos con diferentes rangos, tipos de señal y métodos de instalación, que pueden seleccionarse directamente 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: Al comprar al por mayor, el costo de una unidad individual puede controlarse desde decenas hasta cientos de yuanes, lo cual es más del 50 % inferior al costo de soluciones personalizadas de microsensores. Al mismo tiempo, las características de bajo consumo reducen el costo total de consumo energético del equipo.

4. Escenarios típicos de uso:

1) Sector de la Salud

• Equipos de monitorización de infusiones: integrados en la bomba de infusión, permiten monitorear en tiempo real los cambios en el peso de la solución medicamentosa, calcular la velocidad de infusión y activar una alarma cuando la solución esté a punto de terminarse, evitando el riesgo de botellas vacías, como en el control preciso de infusiones.

• Equipos de rehabilitación y cuidados: utilizados en balanzas inteligentes para rehabilitación y módulos sensores de peso para prótesis, como por ejemplo en el monitoreo de cambios de peso durante entrenamientos de rehabilitación en personas mayores, o en la retroalimentación del peso de las prótesis para mejorar la seguridad en la rehabilitación.

• Equipos médicos de laboratorio: utilizados en micropipetas y analizadores bioquímicos para medir el peso de reactivos o muestras, asegurando la precisión en la adición de muestras, como en la toma de muestras y pesaje microscópico de reactivos para la detección del COVID-19.

2) Electrónica de consumo y dispositivos inteligentes portátiles

• Dispositivos inteligentes portátiles: integrados en pulseras inteligentes y relojes inteligentes para lograr la medición indirecta del peso y la grasa corporal, o el monitoreo del peso bajo fuerza durante el ejercicio, como analizar el peso del impacto de los pies al correr.

Dispositivos domésticos inteligentes: utilizados para pesar materias primas en básculas de cocina inteligentes y máquinas de café, como la pesa precisa de polvo de café para controlar la concentración de preparación; o monitoreo de desbordamiento en basureros inteligentes (juzgando la capacidad de residuos por peso).

Herramientas portátiles de pesaje: como mini básculas para envíos y balanzas para equipaje, diseñadas con tamaño pequeño y bajo consumo de energía, cómodas para que los usuarios las lleven consigo y midan el peso de los objetos en tiempo real.

3) Automatización Industrial y Microfabricación

Producción de componentes electrónicos: en la línea de producción de montaje superficial (SMT), monitorear el peso de componentes como chips y resistencias para descartar productos no calificados; o en el encapsulado de semiconductores, medir el peso del material encapsulante para garantizar la calidad del empaque.

Equipos de micro-automatización: utilizados como efector final de robots de microensamblaje, detectando el peso de las piezas sujetadas y determinando si la sujeción ha sido exitosa, como en la detección de peso durante el ensamblaje de módulos de cámara de teléfonos móviles.

Equipos de control de fluidos: integrados en bombas de microdosificación e inyectores de combustible, monitoreando el volumen de fluido entregado mediante el peso, como en la pesaje microscópica de combustible en sistemas de inyección, para garantizar la eficiencia de la combustión.

4) Campo de investigación y pruebas

• Investigación en ciencia de materiales: medir el peso de pequeñas muestras de materiales (como nanomateriales, materiales en películas delgadas) o los cambios de peso de los materiales durante procesos de tracción y compresión, proporcionando datos para el análisis de rendimiento.

• Equipos de monitoreo ambiental: medir el peso de muestras recolectadas en monitores miniaturizados de calidad del agua y equipos de muestreo de aire, calcular la concentración de contaminantes, como en el análisis gravimétrico tras el muestreo de material particulado atmosférico.

5) Campo de logística y comercio minorista

• Sistema de microclasificación: al final de la línea de clasificación automatizada de paquetería, pesar paquetes pequeños y realizar la clasificación por peso; o en cajas de autodespacho de supermercados sin personal, identificar productos mediante pesaje (con base de datos de pesos).

• Equipos de pesaje minoristas: como balanzas para joyas, balanzas para metales preciosos, utilizadas para pesar con precisión artículos valiosos como oro y diamantes, de pequeño tamaño y que pueden colocarse sobre el mostrador sin ocupar demasiado espacio.

RESUMEN

El sensor de micro-pesaje posee la competitividad central de "tamaño pequeño, alta precisión y bajo consumo de energía", superando las limitaciones de los equipos de pesaje tradicionales en espacio y rango, y satisfaciendo con precisión las necesidades de pesaje de cargas ligeras en campos como la medicina, la electrónica de consumo y la microfabricación. Su método de integración conveniente, rendimiento estable y control de costos razonable no solo promueven la actualización funcional de dispositivos micro, sino que también ofrecen un soporte confiable para que diversos sectores logren un pesaje "preciso, miniaturizado e inteligente", convirtiéndose en una rama importante e indispensable de la tecnología moderna de sensores.

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