Alumiinium mikrosensor CZL616C

Toote kirjeldus

Mikromõõdulised kaalumissensorid on kompaktne kaalumise mõõteseadmed, mis on arendatud põhjustades efekti põhjal. Nende tuumamehhanism hõlmab kaalu signaali teisendamist mõõdetavateks elektroonilisteks signaalideks mikrotundlike struktuuride kaudu (nt tõmbeandurite põhinevad elastsed materjalid). Need sensorid, mille mõõtmed on tavaliselt mõni kuni kümneid kuupsentimeetrit, toimivad vahemikus grammidest kilogrammideni, kombineerides kompaktse suuruse ja kõrge täpsuse. Olles olulised komponendid kergekaaluliste ja kitsastes ruumides toimivate kaalumisrakenduste jaoks, kasutatakse neid laialdaselt meditsiiniseadmetes, tarbija-elektroonikas, nutiseadmetes ja teaduslikus testimises, moodustades olulise aluse kaalutundetuse jaoks mikromõõdulistes seadmetes.

1. Tuumafunktsioonid ja -omadused

1) Miniaturiseerimise tuumafunktsioon

• Ülitihedalt kompaktne ja kerge: standardmõõdud ulatuvad 5 mm × 5 mm × 2 mm-st kuni 30 mm × 20 mm × 10 mm-ni, mõned erimudelid jõuavad millimeetrite suurusteni ja kaaluvad vaid 0,1 g kuni 5 g. See võimaldab sujuva integreerimise kitsastesse ruumidesse, nagu nutikellade ja mikropumbade korpustesse, ilma seadme struktuurilise tugevuse kompromisse tegemata.

• Kompaktne disain: enamik mudelitest on integreeritud pakendiga, kus tundlikud komponendid ja signaalitöötlusahelad on ühendatud mikrosuurusesse korpusesse. Mõned variandid toetavad õlendatud paigaldusvõimalusi, nagu pinnakinnituse tehnoloogia (SMT) või juhtmete ühendused, mis on sobivad otseste plaatide (PCB) jootmisele või kiirpaigaldusele.

2) Kaalu mõõtmise jõudluse eelised

• Laiatevaheline täpne mõõtmine: süsteem hõlmab vahemikku 0,1 g kuni 50 kg, põhimõõtmise täpsus on ±0,01%FS kuni ±0,1%FS ja resolutsioon kuni 0,001 g. See vastab nii laboratoorsetele mikrogrammide taseme proovide kaalumise nõuetele kui ka tarbekaupade grammi taseme kaalu jälgimise vajadustele.

• Kiire dünaamiline reaktsioon: ≤10 ms vastusajaga fikseerib see hetkeseisu kaalu muutusi reaalajas, näiteks kiirelt liikuvate kergkoormustega automaatsete sortimisliinide puhul või meditsiinilise infusiooni tilgumäära jälgimisel, vältides nii mõõtemahaläinud signaalide viivituse tõttu tekkivaid kõrvalekaldeid.

• Stabiilne takistusvõime häirimiste suhtes: Sisseehitatud temperatuurikompeensatsiooni moodul (töötemperatuur -10 ℃ kuni 60 ℃) kompenseerib keskkonna temperatuurikõikumisi. Erinevussignaali väljundiga või elektromagnetlülitisuga tagatakse efektiivne kaitse sisemise ahela häirimiste eest ning andmete stabiilsus.

3) Integreerimis- ja ühilduvusomadused

• Mitme väljundi ühilduvus: Toetab analoogsignaale (0–5 V, 4–20 mA) ja digitaalseid signaale (I2C, SPI, UART), võimaldades otsese ühenduse mikrokontrollerite, ühekiplistike mikrokontrollerite ja kompaktsete PLC-dega ilma täiendavate signaalide tugevdusmooduliteta.

• Materjalide ja mediumite ühilduvus: Tundlikud komponendid on peamiselt valmistatud terasest 316L, tiitandlegerist või insenerikunstainest, korrosioonikindlate korpustega. Need komponendid on ühilduvad erinevate kaalumismediumitega, sealhulgas meditsiiniliste vedelike, toiduainete koostisosade ja elektroonikakomponentidega, vältides tõhusalt saastumist või korrosiooniga seotud kahjustusi.

• Vähese energia tarbimise jõudlus: staatiline võimsuse tarbimine ≤10 mA, väheneb uni-reenes 10 μA, ideaalne patareiga toitetavatele kandelehtmetele (nt käepidadeskaalud, nutikad kandetooted), et pikendada aku eluiga.

2. Põhiprobleemid, mida tuleb lahendada

Kergekoormuse ja miniatuurse kaalumise stsenaariumides seisavad traditsioonilised kaalumissensorid (nt platvormkaalu sensorid ja tööstuslikud kaalumismoodulid) silmitsi probleemidega, nagu liialt suur suurus, kõrge võimsustarve, ebapiisav täpsus ja integratsiooniraskused. Mikrokaalumissensorid lahendavad just neid peamisi probleeme:

• Mikroseadmete integreerimise probleemid: kompaktsetesse seadmetesse, nagu nutikellade kaalujärelevalvefunktsioon või miniatuursete meditsiiniliste pumpade vedelikuannuse reguleerimine, traditsiooniliste sensorite paigaldamise võimatuse lahendamine, saavutades nii kaalumisfunktsiooni kui ka miniatuurse disaini tõttu väikese mõõduga konstruktsiooni.

• Kergekoormuse ja kõrge täpsuse mõõtmise probleem: lahendada traditsiooniliste sensorite täpsuspuudust grammide ja milligrammide skaalal kaalumisel, näiteks laboratoorsete mikroproovide kaalumine, elektrooniliste komponentide kontaktide kaalude tuvastamine, et tagada usaldusväärne andmebaas täpse tootmise ja teadusliku uurimuse jaoks.

• Portaativate seadmete energiatõhususe väljakutsed: kõrvaldada traditsiooniliste sensorite kõrge energiatarbimise tõttu tekkinud lühike aku tööiga, näiteks käepidest kaalud ja väliuurimise proovide kogumise kaalumisseadmed, mis omavad madala võimsuse tarbimise omadusi, et pikendada nende ühekordset kasutuskestust.

• keerulised paigaldusruumi piirangud: aadressid kaalumisnõuded kitsendatud või struktuurilt unikaalsetes keskkondades, näiteks sisemiste komponentide kaalumine automaatse varustuse puhul ja vedeliku kaalu jälgimine torujuhtedes, kasutades pinnakihist paigaldamise või sisseehitatud lahendusi ruumipiirangute ületamiseks.

• mitmestenaariumiline signaalikompatiibelsus: see lahendab traditsiooniliste andurite signaalide ja mikrokontrollerite vahelise mittesobivuse. Digitaalse signaali väljundmudel suudab otse ühenduda mikrokontrollerite (MCU)ga, lihtsustades kompaktsete seadmete ahela disaini ja vähendades R&D-kulusid.

3. Kasutajakogemuse kõrgpunktid

• kõrge integreerimise mugavus: standardiseeritud kontaktide paigutus ja pakendi mõõtmed võimaldavad otseste PCB-loti jootmise või kiire kinnituse kasutamise keeruliste mehaaniliste struktuurideta, vähendades integreerimise aega alla 30 minutiks ning suurendades oluliselt seadmete tootmise efektiivsust.

• Silumisprotsess on lihtne: digitaalsignaalimudelid võimaldavad nullpunkti ja vahemiku kallibreerimise ühe käsu abil, samas kui analoogsignaalimudelitel on suurepärane lineaarsus. Lihtsa ahela silumisega saab need kohe kasutusele võtta, mis vähendab oluliselt R&D-meeskondade tehnilist barjääri.

• Kõrge usaldusväärsus: Temperatuurik kompenseerimine ja häiringukindel disain tagavad andmete kõrvalekaldumise ≤±0,05% FS/aasta, mis kõrvaldab vajaduse sagedase kallibreerimise järele kaasaskantavates või sisseehitatud rakendustes ning vähendab hooldusvajadust märkimisväärselt.

• Paindlik valik: Laia valik mudeleid erinevate mõõtevahemike, signaali tüüpide ja paigaldusviisidega. Valik saab teha otse seadme suuruse, toitepinge ja täpsusnõuete alusel. Mõned tootjad pakuvad lisaks ka väiksemate partide tellimustooteid isikupärastatud vajaduste rahuldamiseks.

• Kulude kontroll on mõistlik: partiiostu korral saab ühiku hinda hoida kümnetest sajanditeni juaanini, mis on üle 50% madalam kui kohandatud mikroandurite lahendus. Samal ajal vähendavad madala energikasutusega omadused seadme üldise energiakulu.

4. Tüüpilised kasutusjuhud

1) Tervishoiu

• Infusioonijälgimisseadmed: Integreerituna infusioonipumbadesse jälgivad nad lahuse kaalu reaalajas muutusi, arvutavad infusioonikiirust ja käivitavad hoiatused, kui lahuse varu on peaaegu otsas, et vältida tühje pudelid, nagu näha intensiivravi üksuste täpsetes infusioonijuhtimises.

• Rehabilitatsiooni- ja hooldusvarustus: hõlmates nutikaid rehabilitatsioonikaaluid ja proteeside kaalusegureid, mis jälgivad kaalu kõikumisi vanemate inimeste rehabilitatsioonitreeningute ajal või pakuvad jõu tagasisidet proteesidele, suurendades nii rehabilitatsiooni ohutust.

• Laboriseadmed: pipette ja biokeemiliste analüsaatorite kasutamine reagentide või proovide kaalumiseks, tagades täpse proovide lisamise, näiteks mikroproovide kaalumine COVID-19-testide komplektides.

2) Tarbeelektroonika ja nutikad kandmisseadmed

• Nutikad kandmisseadmed: integreeritud liikumisloenditesse ja nutikelladesse, võimaldavad need seadmed kaudset kehakaalu ja keharasva mõõtmist ning reaalajas jõu jälgimist treenimise ajal – näiteks jala löögikoormuse analüüs jooksu ajal.

• Nutikoduseadmed: kasutatakse koostisosade kaalumiseks nutiköögi kaaludes ja kohvimasinates, näiteks kohvipulbri täpne kaalumine keetmise kontsentratsiooni reguleerimiseks; või ületäitmise jälgimine nutiprügikastides (prügi mahutavuse määramine kaalu põhjal).

• Kandevad kaalumisseadmed, näiteks minipakia kaalud ja reisisaalid, on kompaktse kujunduse ja madala võimsusega, võimaldades kasutajatel mugavalt kaasas kanda ja kaaluda esemete kaalu reaalajas.

3) Tööstusautomaatika ja mikrotootmine

• Elektronikakomponentide tootmine: SMT (Surface Mount Technology) monteerimisliinidel jälgitakse komponentide, nagu kiipide ja takistite, kaalu defektsete toodete eraldamiseks; või pooljuhtide pakendamisel mõõdetakse korpuse kaalu, et tagada pakendamise kvaliteet.

• Mikroautomaatika seadmed: mikromontaažirobotite lõpp-effektor, mis tajub komponentide kaalu, et kindlaks teha edukat haardest, näiteks nutitelefonide kaamera moodulite kaalumise tuvastamisel.

• Vedeliku reguleerimise seadmed: sisseehitatud mikrodosimispuudritesse ja kütusemanõttesse, kus vedeliku tarnimist jälgitakse kaalu järgi, näiteks täpne kütuse kaalumine kütusemanõttesüsteemides, et tagada põlemise tõhusus.

4) Uurimis- ja testimisvaldkonnad

• Materjaliteaduse uuringud: väikeste materjaliproovide (nt nanomaterjalid, peenkihid) kaalumine või kaalu muutuste mõõtmine venitamise või surve protsesside ajal, et anda andmeid toimivuse analüüsimiseks.

• Keskkonnaseire seadmed: mikrovee kvaliteedi monitorites ja õhuproovide võtmise seadmetes mõõdetakse kogutud proovite kaalu, et arvutada saastainete kontsentratsioonid, näiteks atmosfääri pulbakeste kaalu analüüs pärast proovivõtmist.

5) Logistika ja kaubandussektorid

• Mikrosorteerimissüsteem: kiirekohaletoimetamise automaatse sorteerimisliini lõpus kaalutakse väikeseid pakte, et liigitada neid kaalu järgi; või tuvastatakse tooted kaalumise kaudu (kaalude andmebaasi abil) inimeseta kaupluste enneteeninduskaassidel.

• Kaupluste kaalumisseadmed, näiteks eseme- ja hõbedakaalud, on mõeldud väärtuslike esemete, nagu kuld ja teemandid, täpseks kaalumiseks. Väikese mõõduga seadmed on kompaktne ja neid saab hõlpsasti kassalauale asetada, võttes endaga vähe ruumi.

Kokkuvõte

Mikrokaalumissensorid, mille põhivõimed on „kompaktne suurus, kõrge täpsus ja madal võimsustarve“, on ületanud traditsiooniliste kaalumisseadmete ruumilised ja mõõtmispiirangud. Need täidavad täpselt kergekoormuse kaalumisnõudeid valdkondades, nagu meditsiin, tarbeelektroonika ja mikrotootmine. Nende mugav integratsioon, stabiilne toimimine ja kuluefektiivne disain ei soodusta mitte ainult mikroseadmete funktsionaalset täiustamist, vaid pakuvad usaldusväärset tuge kaalumise „täpsuse, miniatuurse ja nutikuse“ saavutamiseks kõikides tööstusharudes. Seetõttu on need saanud oluliseks osaks kaasaegses anduritehnoloogias.

Detailse kuvamine

Parameetrid