سنسور میکرو آلومینیومی CZL616C

معرفی محصول

سنسورهای وزن‌دهی در مقیاس میکرو، دستگاه‌های کوچک اندازه‌گیری وزن هستند که بر اساس اثر کرنش توسعه یافته‌اند. مکانیزم اصلی آن‌ها شامل تبدیل سیگنال‌های وزن به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری از طریق ساختارهای ریز حساس (به عنوان مثال الاستومرها با گیج کرنش) است. این سنسورها که معمولاً ابعادی در حد چند تا چند ده سانتیمتر مکعب دارند، در محدوده‌ای از گرم تا کیلوگرم عمل می‌کنند و مزایای همزمان ابعاد کوچک و دقت بالا را دارند. به عنوان مؤلفه‌های ضروری در کاربردهای وزن‌دهی سبک و در فضاهای محدود، به طور گسترده در تجهیزات پزشکی، الکترونیک مصرفی، دستگاه‌های هوشمند و آزمایش‌های تحقیقات علمی استفاده می‌شوند و به عنوان پایه‌ای حیاتی برای حسگری وزن در دستگاه‌های میکرویی عمل می‌کنند.

1. ویژگی‌ها و عملکردهای اصلی

1) ویژگی اصلی کوچک‌سازی

• فراکوچک و سبک: اندازه‌های استاندارد از ۵ میلی‌متر × ۵ میلی‌متر × ۲ میلی‌متر تا ۳۰ میلی‌متر × ۲۰ میلی‌متر × ۱۰ میلی‌متر متغیر است، که در برخی مدل‌های سفارشی تا ابعاد میلی‌متری کاهش یافته و وزنی بین ۰٫۱ گرم تا ۵ گرم دارند. این امر امکان ادغام روان در فضاهای باریک مانند ساعت‌های هوشمند و پوسته‌های میکروپمپ را بدون تخریب یکپارچگی ساختاری دستگاه فراهم می‌کند.

• طراحی فشرده: بیشتر مدل‌ها دارای بسته‌بندی یکپارچه هستند و اجزای حساس و مدارهای شرط‌بندی سیگنال را درون یک پوسته ریز ترکیب می‌کنند. برخی انواع از گزینه‌های نصب نازک مانند فناوری نصب سطحی (SMT) یا اتصالات سیمی پشتیبانی می‌کنند که با لحیم‌کاری مستقیم روی برد مدار چاپی یا نصب فشاری سازگارند.

۲) مزایای عملکردی وزنی

• اندازه‌گیری دقیق با محدوده گسترده: سیستم محدوده‌ای از ۰٫۱ گرم تا ۵۰ کیلوگرم را پوشش می‌دهد، با دقت اصلی اندازه‌گیری بین ±۰٫۰۱٪FS تا ±۰٫۱٪FS و وضوح تا ۰٫۰۰۱ گرم. این سیستم هم نیازهای آزمایشگاهی مربوط به وزن‌گیری نمونه‌ها در سطح میکروگرم و هم نیازهای نظارت بر وزن در سطح گرم در الکترونیک مصرفی را برآورده می‌کند.

• پاسخ‌دهی پویای سریع: با زمان پاسخ‌دهی ≤10ms، تغییرات لحظه‌ای وزن را به‌صورت زنده ثبت می‌کند؛ مانند اندازه‌گیری بار سبک با سرعت بالا در خطوط تفکیک خودکار و نظارت بر نرخ قطره‌ریزی در تزریق‌های پزشکی، و از انحرافات اندازه‌گیری ناشی از تأخیر سیگنال جلوگیری می‌کند.

• قابلیت مقاومت پایدار در برابر تداخل: ماژول جبران دمای داخلی (در دمای -10℃ تا 60℃ کار می‌کند) نوسانات دمای محیطی را خنثی می‌سازد. با قابلیت خروجی سیگنال دیفرانسیلی یا محافظت الکترومغناطیسی، به‌طور مؤثری از تداخل مدارهای داخلی جلوگیری کرده و پایداری داده‌ها را تضمین می‌کند.

3) ویژگی‌های یکپارچه‌سازی و سازگاری

• سازگاری چند خروجی: از سیگنال‌های آنالوگ (0-5V، 4-20mA) و سیگنال‌های دیجیتال (I2C، SPI، UART) پشتیبانی می‌کند و امکان اتصال مستقیم به میکروکنترلرها، میکروکنترلرهای تک‌تراشه‌ای و PLCهای کوچک را بدون نیاز به ماژول تقویت سیگنال اضافی فراهم می‌آورد.

• سازگاری مواد و محیط: اجزای حساس عمدتاً از فولاد ضدزنگ 316L، آلیاژ تیتانیوم یا پلاستیک‌های مهندسی ساخته شده‌اند و پوسته‌های مقاوم در برابر خوردگی دارند. این اجزا با انواع محیط‌های وزن‌گیری از جمله مایعات پزشکی، مواد اولیه غذایی و قطعات الکترونیکی سازگار هستند و به‌طور مؤثر از آلودگی یا آسیب ناشی از خوردگی جلوگیری می‌کنند.

• عملکرد کم‌مصرف: مصرف توان در حالت ایستا ≤10mA و در حالت خواب تا 10μA کاهش می‌یابد که این ویژگی آن را برای دستگاه‌های قابل حمل با تغذیه باتری (مانند ترازوها دستی و لوازم پوشیدنی هوشمند) ایده‌آل کرده و عمر باتری را افزایش می‌دهد.

۲. مشکلات اصلی صنعت که باید حل شوند

در سناریوهای وزن‌گیری با بار کم و کوچک‌شده، سنسورهای سنتی وزن‌گیری (مانند سنسورهای ترازوی سکویی و ماژول‌های وزن‌گیری صنعتی) با چالش‌هایی مانند ابعاد زیاد، مصرف بالای انرژی، دقت ناکافی و مشکلات ادغام مواجه هستند. سنسورهای میکرو وزن‌گیری به‌طور خاص برای رفع این مشکلات اصلی طراحی شده‌اند:

• چالش های ادغام میکرو دستگاه ها: رفع عدم توانایی سنسورهای سنتی برای قرار دادن در دستگاه های جمع و جور، مانند عملکرد نظارت بر وزن در مچ بند های هوشمند یا کنترل دوز مایع در پمپ های پزشکی کوچک، با دستیابی به عملکرد وزن و کوچک سازی از طریق طراحی جمع و جور.

• مشکل بار سبک و اندازه گیری دقیق: برای حل مشکل عدم دقت کافی سنسورهای سنتی در وزن مقیاس گرم و میلی گرم، مانند وزن نمونه های آزمایشگاهی، تشخیص وزن پین قطعات الکترونیکی، برای ارائه داده های قابل اعتماد برای تولید دقیق و تحقیقات علمی.

• چالش های بهره وری انرژی برای دستگاه های قابل حمل: برای رسیدگی به مشکل عمر کوتاه باتری ناشی از مصرف انرژی بالا در سنسورهای سنتی، مانند تراز های بسته های دستی و تجهیزات وزن نمونه برداری در فضای باز، این دستگاه ها دارای ویژگی های کم مصرف برای افزایش مدت زمان استفاده یکبار مصرف هستند.

• محدودیت‌های پیچیده فضای نصب: با استفاده از راه‌حل‌های نصب سطحی یا تعبیه‌شده برای غلبه بر محدودیت‌های فضایی، به الزامات وزن‌گیری در محیط‌های محدود یا دارای ساختار منحصربه‌فرد، مانند وزن‌گیری قطعات داخلی تجهیزات خودکار و نظارت بر وزن سیال در خطوط لوله می‌پردازد.

• سازگاری چندسناریویی سیگنال: این مورد عدم تطابق بین سیگنال‌های سنتی سنسور و واحدهای ریزپردازنده (MCU) را برطرف می‌کند. مدل خروجی سیگنال دیجیتالی می‌تواند مستقیماً با ریزپردازنده‌ها (MCU) ارتباط برقرار کند، که طراحی مدار را برای دستگاه‌های کوچک‌تر ساده می‌کند و هزینه‌های تحقیق و توسعه را کاهش می‌دهد.

۳. نقاط برجسته تجربه کاربری

• راحتی بالای یکپارچه‌سازی: چیدمان استاندارد پین و ابعاد بسته‌بندی امکان لحیم‌کاری مستقیم روی برد مدار چاپی (PCB) یا ثابت‌کردن نوع فشاری را بدون نیاز به ساختارهای مکانیکی پیچیده فراهم می‌کند، زمان یکپارچه‌سازی را به کمتر از ۳۰ دقیقه کاهش می‌دهد و به‌طور چشمگیری کارایی تولید تجهیزات را افزایش می‌دهد.

• فرآیند عیب‌یابی ساده است: مدل‌های سیگنال دیجیتال امکان کالیبراسیون یک‌کلیکه نقطه صفر و محدوده را از طریق دستورات فراهم می‌کنند، در حالی که مدل‌های سیگنال آنالوگ دارای خطی‌بودن عالی هستند. با تنها انجام عیب‌یابی اولیه مدار، این قطعات بلافاصله قابل استفاده هستند و مانع فنی برای تیم‌های تحقیق و توسعه را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.

• عملکرد بسیار قابل اعتماد: طراحی جبران دمایی و ضد تداخل، اطمینان حاکم بر آن است که انحراف داده‌ها ≤±0.05%FS/سال باشد، که نیاز به کالیبراسیون مکرر را در کاربردهای قابل حمل یا تعبیه‌شده حذف می‌کند و نیازهای نگهداری را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

• انتخاب انعطاف‌پذیر: طیف گسترده‌ای از مدل‌ها با محدوده‌های اندازه‌گیری، انواع سیگنال و روش‌های نصب مختلف. شما می‌توانید مستقیماً بر اساس ابعاد تجهیزات، ولتاژ تغذیه و نیازهای دقت انتخاب کنید. برخی از تولیدکنندگان همچنین از سفارشی‌سازی در سفارش‌های کوچک پشتیبانی می‌کنند تا نیازهای شخصی‌سازی شده را برآورده کنند.

• کنترل هزینه منطقی است: هزینه واحد در صورت خرید عمده می‌تواند بین چند ده تا چند صد یوان کنترل شود که بیش از ۵۰٪ نسبت به روش حسگری اختصاصی کاهش یافته است. در همین حال، ویژگی مصرف پایین انرژی، هزینه کلی مصرف انرژی تجهیزات را کاهش می‌دهد.

4. موارد استفاده متداول

۱) مراقبت‌های بهداشتی

• دستگاه‌های نظارت بر تزریق: این دستگاه‌ها در پمپ‌های تزریق یکپارچه شده‌اند، تغییرات لحظه‌ای وزن محلول را نظارت می‌کنند، سرعت تزریق را محاسبه می‌کنند و هنگامی که محلول تقریباً تمام شده باشد، هشدار فعال می‌کنند تا از خالی شدن بطری جلوگیری شود، همان‌طور که در کنترل دقیق تزریق در واحدهای مراقبت ویژه مشاهده می‌شود.

• تجهیزات توانبخشی و پرستاری: شامل ترازوی هوشمند توانبخشی و حسگرهای وزنی برای اندام‌های مصنوعی که نوسانات وزن را در طول تمرین‌های توانبخشی سالمندان یا فراهم کردن بازخورد نیروی اندام‌های مصنوعی نظارت می‌کنند و بدین ترتیب ایمنی توانبخشی را افزایش می‌دهند.

• تجهیزات آزمایشگاهی: استفاده از پیپت و دستگاه‌های تجزیه‌وتحلیل بیوشیمیایی برای اندازه‌گیری وزن معرف‌ها یا نمونه‌ها، که اطمینان از افزودن دقیق نمونه‌ها را فراهم می‌کند، مانند توزین نمونه‌های خیلی کوچک برای کیت‌های آزمایش کووید-۱۹.

2) الکترونیک مصرفی و لوازم پوشیدنی هوشمند

• وسایل پوشیدنی هوشمند: این دستگاه‌ها در ردیاب‌های تناسب اندام و ساعت‌های هوشمند یکپارچه شده‌اند و اندازه‌گیری غیرمستقیم وزن بدن و چربی بدن، همچنین نظارت بر نیروی وارده در حین ورزش را امکان‌پذیر می‌کنند؛ مثلاً تحلیل وزن ضربه پا در حین دویدن.

• دستگاه‌های خانه هوشمند: از این دستگاه‌ها برای وزن‌کردن مواد در ترازوی آشپزخانه هوشمند و دستگاه‌های قهوه‌ساز استفاده می‌شود، مانند اندازه‌گیری دقیق پودر قهوه برای کنترل غلظت دم‌کردن؛ یا نظارت بر سرریز در سطل‌های زباله هوشمند (تعیین ظرفیت زباله از طریق وزن).

• دستگاه‌های قابل حمل برای وزن‌گیری، مانند ترازوی بسته‌های کوچک و ترازوی باربری، طراحی فشرده و مصرف انرژی پایینی دارند که به کاربران اجازه می‌دهد به راحتی آن‌ها را حمل کنند و در عین حال وزن اقلام را به‌صورت زمان واقعی اندازه‌گیری کنند.

3) اتوماسیون صنعتی و تولید خُرد

• تولید اجزای الکترونیکی: در خطوط مونتاژ SMT (فناوری نصب سطحی)، وزن اجزایی مانند تراشه‌ها و مقاومت‌ها را پایش کنید تا اقلام معیوب حذف شوند؛ یا در بسته‌بندی نیمه‌هادی‌ها، وزن مواد رزین‌پوش را اندازه‌گیری کنید تا کیفیت بسته‌بندی تضمین شود.

• تجهیزات خودکارسازی خُرد: یک عنصر انتهایی برای ربات‌های مونتاژ خُرد که وزن قطعات را حس می‌کند تا موفقیت در گرفتن آن‌ها را تعیین کند، مانند تشخیص وزن ماژول‌های دوربین گوشی‌های هوشمند.

• دستگاه‌های کنترل سیال: در پمپ‌های دقیق و انژکتورهای سوخت جاسازی می‌شوند و تحویل سیال را از طریق وزن پایش می‌کنند، مانند وزن‌کری دقیق سوخت در سیستم‌های تزریق سوخت، به‌منظور تضمین کارایی احتراق.

4) زمینه‌های تحقیقاتی و آزمایشگاهی

• تحقیقات علوم مواد: اندازه‌گیری وزن نمونه‌های کوچک مواد (مانند نانومواد، لایه‌های نازک) یا تغییرات وزن در حین فرآیندهای کششی یا فشاری به‌منظور ارائه داده برای تحلیل عملکرد.

• تجهیزات نظارت محیطی: در دستگاه‌های نظارت کوچک کیفیت آب و دستگاه‌های نمونه‌برداری هوا، وزن نمونه‌های جمع‌آوری‌شده اندازه‌گیری می‌شود تا غلظت آلاینده‌ها محاسبه شود، مانند تجزیه وزنی ذرات معلق جوی پس از نمونه‌برداری.

5) بخش‌های لجستیک و خرده‌فروشی

• سیستم مرتب‌سازی ریز: در انتهای خط تفکیک خودکار مرسولات پستی، وزن بسته‌های کوچک اندازه‌گیری می‌شود تا بر اساس وزن دسته‌بندی شوند؛ یا در صندوق‌های خودپرداز فروشگاه‌های بدون مغازه، شناسایی کالا از طریق وزن‌کردن (با کمک پایگاه داده وزنی) انجام می‌شود.

• تجهیزات توزین در خرده‌فروشی، مانند ترازوهای جواهرات و ترازوهای فلزات گرانبها، برای اندازه‌گیری دقیق اقلام باارزشی مانند طلا و الماس طراحی شده‌اند. این دستگاه‌ها فشرده هستند و به راحتی می‌توان آن‌ها را روی میز قرار داد بدون اینکه فضای زیادی اشغال کنند.

خلاصه

سنسورهای وزن‌سنجی میکرو، با مزایای اصلی «اندازه کوچک، دقت بالا و مصرف انرژی پایین»، محدودیت‌های فضایی و اندازه‌گیری دستگاه‌های سنتی وزن‌سنجی را برطرف کرده‌اند. این سنسورها به‌طور دقیق به نیازهای وزن‌سنجی بارهای سبک در حوزه‌هایی مانند پزشکی، الکترونیک مصرفی و تولید میکرو پاسخ می‌دهند. یکپارچه‌سازی آسان، عملکرد پایدار و طراحی مقرون‌به‌صرفه آنها نه‌تنها به ارتقای عملکردی دستگاه‌های میکرو کمک می‌کند، بلکه پشتیبانی قابل‌اطمینانی برای دستیابی به «دقت، کوچک‌سازی و هوشمندی» در فرآیندهای وزن‌سنجی در سراسر صنایع فراهم می‌کند. در نتیجه، این سنسورها به یکی از شاخه‌های ضروری فناوری نوین سنسور تبدیل شده‌اند.

نمایش جزئیات

پارامترها