سنسور وزن‌گیری تیر موازی CZL642F

معرفی محصول

پرتو موازی سلول‌های بار عناصر تشخیص حساس به نیرو هستند که بر اساس اصل کرنش-مقاومتی عمل می‌کنند و از یک الاستومر دو تیر موازی یا تک تیر موازی به عنوان ساختار اصلی تشکیل شده‌اند. هنگامی که تحت اثر نیرو قرار می‌گیرند، تغییر شکل خمشی تیر باعث می‌شود که گیج کرنش، تغییرات مقاومتی تولید کند که سپس به سیگنال‌های الکتریکی استاندارد تبدیل می‌شود. این عناصر ترکیبی از مزایایی مانند دقت بالا در بارهای کم، مقاومت صفحه‌ای در برابر بارهای غیرمرکزی و نصب آسان را دارند و به‌طور گسترده در سناریوهای اندازه‌گیری توزین با محدوده کوچک، نیروی صفحه‌ای و اندازه‌گیری تعبیه‌شده استفاده می‌شوند. در ادامه جزئیات از طریق ابعاد اصلی ارائه شده‌اند تا نیازهای محصول انتخاب، ارزیابی فنی و تهیه راه‌حل پاسخ دهند:

1.ویژگی‌ها و عملکرد محصول

ویژگی های اصلی

• طراحی ساختاری: از ساختار تیر موازی یکپارچه استفاده می‌کند (ضخامت تیر 2-15 میلی‌متر، طول 20-150 میلی‌متر)، با توزیع یکنواخت تنش که در بخش میانی تیر متمرکز شده است، قادر به تحمل نیروهای چند زاویه‌ای در صفحه است، ظرفیت باربری عالی در برابر بارهای خارج از مرکز (قابلیت تحمل بارهای خارج از مرکز در صفحه در محدوده ±20% تا ±30% بار نامی) و فاقد نقاط کور تنش مشهود است.

• عملکرد دقیق: سطوح دقت از C1 تا C3 را شامل می‌شود، که مدل‌های رایج به سطح C2 دست می‌یابند. خطای غیرخطی‌بودن ≤±0.01%FS، خطای تکرارپذیری ≤±0.005%FS، دریفت صفر ≤±0.002%FS/℃، و عملکرد دقتی بهتر از سنسورهای مشابه در محدوده‌های کوچک 0.1kg تا 500kg.

• مواد و حفاظت: الاستومرها معمولاً از آلیاژ آلومینیوم (برای کاربردهای سبک‌وزن)، فولاد آلیاژی (برای کاربردهای صنعتی عمومی) یا فولاد ضدزنگ 304/316L (برای محیط‌های خورنده) ساخته می‌شوند و پوشش سطحی آن‌ها شامل آندایز، روکش نیکل یا پسیویت شدن است؛ سطح حفاظت معمولاً IP65/IP67 است و مدل‌های فود گرید می‌توانند به IP68 دست یابند که برای محیط‌های پیچیده مختلف مناسب هستند.

• سازگاری نصب: سوراخ‌های نصب استاندارد (سوراخ‌های رزوه‌دار یا سوراخ‌های صاف) در پایین تعبیه شده‌اند و امکان نصب با بولت یا چسب را فراهم می‌کنند. برخی از مدل‌های میکرو را می‌توان به‌صورت توکار نصب کرد که برای فضای باریک دستگاه‌های توزین روی میز و تجهیزات خودکار مناسب است و یک واحد تکی می‌تواند نیازهای توزین صفحه‌ای را برآورده کند.

توابع اصلی

• اندازه‌گیری نیروی بار کم: تمرکز بر توزین بار سبک در حالت ایستا/شبه پویا (زمان پاسخ ≤4ms)، با محدوده‌ای که از 0.1 کیلوگرم تا 500 کیلوگرم را پوشش می‌دهد و کاربردهای رایج عمدتاً در محدوده 1 تا 200 کیلوگرم متمرکز شده‌اند. مدل‌های میکرو قادر به اندازه‌گیری محدوده بسیار کوچک 0.01 کیلوگرم هستند.

• انواع مختلف خروجی سیگنال: سیگنال‌های آنالوگ (4-20mA، 0-3V، 0-5V) و سیگنال‌های دیجیتال (RS485/Modbus RTU، I2C) ارائه می‌شود. مدل‌های هوشمند میکرو دارای ماژول‌های شرط‌بندی سیگنال هستند و می‌توانند مستقیماً به ریزپردازنده‌ها و ماژول‌های اینترنت اشیا متصل شوند.

• عملکرد حفاظت ایمنی: دارای جبران دمایی در محدوده وسیع (-10℃~70℃)، حفاظت در برابر بار اضافی (150%-200% بار نامی، معمولاً 150% برای مدل‌های آلیاژ آلومینیومی) و برخی مدل‌ها شامل ساختار بافر ضد ضربه هستند.

• پایداری بلندمدت: طول عمر خستگی ≥10⁷ چرخه بار، با دریفت سالانه ≤±0.01%FS تحت بار نامی، مناسب سناریوهای عملیاتی طولانی‌مدت مانند سوپرمارکت‌ها و آزمایشگاه‌ها.

2. مشکلات اصلی حل‌شده

• دقت ناکافی در شرایط بار کم: با هدف حل مشکل خطای زیاد سنسورهای سنتی در موارد با محدوده کمتر از 10 کیلوگرم، از طریق طراحی بهینه‌شده تنش تیر، خطای اندازه‌گیری در حد ±0.005%FS کنترل شده است و مشکلات مربوط به وزن‌کردن مواد غذایی، شمارش داروها و نیازهای دقت بالا را حل می‌کند.

• اندازه‌گیری نادرست بار خارج از مرکز در سطوح تخت: ویژگی توزیع یکنواخت تنش در ساختار تیر موازی به‌طور مؤثری می‌تواند اثر بار خارج از مرکز ناشی از جابجایی جسم وزن‌شده را خنثی کند و مشکل دقت در وضعیت‌های غیرثابت قرارگیری مواد در دستگاه‌های وزن‌کشی رومیزی و تجهیزات مرتب‌سازی را حل می‌کند.

• دشواری در نصب یکپارچه تجهیزات: ساختار فشرده و روش نصب انعطاف‌پذیر، نیازهای نصب تعبیه‌شده در تجهیزات خودکار و لوازم خانگی هوشمند را برآورده می‌کند، بدون آن‌که نیاز به تغییر در ساختار اصلی تجهیزات باشد و هزینه یکپارچه‌سازی را کاهش می‌دهد.

• سازگاری ضعیف با محیط‌های متعدد: با ارتقاء مواد و سطح حفاظت، مشکلات آسیب به سنسور و انحراف سیگنال در شرایطی مانند رطوبت (مثلاً توزین در آبزی‌پروری)، خوردگی (مثلاً توزین مواد شیمیایی) و گرد و غبار (مثلاً فرآوری آرد) را حل می‌کند.

• فشار هزینه بر تجهیزات کوچک: یک سنسور تکی می‌تواند نیازهای توزین در صفحه تخت را برآورده کند و دیگر نیازی به ترکیب چندین سنسور نیست. همچنین، استفاده از آلیاژ آلومینیوم وزن و هزینه محصول را کاهش می‌دهد و مشکل کنترل هزینه در دستگاه‌های توزین کوچک و الکترونیک مصرفی را حل می‌کند.

۳. تجربه کاربر

• نصب بسیار ساده: سوراخ‌های نصب استاندارد و سطوح مرجع موقعیت‌یابی، نیازی به ابزارهای کالیبراسیون تخصصی ندارند و نصب تنها با یک پیچ‌گوشتی معمولی امکان‌پذیر است. نیاز به تراز بودن کم (≤0.1mm/m) و امکان انجام تنظیمات توسط یک نفر در کمتر از 10 دقیقه.

• آستانه عملیاتی پایین: پشتیبانی از صفرکردن با یک دکمه و کالیبراسیون تک‌نقطه‌ای دستگاه‌های وزن‌سنج (فقط با یک وزنه استاندارد معادل 100% بار نامینال)، مدل‌های دیجیتالی را می‌توان به سرعت از طریق نرم‌افزار کامپیوتری کالیبره کرد و افراد غیرمتخصص به راحتی می‌توانند آن را بهره‌برداری کنند.

• هزینه نگهداری بسیار پایین: ساختار کاملاً درزگیر شده، نفوذ گرد و غبار و رطوبت را کاهش می‌دهد و نرخ متوسط سالانه خرابی ≤0.2% دارد؛ مدل آلیاژ آلومینیوم سبک‌وزن (حداقل تنها 5 گرم) است، تعویض آن آسان است و در نگهداری نیازی به تجزیه سازه‌های بزرگ نیست.

• بازخورد دقیق داده‌ها: نوسان داده‌های اندازه‌گیری استاتیکی ≤±0.003%FS، بدون هیسترزیس در سناریوهای شبه پویا؛ مدل‌های دیجیتال دارای قابلیت جبران دریفت صفر هستند، نیازی به کالیبراسیون مکرر نیست و پایداری داده‌ها قوی است.

• سازگاری مناسب با یکپارچه‌سازی: مدل میکرو از نظر اندازه کوچک است (حداقل اندازه 20mm×10mm×5mm) و می‌تواند در داخل دستگاه‌های هوشمند بدون تأثیر بر طراحی ظاهری دستگاه جاسازی شود؛ خروجی سیگنال آن با کنترلر‌های کوچک رایج سازگار است و به صورت دوکانه قابل استفاده است.

4. سناریوهای کاربردی معمول

1) دستگاه‌های وزن‌گیری سبک عمرانی و تجاری

• ترازوهای قیمت‌گذاری سوپرمارکت/ترازوهای الکترونیکی سکویی: واحد حسگر اصلی ترازوهای قیمت‌گذاری 3-30 کیلوگرمی، طراحی سبک‌وزن از جنس آلیاژ آلومینیوم و ویژگی مقاومت در برابر بار غیرمرکزی، دقت یکنواخت در موقعیت‌های مختلف قرارگیری را تضمین می‌کند و خطا ≤±1 گرم است.

• مقیاس‌های الکترونیکی مرسولات: تجهیزات وزن‌گیری مرسولات 1-50 کیلوگرمی، جنس فولاد ضدزنگ مقاوم در برابر آلودگی و آسان برای تمیز کردن، درجه حفاظت IP67 مناسب محیط‌های مرطوب و گرد و غبار دار نقاط تحویل مرسولات است و امکان وزن‌گیری پیوسته و سریع را فراهم می‌کند.

• ترازوهای آشپزخانه/ترازوهای شیرینی‌پزی: ترازوهای دقیق آشپزخانه 0.01-5 کیلوگرمی، با سنسورهای پرتو موازی میکرو که دقت سطح میلی‌گرمی را فراهم می‌کنند و خروجی سیگنال دیجیتال دارند و با نمایشگرهای با وضوح بالا سازگار هستند و نیاز به تناسب دقیق مواد اولیه را برآورده می‌کنند.

2) تجهیزات اتوماسیون صنعتی

• تجهیزات مرتب‌سازی خودکار: دستگاه‌های توزین در خطوط تفکیک در صنایع غذایی و سخت‌افزاری، که زیر نوار نقاله تفکیک نصب می‌شوند و وزن محصول را به‌صورت لحظه‌ای تشخیص داده و با مکانیزم تفکیک همکاری می‌کنند، با دقت تفکیک تا ±0.1 گرم.

• تشخیص مواد روی خطوط مونتاژ: تشخیص کمبود مواد در خطوط مونتاژ قطعات الکترونیکی، که با استفاده از وزن‌گیری تعیین می‌کند آیا مواد وجود دارند یا خیر (مثلاً مونتاژ باتری تلفن همراه)، با زمان پاسخگویی ≤4 میلی‌ثانیه که برای خطوط سریع مناسب است.

• کنترل کمّی دستگاه‌های بسته‌بندی: وزن‌گیری کمّی برای دستگاه‌های بسته‌بندی ذرات/پودرهای کوچک، با مدل‌های دقت C2 که خطای وزن هر کیسه را ≤ ±0.2% تضمین می‌کنند و استانداردهای سنجش را برآورده می‌سازند.

3) صنایع غذایی و دارویی

• وزن‌گیری مواد اولیه دارویی: وزن‌گیری مواد خام با دوز کم (0.1 - 10kg) در صنعت داروسازی، با ماده فولاد ضدزنگ 316L + گواهی GMP، سطحی پولیش‌شده بدون گوشه‌های مرده برای ضدعفونی و استریل‌سازی آسان، دقت ≤ ±0.01%FS.

• توزین محصولات آبزی و گوشت: تجهیزات برش و توزین در کشتارگاه‌ها و بازارهای فروش محصولات آبزی، با طراحی ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی (IP68)، قابل شست‌وشوی مستقیم، مناسب محیط‌های کاری مرطوب و پرآب.

4) تجهیزات تحقیقات علمی و آزمایشگاهی

• توزین در آزمایش‌های بیولوژیکی: توزین مواد معرف و نمونه‌ها در آزمایشگاه‌ها، مدل‌های با محدوده بسیار کوچک (0.01 - 1 کیلوگرم) قادر به برآوردن نیازهای دقت بالا در کشت میکروبی و تنظیم نسبت مواد شیمیایی هستند.

• اندازه‌گیری نیرو در تجهیزات پزشکی: اندازه‌گیری نیرو/وزن در تجهیزات توانبخشی (مانند دستگاه‌های اندازه‌گیری نیروی دست) و مقیاس‌های پزشکی (مقیاس‌های نوزاد)، با طراحی سبک از آلیاژ آلومینیوم که قابلیت حمل‌ونقل تجهیزات را بهبود می‌بخشد، با دقت تا ±0.005%FS.

5) الکترونیک مصرفی هوشمند و دستگاه‌های اینترنت اشیا

• لوازم خانگی هوشمند: تشخیص وزن لباس در ماشین‌های لباس‌شویی و اندازه‌گیری وزن دانه‌های قهوه در دستگاه‌های قهوه‌ساز، با استفاده از سنسورهای ریز و مدفون که کنترل هوشمند تجهیزات را فراهم کرده و تجربه کاربری را ارتقا می‌دهد.

• ترمینال‌های اینترنت اشیا: نظارت بر وزن قفسه‌های هوشمند و زباله‌دان‌های هوشمند، با مدل‌های دیجیتال کم‌مصرف که از انتقال بی‌سیم NB-IoT پشتیبانی می‌کنند، مناسب برای سناریوهای مدیریت از راه دور اینترنت اشیا.

5. دستورالعمل استفاده (راهنمای عملی)

1) فرآیند نصب

• آماده‌سازی: سطح نصب را تمیز کنید (لکه‌های روغن و برآمدگی‌ها را بردارید)، ظاهر سنسور را بررسی کنید (بدنه تیر بدون تغییر شکل و کابل بدون آسیب)، پیچ‌های نصب مناسب را برحسب محدوده انتخاب کنید (از استفاده از پیچ‌های با استحکام بالا برای مدل‌های آلیاژ آلومینیومی خودداری کنید).

• موقعیت‌یابی و ثابت‌کردن: سنسور را به‌صورت افقی روی سطح بارگیر نصب کنید، اطمینان حاصل کنید که بار دقیقاً در بالای بدنه تیر و به‌صورت عمودی اعمال شود (از ضربه‌های جانبی جلوگیری کنید); از آچار گشتاور برای محکم کردن پیچ‌ها استفاده کنید (۵ تا ۱۰ نیوتن‌متر برای مدل‌های آلیاژ آلومینیومی، ۱۰ تا ۲۰ نیوتن‌متر برای فولاد آلیاژی)، از محکم کردن بیش از حد که موجب آسیب به بدنه تیر می‌شود، جلوگیری کنید.

• مشخصات سیم‌کشی: برای سیگنال‌های آنالوگ، از «قرمز - منبع تغذیه +، مشکی - منبع تغذیه -، سبز - سیگنال +، سفید - سیگنال -» پیروی کنید. برای سیگنال‌های دیجیتال، اتصال را بر اساس تعریف پین انجام دهید؛ هنگام سیم‌کشی مدل‌های ریز، از کشیدن کابل خودداری کنید و پیشنهاد می‌شود حداقل 5 سانتی‌متر طول اضافی رزرو شود.

• پوشش حفاظتی: در محیط‌های مرطوب، اتصال کابل را با نوار ضد آب درزگیری کنید و در صنایع غذایی، پس از استفاده سطح سنسور را به‌موقع تمیز کنید تا از خوردگی ناشی از مواد باقی‌مانده جلوگیری شود.

2) کالیبراسیون و راه‌اندازی

• کالیبراسیون صفر: دستگاه را روشن کرده و به مدت 10 دقیقه گرم کنید، دستور «کالیبراسیون صفر» را اجرا کنید و اطمینان حاصل کنید که خروجی صفر در محدوده ±0.001%FS باشد. در صورت بیش‌بودن انحراف، بررسی کنید که آیا سطح نصب صاف است یا خیر.

• کالیبراسیون بار: یک وزنه استاندارد معادل 100% بار نامی را قرار دهید (در موارد با محدوده کوچک از وزنه‌های استاندارد استفاده شود)، مقدار سیگنال خروجی را ثبت کنید و خطای آن را از طریق دستگاه یا نرم‌افزار اصلاح کنید و اطمینان حاصل کنید که خطای باقی‌مانده کمتر یا مساوی مقدار مجاز درجه دقت مربوطه باشد (درجه C2 ≤ ±0.01%FS).

• آزمون بار خارج از مرکز: وزنه یکسان را در موقعیت‌های مختلف روی سطح تحمل بار سنسور قرار دهید، ثبات ن readings را مشاهده کنید، انحراف باید ≤ ±0.02% FS باشد، در غیر این صورت باید تراز نصب تنظیم شود.

3) نگهداری روزانه

• بازرسی منظم: هر هفته سطح سنسور را تمیز کنید، هر ماه اتصالات سیم‌کشی را از نظر شل شدن بررسی کنید؛ هر سه ماه یک‌بار ترازوی سوپرمارکت را کالیبره کنید و هر ماه تجهیزات آزمایشگاهی را کالیبره نمایید.

• رفع نقص: هنگامی که داده‌ها افت و خیز دارند، ابتدا ولتاژ تغذیه را بررسی کنید (باید در محدوده پایدار 5-24 ولت مستقیم باشد، معمولاً برای مدل‌های ریز 5 ولت است)؛ هنگامی که نمایشگر نشانه‌های غیرعادی دارد، از بار زیاد بررسی کنید (مدل‌های آلیاژ آلومینیومی به دلیل بار زیاد مستعد تغییر شکل دائمی هستند) و در صورت لزوم سنسور را تعویض کنید.

6. روش انتخاب (تطابق دقیق با نیازها)

1) تعیین پارامترهای اصلی

• انتخاب محدوده: بر اساس ۱٫۲ تا ۱ برابر حداکثر وزن واقعی انتخاب کنید (مثلاً برای حداکثر وزن ۱۰ کیلوگرم، سنسور ۱۲ تا ۱۴ کیلوگرمی قابل انتخاب است)، از دقت ناکافی ناشی از محدوده خیلی بزرگ در شرایط بار کم جلوگیری کنید.

• سطح دقت: در آزمایشگاه/پزشکی سطح C1 را انتخاب کنید (خطا ≤ ± ۰٫۰۰۵٪ FS)، در متروی صنعتی سطح C2 (خطا ≤ ± ۰٫۰۱٪ FS) و در دستگاه‌های وزن‌زنی عمومی سطح C3 (خطا ≤ ± ۰٫۰۲٪ FS) را انتخاب نمایید.

• نوع سیگنال: دستگاه‌های وزن‌زنی عمومی سیگنال آنالوگ (۰-۵ ولت) را انتخاب کنند، دستگاه‌های هوشمند سیگنال دیجیتال (I2C/RS485) و سناریوهای اینترنت اشیا مدل‌های مجهز به ماژول بی‌سیم را انتخاب کنند.

2) انتخاب بر اساس سازگاری محیطی

• دما: برای کاربردهای معمولی (-۱۰ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد) مدل معمولی را انتخاب کنید؛ برای محیط‌های سردکن (-۲۰ تا ۰ درجه سانتی‌گراد) مدل مقاوم در برابر سرما و برای محیط‌های با دمای بالا (۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد) نوع جبران‌کننده دمای بالا را انتخاب کنید.

• مادیوم: برای محیط‌های خشک، آلیاژ آلومینیوم را انتخاب کنید؛ برای صنایع مرطوب/غذایی، فولاد ضدزنگ 304 را انتخاب کنید؛ برای محیط‌های خورنده شیمیایی، فولاد ضدزنگ 316L را انتخاب کنید.

• سطح حفاظت: برای محیط‌های داخلی خشک، ≥ IP65؛ برای محیط‌های مرطوب/شستشو، ≥ IP67؛ برای محیط‌های زیر آب یا بسیار خورنده، ≥ IP68.

3) نصب و سازگاری سیستم

• روش نصب: برای ترازوی میزی، نصب با پیچ و مهره را انتخاب کنید؛ برای دستگاه‌های هوشمند، نصب توکار را انتخاب کنید؛ برای مواردی که فضا محدود است، مدل‌های ریز با طول ≤ 30 میلی‌متر را در اولویت قرار دهید.

• سازگاری: اطمینان حاصل کنید که ولتاژ تغذیه و نوع سیگنال سنسور با کنترلر مطابقت داشته باشد. برای مدل‌های ریز، تعریف پین را بررسی کنید تا از خطاهای سیم‌کشی و سوختن ماژول جلوگیری شود.

4) تأیید الزامات اضافی

• الزامات گواهی‌نامه: گواهی FDA/GMP برای صنعت مواد غذایی و دارویی مورد نیاز است، گواهی CMC برای سناریوهای اندازه‌گیری مورد نیاز است و گواهی OIML برای محصولات صادراتی مورد نیاز است.

• عملکردهای ویژه: برای مرتب‌سازی با سرعت بالا، مدلی با زمان پاسخگویی ≤ 3ms انتخاب کنید؛ برای سناریوهای کم‌مصرف، مدل اینترنت اشیا با جریان خواب ≤ 10μA انتخاب نمایید؛ و برای سناریوهای بهداشتی، مدل یکپارچه بدون رزوه یا گوشه‌های مرده را انتخاب کنید.

خلاصه

سنسور وزن‌سنجی پرتو موازی دارای مزایای اصلی «دقت بالا در بار کم، مقاومت در برابر بار نامتقارن و یکپارچه‌سازی آسان» است. راه‌حل اصلی، حل مشکلاتی مانند وزن‌سنجی دقیق در محدوده‌های کوچک، بار نامتقارن مواد و نصب تعبیه‌شده تجهیزات است. تجربه کاربری بر عملکرد ساده، نگهداری بدون دغدغه و هزینه کنترل‌شده متمرکز است. هنگام انتخاب، باید چهار الزام اصلی محدوده، دقت، فضای نصب و محیط را اولویت‌بندی کرد و سپس با سازگاری سیستم و تصمیمات مربوط به عملکردهای اضافی ترکیب کرد. در حین استفاده، باید از بار زیاد و ضربه جانبی اجتناب شود و دستورالعمل‌های کالیبراسیون دوره‌ای به دقت رعایت گردد تا عملکرد پایدار در طول زمان تضمین شود. این سنسور برای دستگاه‌های وزن‌سنجی بار کم، تجهیزات اتوماسیون، مواد غذایی و دارویی و سایر حوزه‌ها مناسب است و راه‌حل احساس بهینه‌ای برای سناریوهای وزن‌سنجی با محدوده کوچک و صفحه تراز محسوب می‌شود.

نمایش جزئیات

پارامترها