سنسور میکرو فولادی CZL902

معرفی محصول

میکرو سلول‌های بار اجزای اندازه‌گیری وزن در ابعاد کوچک هستند که بر اساس اثر کرنش توسعه یافته‌اند. هستهٔ این قطعات، سیگنال‌های وزنی را از طریق ساختارهای بسیار حساس میکرو (مانند الاستومر نوار کرنشی) به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. حجم آنها معمولاً در محدوده چند سانتیمتر مکعب تا چند ده سانتیمتر مکعب کنترل می‌شود و دامنه اندازه‌گیری آنها از گرم تا کیلوگرم متغیر است و مزایای «اندازه کوچک» و «دقت بالا» را با هم ترکیب می‌کند. به عنوان جزء اصلی در سناریوهای وزن‌گیری در شرایط بار کم و فضاهای محدود، به‌طور گسترده در زمینه‌هایی مانند تجهیزات پزشکی، الکترونیک مصرفی، تجهیزات هوشمند و آزمایش تحقیقاتی استفاده می‌شوند و پایه کلیدی برای اجرای حسگری وزن در دستگاه‌های میکرویی محسوب می‌شوند.

1. ویژگی‌ها و عملکردهای اصلی

1) ویژگی‌های اصلی کوچک‌سازی

• حجم فوق‌العاده کوچک و سبک‌وزن: اندازه معمولی از 5×5×2 میلی‌متر تا 30×20×10 میلی‌متر متغیر است و برخی مدل‌های سفارشی می‌توانند به سطح میلی‌متر کاهش یابند، با وزنی تنها بین 0.1 تا 5 گرم، که امکان جاسازی آسان در فضاهای محدود مانند ساعت‌های هوشمند و پمپ‌های ریز را بدون تأثیر بر طراحی ساختاری کلی دستگاه فراهم می‌کند.

• طراحی ساختاری فشرده: اغلب از بسته‌بندی یکپارچه استفاده می‌شود که عناصر حساس و مدارهای شرطی سیگنال را در یک محفظه ریز ترکیب می‌کند. برخی مدل‌ها اشکال نصب نازک و سبک مانند نصب سطحی و نوع سیم‌دار را پشتیبانی می‌کنند و برای لحیم‌کاری مستقیم یا نصب قابل انطباق روی برد مدار چاپی (PCB) مناسب هستند.

2) مزایای عملکرد توزین

• اندازه‌گیری دقیق در محدوده گسترده: محدوده اندازه‌گیری از 0.1 گرم تا 50 کیلوگرم را پوشش می‌دهد، با دقت اصلی اندازه‌گیری ±0.01%FS تا ±0.1%FS و وضوحی تا 0.001 گرم، که قادر است هم نیازهای توزین نمونه‌ها در سطح میکروگرم در آزمایشگاه‌ها و هم نظارت بر وزن در سطح گرم در الکترونیک مصرفی را برآورده کند.

• پاسخ دینامیکی سریع: زمان پاسخگویی ≤10 میلی‌ثانیه است که امکان ثبت لحظه‌ای تغییرات وزنی را فراهم می‌کند، مانند وزن‌گیری سریع با بار کم در خطوط مرتب‌سازی خودکار و نظارت بر تغییرات وزن در تزریق پزشکی قطره‌ای، و از انحرافات اندازه‌گیری ناشی از تأخیر سیگنال جلوگیری می‌کند.

• توانایی پایدار در برابر تداخل: ماژول جبران دمایی داخلی (سازگار با محیط کاری -10 تا 60 درجه سانتی‌گراد) به منظور خنثی‌سازی تأثیر نوسانات دمای محیطی؛ با استفاده از خروجی سیگنال دیفرانسیلی یا طراحی محافظت الکترومغناطیسی در برابر تداخل الکترومغناطیسی مدارهای داخلی دستگاه مقاومت می‌کند و پایداری داده‌ها را تضمین می‌کند.

3) عملکردهای یکپارچه‌سازی و سازگاری

• سازگاری خروجی چندسیگنالی: از سیگنال‌های آنالوگ (0-5 ولت، 4-20 میلی‌آمپر) و سیگنال‌های دیجیتال (I2C، SPI، UART) پشتیبانی می‌کند و می‌تواند مستقیماً به واحدهای کنترل ریز مانند MCU، ریزپردازنده‌های تک‌چیپی و PLCهای کوچک متصل شود و نیازی به ماژول تقویت سیگنال اضافی ندارد.

• سازگاری مواد و محیط: عناصر حساس عمدتاً از فولاد ضدزنگ 316L، آلیاژ تیتانیوم یا پلاستیک‌های مهندسی استفاده می‌کنند و پوسته آن‌ها با پوشش ضد خوردگی پردازش شده است که برای محیط‌های وزن‌گیری مختلفی مانند مایعات بدن پزشکی، مواد اولیه غذایی و قطعات الکترونیکی مناسب بوده و از آلودگی یا آسیب ناشی از خوردگی جلوگیری می‌کند.

• ویژگی‌های مصرف توان پایین: مصرف توان در حالت ایستا ≤10mA است و در حالت خواب می‌تواند به حداقل 10μA برسد که این ویژگی آن را برای دستگاه‌های قابل حمل با باتری (مانند ترازو‌های دستی و دستگاه‌های هوشمند پوشیدنی) مناسب کرده و عمر باتری را افزایش می‌دهد.

2. مشکلات اصلی صنعت که برطرف شده‌اند
در سناریوهای وزن‌گیری با بار کم و کوچک‌شده، سنسورهای بار سنتی (مانند سنسورهای ترازوی سکویی و ماژول‌های صنعتی وزن‌گیری) با مشکلاتی مانند «ابعاد بیش از حد، مصرف توان بالا، دقت ناکافی و دشواری در یکپارچه‌سازی» مواجه هستند. سنسورهای بار کوچک به‌طور خاص به رفع موارد زیر می‌پردازند:
• موانع یکپارچه‌سازی در دستگاه‌های کوچک مشکلی را که سنسورهای سنتی نمی‌توانند در دستگاه‌های کوچک جاسازی شوند، مانند عملکرد نظارت بر وزن بدن در دستبند هوشمند و کنترل وزن داروی مایع در پمپ‌های پزشکی کوچک حل می‌کند و با طراحی فرم کوچک، به نیازهای دوگانه «عملکرد توزین + کوچک‌سازی» دستگاه‌ها پاسخ می‌دهد.
• دشواری در اندازه‌گیری با دقت بالا تحت بارهای کم : مشکل عدم دقت کافی سنسورهای سنتی در توزین سطح گرمی و میلی‌گرمی را حل می‌کند، مانند توزین نمونه‌های اندک در آزمایشگاه‌ها و تشخیص وزن سیم‌های قطعات الکترونیکی، و داده‌های قابل اعتمادی را برای تولید دقیق و پژوهش‌های علمی فراهم می‌آورد.
• مسائل مصرف انرژی در دستگاه‌های قابل حمل: مشکل عمر کوتاه باتری ناشی از مصرف بالای انرژی سنسورهای سنتی را با ویژگی مصرف پایین انرژی حل می‌کند، مانند ترازوی دستی توزین مرسولات و دستگاه‌های جمع‌آوری نمونه در فضای باز، و زمان استفاده تک‌بار مصرفی را افزایش می‌دهد.
• محدودیت‌های فضای نصب پیچیده: برآوردن نیازهای وزن‌گیری در فضاهای باریک و با ساختار خاص، مانند وزن‌گیری قطعات داخلی تجهیزات اتوماتیک و نظارت بر وزن سیال در خطوط لوله، با استفاده از نصب نوع پچی و تعبیه‌شده که محدودیت‌های فضا را دور می‌زند.
• مشکلات سازگاری سیگنال‌ها در سناریوهای متعدد: حل مشکل عدم تطابق سیگنال‌های حسگرهای سنتی با واحدهای کنترل کوچک. مدل‌های خروجی سیگنال دیجیتال به‌راحتی با میکروکنترلرها و MCUها قابل اتصال هستند و پیچیدگی طراحی مدار در دستگاه‌های کوچک را کاهش داده و هزینه‌های تحقیق و توسعه را پایین می‌آورند.

۳. نقاط برجسته تجربه کاربری
•راحتی ادغام بالا: چیدمان پین و ابعاد بسته‌بندی استاندارد، امکان لحیم‌کاری مستقیم یا نصب سریع روی برد مدار چاپی (PCB) را فراهم می‌کند، نیاز به ساختارهای مکانیکی پیچیده را حذف کرده و زمان ادغام را به کمتر از ۳۰ دقیقه می‌رساند و به‌طور چشمگیری کارایی تولید تجهیزات را افزایش می‌دهد.
• عملیات راه‌اندازی ساده: مدل‌های سیگنال دیجیتال از طریق دستورات، امکان کالیبراسیون یک‌کلیدی نقطه صفر و محدوده را فراهم می‌کنند و مدل‌های سیگنال آنالوگ دارای خطی‌بودن عالی هستند که فقط نیاز به عیب‌یابی ساده مدار دارند و به راحتی قابل استفاده‌اند و آستانه فنی برای پرسونل تحقیق و توسعه را پایین می‌آورند.
•پایداری قوی در استفاده: طراحی جبران دمایی و ضد تداخل اطمینان حاکم است که پیچش داده‌ها ≤±0.05%FS/سال باشد، که نیاز به کالیبراسیون مکرر را در سناریوهای قابل حمل و تعبیه‌شده حذف کرده و بار کاری پس از نگهداری را کاهش می‌دهد.
•انتخاب مدل انعطاف‌پذیر و متنوع: طیف گسترده‌ای از مدل‌ها با محدوده‌های مختلف، انواع سیگنال و روش‌های نصب وجود دارد که امکان انتخاب مستقیم بر اساس ابعاد تجهیزات، ولتاژ تغذیه و نیازهای دقت را فراهم می‌کند. برخی از تولیدکنندگان از سفارشی‌سازی در سفارشات کوچک پشتیبانی می‌کنند تا نیازهای شخصی‌سازی شده را برآورده کنند.
•کنترل منطقی هزینه: هزینه هر واحد در حین خرید عمده می‌تواند بین ده‌ها تا صدها یوان کنترل شود و هزینه‌ها نسبت به راه‌حل‌های سفارشی سنسورهای مینیاتوری بیش از ۵۰٪ کاهش می‌یابد؛ در عین حال، ویژگی مصرف پایین انرژی، هزینه کلی مصرف انرژی تجهیزات را کاهش می‌دهد.

۴. سناریوهای معمول استفاده
۱) مراقبت‌های بهداشتی
• دستگاه‌های نظارت بر تزریق: در پمپ‌های تزریق تعبیه می‌شوند و تغییر وزن آمپول در زمان واقعی را نظارت کرده، سرعت تزریق را محاسبه می‌کنند و هنگامی که محلول در حال تمام شدن است، هشدار فعال می‌کنند و از خطر تهی شدن بطری جلوگیری می‌کنند، مانند کنترل دقیق تزریق در واحدهای مراقبت ویژه.
• تجهیزات توانبخشی و پرستاری: در ترازوی هوشمند توانبخشی و ماژول‌های احساس وزن پروتزها استفاده می‌شوند، مانند نظارت بر تغییرات وزن در طول تمرین‌های توانبخشی سالمندان یا ارائه بازخورد نیرویی برای پروتزها و افزایش ایمنی توانبخشی.
• تجهیزات پزشکی آزمایشگاهی: در میکروپیپت‌ها و دستگاه‌های تحلیل بیوشیمیایی، این حسگرها وزن بافرها یا نمونه‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند تا دقت افزودن نمونه را تضمین کنند؛ به عنوان مثال، وزن‌کردن نمونه‌های خیلی کوچک بافرهای آزمایش کووید-۱۹.
2) الکترونیک مصرفی و لوازم پوشیدنی هوشمند
• دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند: در دستبندهای هوشمند و ساعت‌های هوشمند یکپارچه شده‌اند و امکان اندازه‌گیری غیرمستقیم وزن بدن و درصد چربی بدن یا نظارت بر نیروی واردشده در حین ورزش را فراهم می‌کنند؛ به عنوان مثال، تحلیل وزن پا هنگام فرود آمدن در حین دویدن.
• دستگاه‌های خانه هوشمند: برای وزن‌کردن مواد اولیه در ترازوی آشپزخانه هوشمند و ماشین قهوه‌ساز استفاده می‌شوند؛ به عنوان مثال، وزن دقیق پودر قهوه برای کنترل غلظت دم‌کردن؛ یا نظارت از پری زباله‌دان هوشمند (با تشخیص ظرفیت زباله از طریق وزن).
• ابزارهای توزین قابل حمل: مانند ترازوهای کوچک قابل حمل و دستگاه‌های اندازه‌گیری وزن چمدان که با طراحی کوچک و مصرف انرژی پایین، امکان حمل آسان و اندازه‌گیری فوری وزن اقلام را برای کاربران فراهم می‌کنند.
3) اتوماسیون صنعتی و تولید میکرو
• تولید قطعات الکترونیکی: در خطوط تولید SMT برای قرار دادن قطعات، وزن قطعاتی مانند تراشه‌ها و مقاومت‌ها را نظارت می‌کنند تا محصولات معیوب شناسایی شوند؛ یا در بسته‌بندی نیمه‌هادی‌ها، وزن کلای گرمازا را اندازه‌گیری می‌کنند تا کیفیت بسته‌بندی تضمین شود.
• تجهیزات اتوماسیون میکرو: در انتهای ربات‌های مونتاژ میکرو استفاده می‌شوند تا وزن قطعات گرفته‌شده را حس کرده و موفقیت گرفتن قطعه را تعیین کنند، مانند وزن‌گیری و تشخیص در حین مونتاژ ماژول‌های دوربین تلفن همراه.
• تجهیزات کنترل جریان: در پمپ‌های اندازه‌گیری دقیق و انژکتورهای سوخت تعبیه می‌شوند و حجم تحویل سیال را از طریق وزن کنترل می‌کنند، مانند وزن‌کردن مقادیر بسیار کم سوخت در سیستم‌های تزریق سوخت به‌منظور اطمینان از بازدهی احتراق.
4) تحقیقات علمی و آزمایش
• تحقیقات علوم مواد: وزن نمونه‌های کوچک مواد (مانند نانومواد و مواد فیلم نازک) یا تغییر وزن مواد در حین کشیده‌شدن و فشرده‌شدن را اندازه‌گیری می‌کنند و داده‌هایی برای تحلیل عملکرد فراهم می‌آورند.
• تجهیزات پایش محیط زیست: در دستگاه‌های نظارت دقیق کیفیت آب و دستگاه‌های نمونه‌برداری هوا، وزن نمونه‌های جمع‌آوری‌شده را اندازه‌گیری می‌کنند تا غلظت آلاینده‌ها محاسبه شود، مانند تجزیه وزنی پس از نمونه‌برداری ذرات معلق جوی.
5) لجستیک و خرده‌فروشی
• سیستم‌های مرتب‌سازی میکرو: در پایان خط تحویل خودکار بسته‌های کوچک، آن‌ها بسته‌ها را وزن‌گیری می‌کنند تا بر اساس وزن دسته‌بندی شوند؛ یا در صندوق خودپرداز فروشگاه‌های بدون مغازه، از طریق وزن‌گیری (همراه با پایگاه داده وزن) محصولات را شناسایی می‌کنند.
• تجهیزات وزن‌گیری خرده‌فروشی: مانند ترازوی جواهر و ترازوی فلزات گران‌بها، که برای وزن دقیق اقلام گران‌بها مانند طلا و الماس استفاده می‌شود و اندازه کوچکی دارد و می‌توان آن را روی میز قرار داد بدون اینکه فضای زیادی اشغال کند.

خلاصه

سلول‌های بار میکرو، با مزیت رقابتی «اندازه کوچک، دقت بالا و مصرف انرژی پایین»، محدودیت‌های دستگاه‌های سنتی وزن‌سنجی را از نظر فضا و محدوده اندازه‌گیری شکسته‌اند و دقیقاً به نیازهای وزن‌سنجی بار کم در حوزه‌هایی مانند پزشکی، الکترونیک مصرفی و تولید میکرو پاسخ می‌دهند. روش یکپارچه‌سازی آسان، عملکرد پایدار و کنترل منطقی هزینه آن‌ها نه تنها ارتقای عملکرد دستگاه‌های میکرو را تسهیل می‌کند، بلکه پشتیبانی قابل اعتمادی را برای دستیابی صنایع مختلف به «دقت، کوچک‌سازی و هوشمندی» در وزن‌سنجی فراهم می‌کند و به شاخه‌ای ضروری و مهم در فناوری مدرن سنسور تبدیل شده‌اند.

نمایش جزئیات

پارامترها