سنسور میکرو فولادی CZL913AB

معرفی محصول

میکرو سلول‌های بار اجزای اندازه‌گیری وزن در ابعاد کوچک هستند که بر اساس اثر کرنش توسعه یافته‌اند. هسته این قطعات، سیگنال‌های وزن را از طریق ساختارهای ریز حساس (مانند الاستومرهای کرنش‌سنج) 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 دو مزیت «اندازه کوچک» و «دقت بالا» را با هم ترکیب می‌کند. به عنوان جزء اصلی در سناریوهای وزن‌گیری بارهای سبک و در فضاهای محدود، به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند تجهیزات پزشکی، الکترونیک مصرفی، تجهیزات هوشمند و آزمایش‌های تحقیقات علمی استفاده می‌شوند و پایه کلیدی برای تحقق حسگری وزن در دستگاه‌های ریز محسوب می‌شوند.

۱. 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 شامل می‌شود، با دقت اصلی اندازه‌گیری ±0.01%FS تا ±0.1%FS و وضوحی تا 0.001 گرم، که قادر است هم نیازهای توزین نمونه‌های 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 بار سبک با سرعت بالا در خطوط مرتب‌سازی خودکار و نظارت بر تغییرات وزن قطره‌ها در تزریق پزشکی، و از انحراف اندازه‌گیری ناشی از تأخیر سیگنال جلوگیری می‌کند.

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

3) عملکردهای یکپارچه‌سازی و سازگاری

• سازگاری خروجی چندسیگنالی: پشتیبانی از خروجی سیگنال آنالوگ (0-5 ولت، 4-20 میلی‌آمپر) و سیگنال دیجیتال (I2C، SPI، UART) و قابلیت اتصال مستقیم به واحدهای کنترلی خرد مانند MCU، میکروکنترلر و PLCهای کوچک بدون نیاز به ماژول تقویت سیگنال اضافی.

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

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

2. حل کردن هسته نکات دردناک صنعت

در سناریوهای وزن‌گیری با بار کم و کوچک، سلول‌های بار سنتی (مانند سنسورهای ترازوی سکویی و ماژول‌های صنعتی وزن‌گیری) با مشکلاتی مانند «حجم زیاد، مصرف بالای انرژی، دقت ناکافی و یکپارچه‌سازی دشوار» مواجه هستند. سلول‌های بار میکرو به‌طور خاص به رفع مشکلات اصلی زیر می‌پردازند:

•موانع یکپارچه‌سازی در دستگاه‌های ریز این سنسورها مشکل عدم توانایی سنسورهای سنتی در تعبیه شدن در دستگاه‌های کوچک را حل می‌کنند، مانند قابلیت نظارت بر وزن بدن در دستبند هوشمند و کنترل وزن داروی مایع در پمپ‌های پزشکی میکرو، و با طراحی کوچک، به دو نیاز اساسی «عملکرد وزن‌گیری + کوچک‌سازی» دستگاه دست می‌یابند.

• مشکلات در اندازه‌گیری دقیق بار کم: حل مشکل دقت ناکافی سنسورهای سنتی در وزن‌گیری در سطح گرم و میلی‌گرم، مانند وزن‌گیری نمونه‌های ریز در آزمایشگاه‌ها و تشخیص وزن پین‌های قطعات الکترونیکی، و ارائه داده‌های قابل اعتماد برای تولید دقیق و تحقیقات علمی.

• مسائل مصرف انرژی در دستگاه‌های قابل حمل: حل مشکل عمر کوتاه باتری ناشی از مصرف بالای انرژی سنسورهای سنتی، مانند ترازو‌های دستی برای وزن‌گیری مرسولات و دستگاه‌های جمع‌آوری نمونه در فضای باز، با ویژگی مصرف پایین انرژی که زمان استفاده تک‌بار مصرف را افزایش می‌دهد.

•محدودیت‌ها در فضاهای پیچیده نصب: برآوردن نیازهای وزن‌گیری در فضاهای باریک و با ساختارهای خاص، مانند وزن‌گیری قطعات داخلی در تجهیزات خودکار و نظارت بر وزن سیال در خطوط لوله، با شکستن محدودیت‌های فضایی از طریق نصب روی سطح و نصب تعبیه‌شده.

• مشکلات سازگاری سیگنال در سناریوهای متعدد: حل مشکل عدم تطابق سیگنال‌های سنسورهای سنتی با واحدهای کنترل میکرو. مدل‌های خروجی سیگنال دیجیتال را می‌توان مستقیماً به ریزپردازنده‌ها و MCUها متصل کرد که این امر پیچیدگی طراحی مدار دستگاه‌های کوچک را کاهش داده و هزینه‌های تحقیق و توسعه را پایین می‌آورد.

3. نکات برجسته تجربه کاربری

• سهولت ادغام بالا: چیدمان استاندارد پین‌ها اندازه برد و بسته‌بندی امکان لحیم‌کاری مستقیم یا نصب سریع برد مدار چاپی (PCB) را فراهم می‌کند، بدون نیاز به ساختارهای مکانیکی پیچیده. زمان یکپارچه‌سازی می‌تواند به کمتر از ۳۰ دقیقه کاهش یابد و به‌طور چشمگیری کارایی تولید تجهیزات را افزایش دهد.

• عملیات دیباگ ساده: مدل سیگنال دیجیتال از طریق دستورات، پشتیبانی یک‌کلیکه از کالیبراسیون نقطه صفر و محدوده را فراهم می‌کند و مدل سیگنال آنالوگ دارای خطی‌بودن عالی است که با تنظیم ساده مدار، قابل استفاده است و آستانه فنی کارکنان تحقیق و توسعه را کاهش می‌دهد.

• پایداری قوی در استفاده: جبران دمایی و طراحی ضد تداخل باعث می‌شود که انحراف داده‌ها حداکثر ≤ ± 0.05% FS/سال باشد، که نیاز به کالیبراسیون مکرر در کاربردهای قابل حمل و تعبیه‌شده را از بین می‌برد و بار کاری نگهداری در طول زمان را کاهش می‌دهد.

• انتخاب انعطاف‌پذیر و متنوع: مدل‌های با محدوده‌های مختلف، انواع سیگنال و روش‌های نصب فراوان هستند و می‌توانند مستقیماً بر اساس ابعاد تجهیزات، ولتاژ تغذیه و نیازهای دقت انتخاب شوند. برخی تولیدکنندگان از سفارشی‌سازی در سفارش‌های کوچک پشتیبانی می‌کنند تا نیازهای شخصی‌سازی شده را برآورده کنند.

• کنترل منطقی هزینه: در خرید عمده، هزینه هر واحد می‌تواند بین ده‌ها تا صدها یوان کنترل شود که هزینه را بیش از 50٪ کاهش می‌دهد

در مقایسه با راه‌حل‌های سنجش خرد سفارشی‌سازی‌شده؛ در عین حال، ویژگی کم‌مصرف بودن، هزینه مصرف انرژی کلی تجهیزات را کاهش می‌دهد.

4. سناریوهای معمول استفاده

1) حوزه بهداشت و درمان

• تجهیزات نظارت بر تزریق: در پمپ تزریق تعبیه شده، نظارت لحظه‌ای بر تغییرات وزن محلول دارویی، محاسبه سرعت تزریق و فعال‌سازی هشدار در صورت تقرّب به پایان محلول دارویی، جهت جلوگیری از خطر خالی شدن بطری، مانند کنترل دقیق تزریق در واحدهای مراقبت‌های ویژه.

• تجهیزات توانبخشی و مراقبت: در مقیاس‌های هوشمند توانبخشی و ماژول‌های سنجش وزن پروتزها استفاده می‌شود، مانند نظارت بر تغییرات وزن در طی تمرینات توانبخشی سالمندان یا ارائه بازخورد از وزن پروتزها جهت بهبود ایمنی توانبخشی.

• تجهیزات پزشکی آزمایشگاهی: در میکروپیپت‌ها و آنالایزرهای بیوشیمیایی برای اندازه‌گیری وزن معرف‌ها یا نمونه‌ها استفاده می‌شود تا دقت افزودن نمونه تضمین شود، مانند نمونه‌برداری و وزن‌کردن میکرویی معرف‌های تشخیص کووید-۱۹.

2) الکترونیک مصرفی و لوازم پوشیدنی هوشمند

• دستگاه‌های قابل پوشیدن هوشمند: در داخل دستبند‌های هوشمند و ساعت‌های هوشمند ادغام می‌شوند تا اندازه‌گیری غیرمستقیم وزن و چربی بدن یا نظارت بر وزن تحت فشار در حین ورزش را ممکن سازند، مانند تحلیل وزن فرود آمدن پاها در هنگام دویدن.

•دستگاه‌های خانه هوشمند: برای وزن کردن مواد اولیه در ترازوی آشپزخانه هوشمند و ماشین‌های قهوه‌ساز استفاده می‌شوند، مانند وزن دقیق پودر قهوه برای کنترل غلظت دم‌کردن؛ یا نظارت بر سرریز زباله‌دان هوشمند (ارزیابی ظرفیت زباله با توجه به وزن).

•ابزارهای قابل حمل برای وزن کردن: مانند تراوزین‌های کوچک ارسال سریع و دستگاه‌های وزن کردن بار، که با اندازه کوچک و مصرف انرژی پایین طراحی شده‌اند و برای حمل‌ونقل آسان توسط کاربران و اندازه‌گیری لحظه‌ای وزن اقلام مناسب هستند.

3) اتوماسیون صنعتی و تولید خرد.

•تولید قطعات الکترونیکی: در خط تولید تراشه‌های SMT، نظارت بر وزن قطعاتی مانند تراشه‌ها و مقاومت‌ها به منظور غربالگری محصولات نامناسب؛ یا در بسته‌بندی نیمه‌هادی، اندازه‌گیری وزن مواد رزینی جهت اطمینان از کیفیت بسته‌بندی.

•تجهیزات خودکارسازی میکرو: استفاده به عنوان انتهای بازوی ربات مونتاژ میکرو، حس کردن وزن قطعات گرفته شده و تشخیص موفقیت در گرفتن قطعه، مانند آشکارسازی وزنی در مونتاژ ماژول‌های دوربین تلفن همراه.

•تجهیزات کنترل سیال: تعبیه شده در پمپ‌های تزریق دقیق و انژکتورهای سوخت، نظارت بر حجم تحویل سیال از طریق وزن، مانند اندازه‌گیری دقیق سوخت در سیستم‌های تزریق سوخت، به منظور اطمینان از کارایی احتراق.

4) حوزه تحقیقات و آزمایش

• تحقیقات علم مواد: اندازه‌گیری وزن نمونه‌های کوچک مواد (مانند نانومواد، مواد فیلم نازک) یا تغییرات وزن مواد در حین فرآیندهای کششی و فشاری، جهت ارائه داده برای تحلیل عملکرد.

• تجهیزات نظارت محیط زیست: اندازه‌گیری وزن نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در دستگاه‌های کوچک نظارت کیفیت آب و تجهیزات نمونه‌برداری هوا، و محاسبه غلظت آلاینده‌ها، مانند تجزیه وزنی پس از نمونه‌برداری مواد ذره‌ای جوی.

5) حوزه لجستیک و خرده‌فروشی

• سیستم مرتب‌سازی ریز: در انتهای خط تفکیک خودکار مرسولات، بسته‌های کوچک را وزن‌کرده و طبقه‌بندی وزنی انجام دهید؛ یا در صندوق خودپرداز فروشگاه‌های بدون متصدی، شناسایی کالا از طریق وزن‌کردن (با استفاده از پایگاه داده وزنی).

• تجهیزات توزین خرده‌فروشی: مانند مقیاس‌های جواهرات و مقیاس‌های فلزات گران‌بها، که برای توزین دقیق اقلام باارزش مانند طلا و الماس استفاده می‌شوند، دارای ابعاد کوچک و قابلیت قرارگیری روی میز بدون اشغال فضای زیاد.

خلاصه

سنسور میکرووزن دارای رقابت‌پذیری هسته‌ای با «اندازه کوچک، دقت بالا و مصرف انرژی پایین» است و محدودیت‌های تجهیزات سنتی وزن‌گیری در فضا و دامنه را دور می‌زند و به‌طور دقیق نیازهای وزن‌گیری بار سبک در حوزه‌های پزشکی، الکترونیک مصرفی، تولید میکرو و سایر زمینه‌ها را برآورده می‌کند. روش یکپارچه‌سازی مناسب آن، عملکرد پایدار و کنترل هزینه معقول، نه تنها ارتقای عملکردی دستگاه‌های میکرو را تسهیل می‌کند، بلکه پشتیبانی قابل اعتمادی برای دستیابی صنایع مختلف به وزن‌گیری «دقیق، کوچک‌شده و هوشمند» فراهم می‌آورد و به شاخه‌ای ضروری و مهم در فناوری نوین سنسور تبدیل شده است.

نمایش جزئیات

پارامترها