سنسور میکرو فولادی CZL700D

معرفی محصول

سنسور وزن‌دهی میکرو:

سنسورهای وزن‌دهی میکرو مقیاس، دستگاه‌های اندازه‌گیری وزن کوچکی هستند که با استفاده از فناوری اثر کرنش توسعه یافته‌اند. مکانیزم اصلی آن‌ها شامل تبدیل سیگنال‌های وزن به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری از طریق ساختارهای حساس میکرو مقیاس (به عنوان مثال، الاستومرها با گیج کرنش) می‌شود. این سنسورها که معمولاً تنها چند تا چند ده سانتیمتر مکعب حجم دارند، در محدوده ای از گرم تا کیلوگرم کار می‌کنند و مزایای همزمان ابعاد کوچک و دقت بالا را ترکیب می‌کنند. به عنوان اجزای ضروری در کاربردهای وزن‌دهی سبک و در فضاهای محدود، این سنسورها به طور گسترده در تجهیزات پزشکی، الکترونیک مصرفی، دستگاه‌های هوشمند و آزمایش‌های تحقیقات علمی استفاده می‌شوند و به عنوان فناوری بنیادی برای حس کردن وزن در سیستم‌های مینیاتوری عمل می‌کنند.

1. ویژگی‌ها و عملکردهای اصلی

1) ویژگی اصلی کوچک‌سازی

• فراکوچک و سبک‌وزن: اندازه‌های استاندارد از 5×5×2 میلی‌متر تا 30×20×10 میلی‌متر متغیر است، که در برخی مدل‌های سفارشی این ابعاد به سطح میلی‌متری کاهش یافته و وزنی بین 0.1 تا 5 گرم دارند. این قطعات می‌توانند به‌راحتی در فضاهای باریکی مانند ساعت‌های هوشمند و پوسته‌های پمپ‌های کوچک ادغام شوند، بدون اینکه به یکپارچگی ساختاری دستگاه آسیبی برسد.

• طراحی فشرده: اغلب مدل‌ها دارای بسته‌بندی یکپارچه هستند که در آن قطعات حساس و مدارهای شرطی‌سازی سیگنال در یک پوسته ریز قرار داده شده‌اند. برخی انواع از راه‌حل‌های نصب نازک مانند فناوری نصب سطحی (SMT) یا اتصالات سیمی پشتیبانی می‌کنند و با لحیم‌کاری مستقیم روی برد مدار چاپی یا نصب نوع فشاری (snap-fit) سازگار هستند.

2) مزایای عملکردی در وزن‌دهی

• اندازه‌گیری دقیق با محدوده گسترده: این سیستم محدوده‌ای از 0.1 گرم تا 50 کیلوگرم را پوشش می‌دهد، با دقت اصلی اندازه‌گیری بین ±0.01%FS تا ±0.1%FS و وضوحی تا 0.001 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.

• پاسخ دینامیکی سریع: با زمان پاسخگویی ≤10 میلی‌ثانیه، این دستگاه تغییرات لحظه‌ای وزن را به‌صورت زنده ثبت می‌کند؛ مانند وزن‌گیری سریع با بار کم در خطوط تفکیک خودکار و نظارت بر نرخ قطره و وزن در سیستم‌های تزریق پزشکی، و از انحرافات اندازه‌گیری ناشی از تأخیر سیگنال جلوگیری می‌کند.

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

3) قابلیت‌های یکپارچه‌سازی و سازگاری

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

• 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 محیط‌های وزن‌گیری مختلفی 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 برای دستگاه‌های قابل حمل با باتری (مانند ترازو‌های دستی و لوازم پوشیدنی هوشمند) مناسب است 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:

• چالش‌ها در ادغام دستگاه‌های میکرو: با طراحی فشرده، عدم توانایی سنسورهای سنتی در جاسازی در دستگاه‌های کوچک را برطرف می‌کند؛ مانند عملکرد نظارت بر وزن در دستبند هوشمند یا کنترل دوز مایع در پمپ‌های پزشکی خُرد، و از این طریق هم عملکرد توزین و هم کوچک‌سازی را فراهم می‌آورد.

• مشکل اندازه‌گیری بار کم و با دقت بالا: برای رفع مشکل دقت ناکافی سنسورهای سنتی در توزین مقیاس گرمی و میلی‌گرمی، مانند توزین نمونه‌های خُرد آزمایشگاهی یا تشخیص وزن سیم‌پای قطعات الکترونیکی، و ارائه داده‌های قابل اعتماد برای تولید دقیق و پژوهش‌های علمی.

• چالش‌های کارایی انرژی در دستگاه‌های قابل حمل: برای رفع مشکل عمر کوتاه باتری ناشی از مصرف بالای انرژی در سنسورهای سنتی، مانند ترازوی بسته‌های دستی و تجهیزات جمع‌آوری نمونه در فضای باز، این دستگاه‌ها ویژگی کم‌مصرف بودن را دارند تا مدت زمان استفاده تک‌باری آن‌ها افزایش یابد.

• محدودیت‌های فضای نصب پیچیده: به نیازهای وزن‌گیری در محیط‌های محدود یا ساختارهای منحصربه‌فرد، مانند وزن‌گیری قطعات داخلی تجهیزات خودکار و نظارت بر وزن سیال در خطوط لوله، با استفاده از راه‌حل‌های نصب سطحی یا تعبیه‌شده می‌پردازد تا محدودیت‌های فضایی را برطرف کند.

• سازگاری سیگنال در چندین سناریو: این محصول عدم تطابق بین سیگنال‌های سنتی سنسورها 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 کوچک ساده‌تر کرده و هزینه‌های تحقیق و توسعه را کاهش می‌دهد.

۳. نقاط برجسته تجربه کاربری

• راحتی ادغام بالا: چیدمان استاندارد پین‌ها و ابعاد بسته‌بندی امکان لحیم‌کاری مستقیم روی برد مدار چاپی (PCB) یا نصب سریع بدون ساختارهای مکانیکی پیچیده را 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 یک‌کلیکی نقطه صفر و محدوده را از طریق دستورات فراهم می‌کنند، در حالی که مدل‌های سیگنال آنالوگ دارای خطی‌بودن عالی هستند. با تنها یک راه‌اندازی اولیه مدار، می‌توان آن‌ها را بلافاصله به کار برد و این امر موجب کاهش چشمگیر سد فنی برای تیم‌های تحقیق و توسعه می‌شود.

• عملکرد بسیار قابل اعتماد: طراحی جبران دمایی و ضد تداخل مطمئن می‌شود که انحراف داده‌ها بیش از ±0.05%FS/سال نشود، که نیاز به کالیبراسیون مکرر در کاربردهای قابل حمل یا تعبیه‌شده را حذف کرده و نیازهای نگهداری را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

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

• کنترل هزینه منطقی است: هزینه واحد در هنگام خرید عمده می‌تواند در حد چند ده تا چند صد یوان کنترل شود که بیش از ۵۰٪ نسبت به روش حسگری میکروی سفارشی 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: از میکروپیپت‌ها و دستگاه‌های تجزیه‌وتحلیل بیوشیمیایی برای اندازه‌گیری وزن معرف‌ها یا نمونه‌ها استفاده می‌شود که افزودن دقیق نمونه‌ها را تضمین می‌کند، مانند وزن‌گیری نمونه‌های میکروسکوپی برای کیت‌های آزمایش کووید-۱۹.

2) الکترونیک مصرفی و لوازم پوشیدنی هوشمند

• وسایل قابل پوشیدن هوشمند: این دستگاه‌ها در ردیاب‌های تناسب اندام و ساعت‌های هوشمند یکپارچه شده‌اند و امکان اندازه‌گیری غیرمستقیم وزن بدن و چربی بدن، همچنین نظارت بر نیروی واقعی در حین فعالیت‌های بدنی را فراهم می‌کنند، مانند 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 میکرو: یک عنصر انتهایی برای ربات‌های مونتاژ میکرو که اجزا را حس کرده و وزن می‌کند تا از موفقیت عمل گرفتن اطمینان یابد، مانند تشخیص وزن در مونتاژ ماژول دوربین گوشی 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 وزن‌دهی میکرو، با ویژگی‌های اصلی «اندازه فشرده، دقت بالا و مصرف انرژی پایین»، محدودیت‌های فضایی و اندازه‌گیری دستگاه‌های سنتی وزن‌دهی را برطرف کرده‌اند. این سنسورها به‌طور دقیق نیاز به وزن‌دهی بارهای سبک در حوزه‌هایی مانند پزشکی، الکترونیک مصرفی و تولید میکرو را برآورده می‌کنند. یکپارچه‌سازی آسان، عملکرد پایدار و طراحی مقرون‌به‌صرفه آنها نه تنها به رونق به‌روزرسانی‌های عملکردی در دستگاه‌های میکرو کمک می‌کند، بلکه پشتیبانی قابل اعتمادی برای صنایع در جهت دستیابی به «دقت، کوچک‌سازی و هوشمندی» در فرآیند وزن‌دهی فراهم می‌کند. در نتیجه، این سنسورها به شاخه‌ای ضروری از فناوری نوین حسگری تبدیل شده‌اند.

نمایش جزئیات

پارامترها