سنسور میکرو فولادی CZL913EC

معرفی محصول

میکرو سلول‌های بار اجزای اندازه‌گیری وزن به شکل کوچک‌شده هستند که بر اساس اثر کرنش توسعه یافته‌اند. هسته آنها سیگنال‌های وزن را از طریق ساختارهای ریزحساس (مانند الاستومرهای نوع گیج کرنشی) به سیگنال‌های الکتریکی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. حجم آنها معمولاً در محدوده چند سانتیمتر مکعب تا چند دوجین سانتیمتر مکعب کنترل می‌شود و محدوده اندازه‌گیری آنها از گرم تا کیلوگرم متغیر است و دو مزیت «اندازه کوچک» و «دقت بالا» را ترکیب می‌کند. به عنوان جزء اصلی در سناریوهای وزن‌گیری در بارهای سبک و فضاهای محدود، به‌طور گسترده در زمینه‌هایی مانند تجهیزات پزشکی، الکترونیک مصرفی، تجهیزات هوشمند و آزمایش تحقیقات علمی استفاده می‌شوند و پایه کلیدی برای تحقق حسگری وزن در دستگاه‌های ریز هستند.

1. ویژگی‌ها و عملکردهای اصلی

1) ویژگی‌های اصلی کوچک‌سازی

• حجم بسیار کوچک و وزن سبک: ابعاد معمولی از 5×5×2 میلی‌متر تا 30×20×10 میلی‌متر متغیر است و برخی مدل‌های سفارشی می‌توانند به سطح میلی‌متری کاهش یابند، با وزنی تنها در حدود 0.1 تا 5 گرم، که امکان ادغام 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 درون یک محفظه ریز ادغام می‌کند. برخی مدل‌ها اشکال نصب سبک‌وزن مانند نوع نصب سطحی و نوع سیمی را پشتیبانی می‌کنند و برای لحیم‌کاری مستقیم یا نصب قفلی 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، دقت اصلی اندازه‌گیری به ±0.01%FS تا ±0.1%FS می‌رسد و وضوح تا 0.001 گرم قابل دستیابی است که قادر است هم وزن‌کردن نمونه‌ها در سطح میکروگرم در آزمایشگاه‌ها و هم نظارت بر وزن در سطح گرم در دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی را پوشش دهد.

• پاسخ دینامیکی سریع: زمان پاسخ‌دهی ≤10ms، قادر به ثبت لحظه‌ای تغییرات وزنی فوری است، مانند وزن‌گیری سریع بارهای سبک در خطوط مرتب‌سازی خودکار و نظارت بر تغییر وزن قطره‌ها در تزریق پزشکی، و جلوگیری از انحراف در اندازه‌گیری ناشی از تأخیر سیگنال.

• توانایی پایدار در برابر تداخل: ماژول جبران دمایی داخلی (سازگار با محیط کاری -10°C تا 60°C) جهت خنثی‌سازی تأثیر نوسانات دمای محیطی؛ از خروجی سیگنال تفاضلی یا طراحی محافظت الکترومغناطیسی برای مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی مدارهای داخلی دستگاه استفاده می‌کند و ثبات 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 ساخته شده‌اند و پوسته مقاوم در برابر خوردگی است و برای محیط‌های وزن‌گیری مختلفی مانند مایعات بدن پزشکی، مواد اولیه غذایی و قطعات الکترونیکی مناسب است و از آلودگی یا آسیب ناشی از خوردگی جلوگیری می‌کند.

• ویژگی‌های مصرف توان پایین: مصرف توان در حالت ساکن ≤10mA 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. رفع مشکلات اصلی صنعت

در سناریوهای توزین با بار کم و کوچک، سنسورهای بار سنتی (مانند سنسورهای ترازوی صفحه‌ای و ماژول‌های توزین صنعتی) با مشکلاتی مانند «ابعاد بزرگ، مصرف توان بالا، دقت ناکافی و دشواری در ادغام» مواجه هستند. سنسورهای بار کوچک، به طور خاص به رفع مشکلات اصلی زیر می‌پردازند:

• موانع ادغام در دستگاه‌های کوچک: مشکل عدم امکان تعبیه سنسورهای سنتی در دستگاه‌های کوچک را حل می‌کند، مانند عملکرد نظارت بر وزن بدن در دستبند هوشمند و کنترل وزن داروی مایع در پمپ‌های پزشکی کوچک، و با طراحی فشرده، به دو نیاز اساسی «عملکرد توزین + کوچک‌سازی» دستگاه دست می‌یابد.

• مشکلات در اندازه‌گیری با دقت بالا تحت بارهای کم: مشکل عدم دقت کافی سنسورهای سنتی را در وزن‌گیری در محدوده گرم و میلی‌گرم، مانند وزن‌کردن نمونه‌های اندک در آزمایشگاه‌ها و تشخیص وزن پین‌های قطعات الکترونیکی حل می‌کند و داده‌های قابل اعتمادی برای تولید دقیق و تحقیقات 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 فضاهای نصب پیچیده: نیازهای وزن‌گیری در فضاهای باریک و با ساختار خاص را برطرف می‌کند، مانند وزن‌گیری قطعات داخلی تجهیزات خودکار و نظارت بر وزن سیال در خطوط لوله، و از طریق نصب نوع پچی و تعبیه‌شده، محدودیت‌های فضا را دور می‌زند.

• مشکلات سازگاری سیگنال‌ها در سناریوهای مختلف: 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

• سهولت 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 دیباگ 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: جبران‌سازی دما و طراحی ضد تداخل مطمئن می‌شود که انحراف داده‌ها ≤±0.05%FS/سال باشد، بنابراین در کاربردهای قابل حمل و تعبیه‌شده نیازی به کالیبراسیون مکرر نیست و بار کاری نگهداری پس از استفاده کاهش می‌یابد.

• انتخاب مدل‌های انعطاف‌پذیر و متنوع: طیف گسترده‌ای از مدل‌ها با بردهای مختلف، انواع سیگنال و روش‌های نصب وجود دارد که می‌توانند به‌طور مستقیم بر اساس اندازه دستگاه، ولتاژ تغذیه و نیازهای دقت انتخاب شوند. برخی از سازندگان از سفارشی‌سازی دسته‌های کوچک برای برآوردن نیازهای شخصی‌سازی شده پشتیبانی می‌کنند.

• کنترل منطقی هزینه: هزینه هر واحد در هنگام خرید عمده می‌تواند در محدوده ده‌ها تا صدها یوان کنترل شود که نسبت به راه‌حل‌های سفارشی سنسورهای کوچک، بیش از ۵۰٪ کاهش هزینه دارد؛ همزمان، ویژگی مصرف پایین انرژی، هزینه کلی مصرف انرژی دستگاه را کاهش می‌دهد.

4. سناریوهای کاربردی معمول
1) حوزه بهداشت و درمان
• تجهیزات نظارت بر تزریق: در پمپ‌های تزریق تعبیه شده و تغییرات وزن واقعی مایع دارویی را نظارت می‌کند، سرعت تزریق را محاسبه می‌کند و هنگامی که مایع تقریباً تمام شده باشد، هشدار فعال می‌کند و از خطر خالی شدن بطری جلوگیری می‌کند، مانند کنترل دقیق تزریق در واحدهای مراقبت‌های ویژه.
• تجهیزات توانبخشی و پرستاری: در مقیاس‌های توانبخشی هوشمند و ماژول‌های ادراک وزن در پروتزها مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند نظارت بر تغییرات وزن در طول تمرینات توانبخشی سالمندان یا ارائه فیدبک وزنی در پروتزها، که ایمنی توانبخشی را افزایش می‌دهد.
• تجهیزات پزشکی آزمایشگاهی: در میکروپیپت‌ها و دستگاه‌های آنالیز بیوشیمیایی، وزن معرف‌ها یا نمونه‌ها را اندازه‌گیری می‌کند تا دقت افزودن نمونه تضمین شود، مانند وزن‌کردن نمونه‌های خیلی کوچک معرف‌های آزمایش کووید-۱۹.

2) الکترونیک مصرفی و لوازم پوشیدنی هوشمند
• دستگاه‌های قابل پوشیدن هوشمند: در داخل دستبندها و ساعت‌های هوشمند ادغام می‌شوند و امکان اندازه‌گیری غیرمستقیم وزن بدن و درصد چربی بدن را فراهم می‌کنند یا وزن نیرو را در حین ورزش نظارت می‌کنند، مانند تحلیل وزن فرود پا در هنگام دویدن.
• دستگاه‌های خانه هوشمند: برای وزن‌کردن مواد اولیه در ترازوی آشپزخانه‌های هوشمند و دستگاه‌های قهوه‌ساز، مانند اندازه‌گیری دقیق پودر قهوه به‌منظور کنترل غلظت دم‌کردن؛ یا پایش پری زباله‌دان‌های هوشمند (با ارزیابی ظرفیت زباله از طریق وزن).
• ابزارهای قابل حمل برای وزن‌کردن: مانند ترازوهای کوچک اکسپرس و دستگاه‌های وزن‌کردن بار، که با طراحی کوچک و مصرف انرژی پایین، امکان حمل آسان و اندازه‌گیری فوری وزن اشیا را برای کاربران فراهم می‌کنند.

3) اتوماسیون صنعتی و تولید میکرو
• تولید قطعات الکترونیکی: در خطوط تولید SMT با دستگاه‌های پیک‌اندپلیس، وزن قطعاتی مانند تراشه‌ها و مقاومت‌ها را پایش می‌کند تا محصولات معیوب حذف شوند؛ یا در بسته‌بندی نیمه‌هادی‌ها، وزن کلیه مایع بسته‌بندی را اندازه‌گیری می‌کند تا کیفیت بسته‌بندی تضمین شود.
• تجهیزات اتوماسیون میکرو: در افکتور نهایی ربات‌های مونتاژ میکرو برای تشخیص وزن قطعات گرفته شده و تعیین موفقیت عمل گیرش به کار می‌رود، مانند بازرسی وزنی در حین مونتاژ ماژول‌های دوربین تلفن همراه.
• تجهیزات کنترل جریان: در پمپ‌های تزریق دقیق و انژکتورهای سوخت تعبیه می‌شود و حجم تحویل سیال را از طریق وزن نظارت می‌کند، مانند اندازه‌گیری وزن مقادیر بسیار کم سوخت در سیستم‌های تزریق سوخت جهت اطمینان از کارایی احتراق.

4) حوزه تحقیقات و آزمایش علمی
• تحقیقات علوم مواد: وزن نمونه‌های کوچک مواد (مانند نانومواد و مواد فیلم نازک) یا تغییر وزن مواد در حین کشیدگی و فشار را اندازه‌گیری می‌کند و داده‌هایی را برای تحلیل عملکرد فراهم می‌آورد.
• تجهیزات نظارت محیط زیست: در دستگاه‌های نظارت کوچک کیفیت آب و تجهیزات نمونه‌برداری هوا، وزن نمونه‌های جمع‌آوری‌شده را اندازه‌گیری می‌کند تا غلظت آلاینده‌ها محاسبه شود؛ به عنوان مثال تجزیه و تحلیل وزنی پس از نمونه‌برداری مواد ذره‌ای جو.

5) حوزه لجستیک و خرده‌فروشی
• سیستم مرتب‌سازی کوچک: در پایان خط توزیع خودکار مرسولات، بسته‌های کوچک را برای طبقه‌بندی بر اساس وزن وزن‌کردن می‌کند؛ یا در صندوق خودپرداز فروشگاه‌های بدون نیروی انسانی، از طریق وزن‌کردن (به همراه پایگاه داده وزنی) محصولات را شناسایی می‌کند.
• 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

سنسورهای توزین میکرو، با ویژگی‌های کلیدی «اندازه کوچک، دقت بالا و مصرف انرژی پایین»، محدودیت‌های تجهیزات سنتی توزین را از لحاظ فضا و محدوده شکسته‌اند و به‌طور دقیق نیازهای توزین بار سبک در حوزه‌هایی مانند پزشکی، الکترونیک مصرفی و تولید میکرو را برآورده می‌کنند. روش یکپارچه‌سازی آسان، عملکرد پایدار و کنترل منطقی هزینه آن‌ها نه تنها ارتقای عملکرد دستگاه‌های میکرو را تسهیل می‌کند، بلکه پشتیبانی قابل اعتمادی برای دستیابی صنایع مختلف به «دقت، کوچک‌سازی و هوشمندی» در فرآیند توزین فراهم می‌کند و به یک شاخه ضروری و مهم در فناوری نوین حسگری تبدیل شده است.

نمایش جزئیات

پارامترها