Capteur micro en aluminium CZL616C

Introduction du produit

Les capteurs de pesage à micro-échelle sont des dispositifs compacts de mesure de poids développés selon le principe de l'effet de déformation. Leur mécanisme central consiste à convertir les signaux de poids en signaux électriques mesurables grâce à des structures micro-sensibles (par exemple, des élastomères à jauges de contrainte). Ayant généralement une taille de quelques à plusieurs dizaines de centimètres cubes, ces capteurs fonctionnent dans une plage allant du gramme au kilogramme, combinant ainsi les avantages d'une conception compacte et d'une haute précision. En tant que composants essentiels pour les applications de pesage légères et destinées à des espaces restreints, ils sont largement utilisés dans les équipements médicaux, l'électronique grand public, les appareils intelligents et les tests en recherche scientifique, constituant la base fondamentale de la détection de poids dans les dispositifs à micro-échelle.

1. Caractéristiques et fonctions principales

1) La caractéristique principale de la miniaturisation

• Ultra-compact et léger : les dimensions standard vont de 5 mm × 5 mm × 2 mm à 30 mm × 20 mm × 10 mm, certains modèles sur mesure atteignant des dimensions de l'ordre du millimètre et pesant seulement de 0,1 g à 5 g. Cela permet une intégration fluide dans des espaces restreints comme les montres connectées et les boîtiers de micro-pompes, sans compromettre l'intégrité structurelle du dispositif.

• Conception compacte : la plupart des modèles intègrent un boîtier combinant les composants sensibles et les circuits de conditionnement de signal dans un logement de petite taille. Certaines variantes prennent en charge des options de montage fines telles que la technologie d'assemblage en surface (SMT) ou des connexions à fils, compatibles avec le soudage direct sur circuit imprimé ou un montage par clipsage.

2) Avantages en termes de performance de pesage

• Mesure précise sur une large plage : le système couvre une plage allant de 0,1 g à 50 kg, avec une précision de mesure principale de ±0,01 %EV à ±0,1 %EV et une résolution allant jusqu'à 0,001 g. Il répond à la fois aux exigences de pesage de laboratoire à l'échelle du microgramme et aux besoins de surveillance du poids en grammes dans les appareils électroniques grand public.

• Réponse dynamique rapide : Avec un temps de réponse de ≤10 ms, il capture en temps réel les variations instantanées de poids, comme la pesée à haute vitesse avec faible charge pour les lignes de tri automatisées ou la surveillance du débit de goutte-à-goutte pour les perfusions médicales, évitant ainsi les écarts de mesure dus aux retards de signal.

• Capacité stable d'anti-brouillage : Le module intégré de compensation thermique (fonctionnant entre -10 °C et 60 °C) compense les fluctuations de température ambiante. Doté d'une sortie de signal différentiel ou d'un blindage électromagnétique, il résiste efficacement aux interférences du circuit interne, garantissant la stabilité des données.

3) Fonctionnalités d'intégration et de compatibilité

• Compatibilité multi-sorties : Prend en charge les signaux analogiques (0-5 V, 4-20 mA) et les signaux numériques (I2C, SPI, UART), permettant une connexion directe avec des microcontrôleurs, microcontrôleurs monochips et petits automates programmables (PLC) sans nécessiter de modules supplémentaires d'amplification de signal.

• Compatibilité des matériaux et des milieux : Les composants sensibles sont principalement fabriqués en acier inoxydable 316L, en alliage de titane ou en plastiques techniques, avec des boîtiers résistants à la corrosion. Ces composants sont compatibles avec divers milieux de pesage, notamment les fluides médicaux, les ingrédients alimentaires et les composants électroniques, empêchant efficacement toute contamination ou détérioration par corrosion.

• Performance à faible consommation : La consommation en veille est inférieure ou égale à 10 mA, et chute à 10 μA en mode veille, ce qui le rend idéal pour les appareils portables fonctionnant sur batterie (par exemple, balances portatives, dispositifs portables intelligents) afin d'augmenter la durée de vie de la batterie.

2. Problématiques clés des industries à résoudre

Dans les scénarios de pesage à faible charge et miniaturisés, les capteurs de pesage traditionnels (par exemple, capteurs de balances ou modules de pesage industriels) rencontrent des difficultés telles qu'une taille excessive, une consommation élevée, une précision insuffisante et des problèmes d'intégration. Les capteurs de micro-pesage répondent précisément à ces problèmes principaux :

• Problèmes d'intégration des micro-dispositifs : Résoudre l'impossibilité d'intégrer des capteurs traditionnels dans des appareils compacts, comme la fonction de surveillance du poids dans les bracelets connectés ou la régulation de dosage de liquide dans les mini-pompes médicales, en combinant fonction d'équilibrage et miniaturisation grâce à une conception compacte.

• Problème de mesure à faible charge et haute précision : résoudre l'insuffisance de précision des capteurs traditionnels lors de pesées à l'échelle du gramme ou du milligramme, comme la pesée d'échantillons microscopiques en laboratoire ou la détection du poids des broches de composants électroniques, afin de fournir des données fiables pour la production de précision et la recherche scientifique.

• Défis liés à l'efficacité énergétique des appareils portables : résoudre le problème de courte autonomie causé par la forte consommation d'énergie des capteurs traditionnels, comme dans les balances portables pour colis ou les équipements de pesage pour prélèvement d'échantillons en extérieur, grâce à des caractéristiques à faible consommation d'énergie qui prolongent leur durée d'utilisation en une seule charge.

• Contraintes complexes liées à l'espace d'installation : Répond aux exigences de pesage dans des environnements restreints ou structurellement uniques, comme le pesage de composants internes pour des équipements automatisés ou la surveillance du poids des fluides dans des conduites, en utilisant des solutions d'installation en surface ou intégrées afin de surmonter les limitations d'espace.

• Compatibilité multi-scénarios des signaux : Résout l'inadéquation entre les signaux des capteurs traditionnels et les unités microcontrôleurs. Le modèle à sortie de signal numérique peut s'interfacer directement avec les microcontrôleurs (MCU), simplifiant ainsi la conception des circuits pour les appareils compacts et réduisant les coûts de recherche et développement.

3. Points forts de l'expérience utilisateur

• Grande facilité d'intégration : Une disposition normalisée des broches et des dimensions d'emballage permettent un soudage direct sur circuit imprimé ou une fixation par clipsage, sans structures mécaniques complexes, réduisant le temps d'intégration à moins de 30 minutes et augmentant considérablement l'efficacité de production des équipements.

• Le processus de débogage est simple : les modèles à signal numérique permettent l'étalonnage du point zéro et de la plage en un clic via des commandes, tandis que les modèles à signal analogique offrent une excellente linéarité. Grâce à un débogage de circuit basique, ils peuvent être mis en œuvre immédiatement, réduisant considérablement la barrière technique pour les équipes de R&D.

• Performance hautement fiable : la compensation de température et la conception anti-brouillage garantissent une dérive des données ≤±0,05 %FS/an, éliminant ainsi la nécessité de recalibrations fréquentes dans les applications portables ou embarquées et réduisant significativement les besoins de maintenance.

• Sélection flexible : une large gamme de modèles proposés avec différentes plages de mesure, types de signal et méthodes d'installation. Vous pouvez choisir directement en fonction de la taille de l'équipement, de la tension d'alimentation et des exigences de précision. Certains fabricants proposent également une personnalisation en petites séries pour répondre à des besoins spécifiques.

• Le contrôle des coûts est raisonnable : le coût unitaire peut être maîtrisé entre quelques dizaines et quelques centaines de yuans lors d'achats en gros, ce qui représente plus de 50 % de moins par rapport au schéma de détection micro-personnalisé. Par ailleurs, les caractéristiques de faible consommation d'énergie réduisent le coût global de consommation énergétique de l'équipement.

4. Cas d'utilisation typiques

1) Soins de santé

• Dispositifs de surveillance de perfusion : Intégrés aux pompes à perfusion, ils surveillent en temps réel les variations du poids de la solution, calculent les débits de perfusion et déclenchent une alarme lorsque la solution est presque épuisée, évitant ainsi les bouteilles vides, comme on le voit dans le contrôle précis de la perfusion en unités de soins intensifs.

• Équipements de rééducation et de soins : incluant des balances de rééducation intelligentes et des capteurs de poids pour prothèses, qui surveillent les fluctuations de poids pendant l'entraînement de rééducation des personnes âgées ou fournissent une rétroaction de force pour les prothèses, améliorant ainsi la sécurité de la rééducation.

• Équipement de laboratoire: Utilisation de pipettes et d'analyseurs biochimiques pour mesurer le poids du réactif ou de l'échantillon, assurant une addition précise de l'échantillon, comme le pesage de micro-échantillons pour les kits de test COVID-19.

2) Électronique grand public et objets connectés intelligents

• Les appareils intelligents portables: intégrés dans des trackers de conditionnement physique et des montres intelligentes, ces appareils permettent de mesurer indirectement le poids corporel et la graisse corporelle, ainsi que de surveiller la force en temps réel pendant l'exercice, comme l'analyse du poids des pieds pendant la course

• Appareils domestiques intelligents : utilisés pour la pesée des ingrédients dans les balances de cuisine connectées et les machines à café, comme la mesure précise de la poudre de café afin de contrôler la concentration de l'infusion ; ou la détection de débordement dans les poubelles intelligentes (déterminant la capacité d'accumulation des déchets par le poids).

• Dispositifs portables de pesage, tels que les petites balances à colis et les balances à bagages, présentent un design compact et une faible consommation d'énergie, permettant aux utilisateurs de les transporter facilement tout en mesurant en temps réel le poids des objets.

3) Automatisation industrielle et micro-fabrication

• Fabrication de composants électroniques : dans les lignes d'assemblage SMT (technologie d'insertion en surface), surveiller le poids de composants tels que les puces et les résistances afin d'éliminer les pièces défectueuses ; ou dans l'encapsulation des semi-conducteurs, mesurer le poids de la matière d'encapsulage pour garantir la qualité de l'emballage.

• Équipements de micro-automatisation : un effecteur terminal pour robots de micro-assemblage qui détecte le poids des composants afin de vérifier une prise réussie, par exemple lors de la détection pondérale de modules caméra de smartphones.

• Dispositifs de contrôle des fluides : intégrés dans des pompes doseuses miniatures et des injecteurs de carburant, ils surveillent la distribution des fluides par poids, comme la pesée précise du carburant dans les systèmes d'injection, afin d'assurer l'efficacité de la combustion.

4) Domaines de recherche et d'essais

• Recherche en science des matériaux : mesurer le poids d'échantillons minuscules (par exemple nanomatériaux, couches minces) ou les variations de poids durant des processus de traction ou de compression afin de fournir des données pour l'analyse des performances.

• Équipements de surveillance environnementale : Dans les micro-moniteurs de qualité de l'eau et les dispositifs d'échantillonnage de l'air, le poids des échantillons prélevés est mesuré afin de calculer les concentrations de polluants, comme par exemple l'analyse gravimétrique des particules atmosphériques après prélèvement.

5) Secteurs de la logistique et du commerce de détail

• Système de tri microscopique : À l'extrémité de la chaîne de tri automatisée pour les livraisons express, il pèse les petits colis afin de les classer par poids ; ou bien, aux caisses automatiques des supermarchés sans personnel, il identifie les produits par pesée (à l'aide d'une base de données de poids).

• Les équipements de pesage pour le commerce de détail, tels que les balances à bijoux et les balances à métaux précieux, sont conçus pour mesurer avec précision des objets de valeur comme l'or et les diamants. Compacts, ces appareils peuvent être facilement placés sur un comptoir sans occuper beaucoup d'espace.

Résumé

Les capteurs de pesage micro, grâce à leurs atouts principaux que sont la « taille compacte, une haute précision et une faible consommation d'énergie », ont surmonté les limitations spatiales et de mesure des dispositifs de pesage traditionnels. Ils répondent précisément aux besoins de pesage en charge légère dans des domaines tels que le médical, l'électronique grand public et la micro-fabrication. Leur intégration facile, leurs performances stables et leur conception économique ne font pas que stimuler la mise à niveau fonctionnelle des micro-appareils, mais offrent également un soutien fiable pour atteindre la « précision, la miniaturisation et l'intelligence » dans la pesée à travers les industries. En conséquence, ils sont devenus une branche indispensable de la technologie moderne de détection.

Affichage des détails

Paramètres