Cellule de pesage à poutre parallèle CZL601

Introduction du produit

Poutre parallèle cellules de charge sont des éléments de détection sensibles à la force basés sur le principe de résistance à la déformation, utilisant comme structure centrale un élastomère à double poutre parallèle ou à poutre parallèle simple. Lorsqu'ils sont soumis à une force, la déformation en flexion de la poutre entraîne une variation de résistance dans la jauge de déformation, qui est ensuite convertie en signaux électriques normalisés. Ils combinent des avantages tels qu'une haute précision sous de faibles charges, une résistance planaire aux charges excentrées et une installation pratique, et sont largement utilisés dans les scénarios de pesage à petite échelle, de mesure de force plane et d'intégration embarquée. Les détails suivants sont présentés selon les dimensions clés afin de répondre aux besoins de produit sélection, d'évaluation technique et de rédaction de solutions :

1. Caractéristiques et fonctions du produit

Caractéristiques Principales

• Conception de la structure: Adopte une structure de poutre parallèle intégrée (épaisseur du corps de la poutre de 2 à 15 mm, longueur de 20 à 150 mm), avec une répartition uniforme des contraintes concentrée dans la section médiane du corps de la poutre, supportant des forces multi-angles dans le plan, offrant une capacité remarquable de résistance aux charges excentrées (capable de supporter des charges excentrées dans le plan de ±20 % à ±30 % de la charge nominale), et ne présentant aucun point aveugle de contrainte évident.
• Performance de précision: Les niveaux de précision couvrent C1 à C3, les modèles courants atteignant C2. Erreur de non-linéarité ≤±0,01 %FS, erreur de répétabilité ≤±0,005 %FS, dérive du zéro ≤±0,002 %FS/℃, et les performances de précision sont supérieures à celles des capteurs similaires dans les scénarios de faible plage allant de 0,1 kg à 500 kg.
• Matériaux et protection : Le corps élastique utilise couramment un alliage d'aluminium (pour des applications légères), de l'acier allié (pour des applications industrielles classiques) ou de l'acier inoxydable 304/316L (pour des environnements corrosifs), la surface étant traitée par anodisation, nickelage ou passivation ; le niveau de protection est généralement IP65/IP67, et les modèles pour produits alimentaires peuvent atteindre IP68, adaptés à divers environnements complexes.
• Compatibilité d'installation : Des trous de fixation normalisés (taraudés ou lisses) sont prévus en bas, permettant une fixation par boulons ou par collage. Certains micro-modèles peuvent être installés encastrés, adaptés aux espaces restreints des instruments de pesage de bureau et des équipements automatisés, et une seule unité peut satisfaire les besoins de pesage plan.

Fonctions principales

• Mesure de force pour faible charge : Se concentre sur la pesée statique/quasi-dynamique sous faible charge (temps de réponse ≤ 4 ms), avec une plage de mesure allant de 0,1 kg à 500 kg. Les applications courantes se situent principalement dans la plage de 1 kg à 200 kg, et le modèle micro peut réaliser une mesure ultra-fine jusqu'à 0,01 kg.
• Multiples types de sortie de signal : Fournit des signaux analogiques (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) et des signaux numériques (RS485/Modbus RTU, I2C). Le modèle intelligent micro intègre un module de conditionnement du signal et peut être directement connecté à des microcontrôleurs et des modules IoT.
• Fonction de protection de sécurité : Intègre une compensation de température sur une large plage (-10 °C ~ 70 °C), dispose d'une protection contre les surcharges (150 % - 200 % de la charge nominale, généralement 150 % pour les modèles en alliage d'aluminium) et certains modèles incluent une structure amortisseur anti-choc.
• Stabilité à long terme : Durée de vie en fatigue ≥ 10⁷ cycles de charge, avec une dérive annuelle ≤ ±0,01 % de la pleine échelle (FS) sous charge nominale, adapté aux scénarios de fonctionnement continu prolongé tels que les supermarchés et les laboratoires.

2. Problèmes fondamentaux résolus

• Précision insuffisante dans les scénarios de faible charge : Pour résoudre le problème d'erreur excessive des capteurs traditionnels dans les applications à faible échelle inférieures à 10 kg, une conception optimisée de la contrainte du corps de poutre permet de maintenir l'erreur de mesure dans une plage de ±0,005 % de la pleine échelle (FS), répondant ainsi aux exigences de haute précision pour la pesée alimentaire, la dosage pharmaceutique, etc.

•Mesure inexacte de la charge décentrée sur un plan : La caractéristique de répartition uniforme des contraintes de la structure en poutre parallèle compense efficacement l'influence de la charge décentrée provoquée par le décalage de l'objet pesé, résolvant ainsi le problème de précision lié à des positions variables de dépôt des matériaux sur les instruments de pesage de bureau et les équipements de tri.

•Difficultés d'intégration et d'installation de l'équipement : La structure compacte et la méthode d'installation flexible répondent aux besoins d'installation intégrée dans les équipements automatisés et les appareils domestiques intelligents, éliminant la nécessité de modifier la structure principale de l'équipement et réduisant ainsi les coûts d'intégration.

• Mauvaise adaptabilité à plusieurs environnements : Grâce à des améliorations des matériaux et du niveau de protection, les problèmes tels que les dommages aux capteurs et la dérive des signaux dans des scénarios d'humidité (par exemple, pesage de produits aquatiques), de corrosion (par exemple, pesage de réactifs chimiques) et de poussière (par exemple, transformation de la farine) sont résolus.

•Pression sur les coûts pour les petits appareils : Un seul capteur peut satisfaire aux exigences de pesage planaire, éliminant ainsi la nécessité d'utiliser plusieurs capteurs en combinaison. Par ailleurs, le matériau en alliage d'aluminium réduit le poids et le coût du produit, résolvant ainsi le problème de maîtrise des coûts des instruments de pesage compacts et des appareils électroniques grand public.

3. Expérience Utilisateur

• Installation ultra-simplifiée : Des trous de fixation standardisés et des surfaces de référence de positionnement éliminent le besoin d'outils de calibration professionnels. L'installation peut être effectuée avec un tournevis ordinaire, avec des exigences faibles en termes de planéité (≤0,1 mm/m), et une seule personne peut réaliser le réglage en moins de 10 minutes.

• Seuil d'exploitation faible : Prend en charge le réglage à zéro par une seule touche et l'étalonnage à un point pour les instruments de pesage (nécessite uniquement une masse étalon de 100 % de la charge nominale). Les modèles numériques peuvent être rapidement étalonnés via un logiciel informatique, permettant une manipulation facile aux non-spécialistes.

• Coût d'entretien extrêmement faible : La structure entièrement scellée réduit la pénétration de poussière et d'humidité, avec un taux de défaillance annuel moyen ≤ 0,2 %. Les modèles en alliage d'aluminium sont légers (poids minimum de seulement 5 g), faciles à remplacer et ne nécessitent pas le démontage de grandes structures lors de la maintenance.

•Rétroaction précise des données : Fluctuation des mesures statiques ≤ ±0,003 % de la pleine échelle (FS), sans décalage dans les scénarios quasi-dynamiques. Les modèles numériques intègrent une fonction de compensation de la dérive du zéro, éliminant ainsi la nécessité d'un réétalonnage fréquent et garantissant une forte stabilité des données.

• Bonne compatibilité d'intégration : Les micro-modèles sont de petite taille (dimensions minimales 20 mm × 10 mm × 5 mm), peuvent être intégrés à l'intérieur des appareils intelligents sans affecter le design extérieur de l'appareil. La sortie du signal est compatible avec les petits contrôleurs courants, prenant en charge le Plug and Play.

4. Scénarios d'application typiques

1) Instruments de pesage légers civils et commerciaux

• Balances de prix pour supermarchés/balances électroniques au sol : unités de détection principales pour balances de prix de 3 à 30 kg, caractérisées par une conception légère en alliage d'aluminium, des caractéristiques anti-charge excentrée garantissant une précision constante de pesage quelle que soit la position de placement, avec une erreur ≤ ±1 g.

• Balances électroniques pour livraison express : équipements de pesage de 1 à 50 kg pour la livraison express, fabriqués en acier inoxydable pour une résistance aux salissures et un nettoyage facile, classe de protection IP67 adaptée aux environnements humides et poussiéreux des points de livraison express, permettant un pesage rapide et continu.

• Scales de cuisine/Scales de pâtisserie : Scales de cuisine haute précision de 0,01 à 5 kg, dotées de capteurs à micro-poutre parallèle offrant une précision au milligramme, sortie de signal numérique compatible avec des écrans haute définition, répondant au besoin d'une proportion exacte des ingrédients.

2) Équipements d'automatisation industrielle

• Équipements de tri automatisé : Trieurs de poids dans les industries alimentaire et du matériel, installés sous le tapis roulant de tri, détectent en temps réel le poids des produits et s'intègrent au mécanisme de tri, avec une précision de tri allant jusqu'à ±0,1 g.

• Détection de matériaux sur ligne d'assemblage : Détection de pénurie de matériaux sur les lignes d'assemblage de composants électroniques, détermine si des matériaux sont manquants par pesage (par exemple, assemblage de batterie de téléphone portable), temps de réponse ≤ 4 ms, adapté aux lignes d'assemblage rapides.

• Contrôle quantitatif des machines d'emballage : Pesée quantitative pour machines d'emballage de petits granulés/poudres, modèles de précision de classe C2 garantissant une erreur de poids par sachet ≤ ±0,2 %, conformes aux normes métrologiques.

3) Industries alimentaire et pharmaceutique

• Pesée d'ingrédients pharmaceutiques : Pesée de matières premières en petites doses (0,1-10 kg) dans l'industrie pharmaceutique, matériau en acier inoxydable 316L + certification GMP, surface polie sans angles morts, facile à désinfecter et stériliser, précision ≤ ±0,01 %EN.

• Pesée aquatique/charcuterie : Équipements de découpe et de pesée dans les abattoirs et marchés aquatiques, conception étanche et anti-corrosion (IP68), pouvant être lavés directement, adaptés aux environnements de travail humides et riches en eau.

4) Équipements de recherche scientifique et expérimentaux

• Pesée pour expériences biologiques : pesée de réactifs et d'échantillons en laboratoire, les modèles à très petite échelle (0,01-1 kg) répondent aux exigences de haute précision pour la culture microbienne et le dosage des réactifs chimiques.

• Mesure de force pour équipements médicaux : mesure de force/masse pour équipements de rééducation (par exemple dynamomètres manuels) et balances médicales (balances bébé), conception en alliage d'aluminium léger améliorant la portabilité de l'équipement, précision jusqu'à ±0,005 %FS.

5) Électronique grand public intelligente et dispositifs Internet des objets (IoT)

• Appareils électroménagers intelligents : détection du poids du linge dans les machines à laver et pesée des bacs à grains de café dans les cafetières, des capteurs intégrés miniatures permettent une commande intelligente des appareils, améliorant l'expérience utilisateur.

• Terminal Internet des objets : surveillance du poids pour étagères intelligentes et poubelles intelligentes, les modèles numériques à faible consommation permettent la transmission sans fil NB-IoT, adaptés aux scénarios de gestion à distance IoT.

5. Instructions d'utilisation (guide pratique)

1) Processus d'installation

• Préparation : Nettoyer la surface de montage (éliminer les taches d'huile et les bavures), vérifier l'aspect du capteur (aucune déformation du corps de poutre et aucun dommage au câble), et sélectionner les boulons de fixation appropriés selon la plage de mesure (éviter d'utiliser des boulons à haute résistance pour les modèles en alliage d'aluminium).

• Positionnement et fixation : Installer le capteur horizontalement sur la surface portante, en veillant à ce que la charge agisse verticalement au-dessus du corps de poutre (éviter les chocs latéraux) ; utiliser une clé dynamométrique pour serrer les boulons (5-10 N·m pour les modèles en alliage d'aluminium, 10-20 N·m pour l'acier allié), afin d'éviter d'endommager le corps de poutre par un serrage excessif.

• Spécifications de câblage : Pour les signaux analogiques, respecter la convention « rouge - alimentation +, noir - alimentation -, vert - signal +, blanc - signal - » ; pour les signaux numériques, effectuer le raccordement selon la définition des broches ; lors du câblage du modèle miniature, éviter de tirer sur le câble, et il est recommandé de prévoir une longueur excédentaire de 5 cm.

• Traitement de protection : Dans un environnement humide, scellez le connecteur du câble avec du ruban étanche ; dans l'industrie alimentaire, nettoyez rapidement la surface du capteur après utilisation afin d'éviter la corrosion due aux résidus.

2) Étalonnage et mise au point

• Étalonnage du zéro : Mettez sous tension et laissez préchauffer pendant 10 minutes, exécutez la commande « étalonnage du zéro », assurez-vous que la sortie au zéro se situe dans une plage de ±0,001 %FS ; si l'écart est trop important, vérifiez si la surface de montage est plane.

• Étalonnage de charge : Placez une masse étalon équivalente à 100 % de la charge nominale (utilisez des masses étalon dans les cas de faible gamme de mesure), enregistrez la valeur du signal de sortie, corrigez l'erreur via l'instrument ou le logiciel, et assurez-vous que l'erreur ≤ la valeur admissible pour la classe de précision correspondante (classe C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Test de charge excentrée : Placer le même poids à différentes positions sur la surface portante du capteur, observer la cohérence des mesures, et l'écart doit être ≤ ±0,02 % EM ; sinon, ajuster l'horizontalité de l'installation.

3) Maintenance courante

• Inspections régulières : Nettoyer la surface du capteur hebdomadairement, vérifier mensuellement si le câblage est bien serré ; étalonner les instruments de pesage commerciaux trimestriellement, et les équipements de laboratoire mensuellement.

• Traitement des pannes : En cas de dérive des données, vérifiez d'abord la tension d'alimentation (stable entre 5 et 24 V CC, généralement 5 V pour les modèles miniatures) ; en cas d'affichage anormal, vérifiez s'il y a une surcharge (les modèles en alliage d'aluminium sont sujets à une déformation permanente en cas de surcharge), et remplacez le capteur si nécessaire.

6. Méthode de sélection (correspondance précise aux besoins)

1) Détermination des paramètres essentiels

• Sélection de la plage : sélectionnez le modèle selon 1,2 à 1,4 fois le poids maximal réel (par exemple, pour une capacité maximale de pesage de 10 kg, un capteur de 12 à 14 kg peut être sélectionné), et évitez de choisir une plage excessivement grande dans les scénarios de faible charge afin d'éviter une précision insuffisante.

• Classe de précision : sélectionnez la classe C1 (erreur ≤ ±0,005 %FS) pour les applications de laboratoire/médicales, la classe C2 (erreur ≤ ±0,01 %FS) pour la métrologie industrielle, et la classe C3 (erreur ≤ ±0,02 %FS) pour les instruments de pesage civils.

• Type de signal : sélectionnez les signaux analogiques (0 - 5 V) pour les instruments de pesage civils, les signaux numériques (I2C/RS485) pour les appareils intelligents, et les modèles avec modules sans fil pour les scénarios IoT.

2) Sélection selon l'adaptabilité environnementale

• Température : sélectionnez des modèles ordinaires pour les scénarios normaux (-10 °C ~ 60 °C), des modèles résistants au froid pour les scénarios de réfrigération basse température (-20 °C ~ 0 °C), et des modèles à compensation haute température pour les scénarios à haute température (60 °C ~ 80 °C).

• Milieu : Sélectionnez un alliage d'aluminium pour les environnements secs, un acier inoxydable 304 pour les environnements humides ou alimentaires, et un acier inoxydable 316L pour les environnements à corrosion chimique.

• Classe de protection : ≥IP65 pour les environnements intérieurs et secs, ≥IP67 pour les environnements humides ou lavés, et ≥IP68 pour les environnements sous-marins ou fortement corrosifs.

3) Installation et compatibilité système

• Méthode d'installation : Préférez la fixation par boulons pour les instruments de pesage de bureau, l'installation encastrée pour les appareils intelligents ; dans les cas où l'espace est limité, privilégiez les modèles compacts de longueur ≤30 mm.

• Compatibilité : Vérifiez que la tension d'alimentation du capteur et le type de signal sont compatibles avec le contrôleur. Pour les modèles compacts, vérifiez les définitions des broches afin d'éviter des erreurs de câblage pouvant entraîner la destruction du module.

4) Confirmation des exigences supplémentaires

• Exigences de certification : Les industries alimentaire et pharmaceutique exigent une certification FDA/GMP, les applications métrologiques nécessitent une certification CMC, et les produits destinés à l'exportation requièrent une certification OIML.

• Fonctions spéciales : sélectionnez des modèles avec un temps de réponse ≤3 ms pour le tri à grande vitesse, des modèles IoT avec un courant de veille ≤10 μA pour les scénarios à faible consommation, et des modèles intégrés sans filetages ni angles morts pour les applications hygiéniques.

Résumé

La cellule de pesage à faisceau parallèle présente comme avantages principaux la « précision élevée en faible charge, la résistance planaire aux charges décentrées et l'intégration facile », répondant principalement à des problèmes tels que la pesée précise sur de petites plages, le décentrage des matériaux et l'installation intégrée d'équipements. L'expérience utilisateur met l'accent sur une manipulation simple, un entretien sans souci et des coûts maîtrisés. Lors du choix d'une cellule de pesage, il est nécessaire de clarifier au préalable les quatre exigences fondamentales que sont la capacité, la précision, l'espace d'installation et l'environnement, puis de prendre une décision en tenant compte de la compatibilité avec le système et des fonctions supplémentaires ; pendant l'utilisation, il convient d'éviter toute surcharge et tout impact latéral, et de suivre strictement les spécifications de calibration régulière afin d'assurer un fonctionnement stable à long terme. Elle convient aux applications dans les instruments de pesage en faible charge, les équipements d'automatisation, l'alimentaire et la pharmacie, ainsi que dans d'autres domaines, et constitue la solution de détection optimale pour les scénarios de pesage sur petite échelle et surface plane.

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