Capteur de pesage à poutre parallèle CZL601AA

Introduction du produit

Le capteur de pesage à faisceau parallèle est un élément de détection sensible à la force basé sur le principe de la résistance de déformation, utilisant des corps élastiques à double ou simple faisceau parallèle comme structure centrale. Lorsqu'il est soumis à une force, la déformation par flexion du corps du faisceau entraîne une variation de résistance des jauges de contrainte, qui est ensuite convertie en signaux électriques normalisés. Il présente les avantages d'une faible charge, d'une haute précision, d'une bonne résistance aux charges excentrées et d'une installation facile. Il est largement utilisé dans les applications de pesage à petite échelle, de mesure de force plane et de mesures intégrées. Ce qui suit est une explication détaillée selon la dimension principale afin de répondre aux besoins de produit sélection, évaluation technique et 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 2 - 15 mm, longueur 20 - 150 mm), avec une répartition uniforme des contraintes concentrée dans la section médiane du corps de la poutre, supporte des forces multi-angles dans le plan, possède une capacité remarquable de résistance aux charges excentrées (peut supporter des charges excentrées dans le plan de ±20 % à ±30 % de la charge nominale) et ne présente aucun point mort de contrainte évident.
• Performance de précision: Les niveaux de précision couvrent C1 à C3, les modèles principaux atteignant C2. Erreur de non-linéarité ≤ ±0,01 %FS, erreur de répétabilité ≤ ±0,005 %FS, dérive du zéro ≤ ±0,002 %FS/℃, et présente de meilleures performances de précision que les capteurs similaires dans les scénarios à faible échelle 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 : Conçu pour la pesée statique ou quasi-dynamique de faible charge (temps de réponse ≤ 4 ms), avec une plage de mesure couvrant 0,1 kg à 500 kg, et des applications typiques concentrées dans la plage de 1 kg à 200 kg. Le modèle micro peut atteindre une mesure ultra-faible de 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 de température (-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 %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 la poutre permet de maintenir l'erreur de mesure dans une fourchette de ±0,005 % de la pleine échelle, répondant ainsi aux exigences de haute précision telles que la pesée alimentaire et la dosage pharmaceutique.

•Mesure inexacte de la charge excentrée plane : La caractéristique de répartition uniforme des contraintes de la structure à poutre parallèle permet d'annuler efficacement l'influence des charges excentrées dues au décalage de l'objet pesé, résolvant ainsi le problème de précision lié à des positions variables de placement des matériaux dans les instruments de pesée 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 exigences d'installation encastrée des équipements automatisés et des appareils domestiques intelligents, éliminant ainsi la nécessité de modifier la structure principale de l'équipement et réduisant 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 : Les trous de fixation standardisés et les surfaces de référence de positionnement éliminent le besoin d'outils de calibration professionnels. L'installation peut être réalisée avec un tournevis ordinaire, avec des exigences faibles en planéité (≤0,1 mm/m), et la mise en service par une seule personne peut être effectuée en moins de 10 minutes.
• Seuil d'exploitation faible : Prend en charge la remise à zéro par simple pression d'un bouton et l'étalonnage en un seul point de l'instrument de pesage (nécessitant uniquement une masse étalon correspondant à 100 % de la charge nominale). Les modèles numériques peuvent être rapidement étalonnés via un logiciel informatique, permettant une manipulation facile même par des 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 données de mesure statique ≤ ±0,003 %FS, sans latence dans les scénarios quasi-dynamiques. Les modèles numériques sont dotés d'une fonction intégrée de compensation de la dérive à vide, éliminant ainsi le besoin de recalibrations fréquentes et assurant une forte stabilité des données.
• Bonne intégration et adaptabilité : Les modèles micro sont compacts (dimensions minimales : 20 mm × 10 mm × 5 mm), peuvent être intégrés à l'intérieur d'appareils intelligents sans affecter le design extérieur de l'appareil. La sortie du signal est compatible avec les contrôleurs compacts courants, fonction Plug and Play.

4. Scénarios d'utilisation typiques

1) Instruments de pesage légers civils et commerciaux

• Balances de prix en supermarché / Plateformes électroniques : précision de pesage à différentes positions de placement, avec une erreur ≤ ±1 g.

• Scales électroniques pour livraison express : équipement de pesage de 1 à 50 kg pour livraison express, fabriqué en acier inoxydable pour une résistance à la salissure et un nettoyage facile, avec un indice de protection IP67 adapté aux environnements humides et poussiéreux des points de livraison express, prenant en charge la pesée rapide continue.

• Scales de cuisine/scales de pâtisserie : scales de cuisine haute précision de 0,01 à 5 kg, dotées d'un capteur à micro-poutre parallèle assurant une précision au milligramme, sortie de signal numérique compatible avec des écrans haute définition, répondant au besoin de dosage précis des ingrédients.

2) Équipements d'automatisation industrielle

• Équipement de tri automatisé : trieuses pondérales pour les industries alimentaire et du matériel, installées sous le tapis roulant de tri, détectant en temps réel le poids des produits et s'interfaçant avec le 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 pour les lignes d'assemblage de composants électroniques, déterminant si des matériaux sont manquants par pesage (par exemple, assemblage de batterie de téléphone mobile), avec un temps de réponse ≤ 4 ms, adapté aux lignes de production à grande vitesse.

• Contrôle Quantitatif des Machines d'Emballage : Pesage quantitatif pour machines d'emballage de particules ou poudres fines, les modèles de précision de classe C2 garantissent une erreur de poids par sachet ≤ ±0,2 %, conformément aux normes métrologiques.

3) Industries alimentaire et pharmaceutique

• Pesage des Ingrédients Pharmaceutiques : Pesage de matières premières en faible dose (0,1-10 kg) dans l'industrie pharmaceutique, fabriqué en acier inoxydable 316L + certification GMP, surface polie sans angles morts pour faciliter la désinfection et la stérilisation, précision ≤ ±0,01 %FS.

• Pesée Aquatique/Viande : Équipement de découpe et de pesée pour abattoirs et marchés aquatiques, conçu avec une étanchéité et une résistance à la corrosion (IP68), peut être directement lavé, adapté à un environnement de travail humide et riche 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 de micro-organismes et la proportion de réactifs chimiques.

• Mesure de Force pour Équipements Médicaux : Mesure de force/poids pour équipements de rééducation (par exemple, dynamomètres de préhension) et balances médicales (balances bébé), conception légère en alliage d'aluminium améliorant la portabilité de l'équipement, avec une précision allant jusqu'à ±0,005 %FS.

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

• Appareils Électroménagers Intelligents : Détection du poids des vêtements pour machines à laver et pesée des réservoirs à grains pour machines à café, des capteurs miniatures intégrés permettent une commande intelligente des appareils, améliorant l'expérience utilisateur.

• Points terminaux IoT : Surveillance du poids pour étagères intelligentes et poubelles connectées, modèles numériques à faible consommation prenant en charge la transmission sans fil NB-IoT, adaptés aux scénarios de gestion à distance IoT.

5. Instructions d'utilisation (guide pratique)

1) Procédure 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 la poutre, aucun dommage au câble), sélectionner les boulons de fixation appropriés selon la plage (éviter d'utiliser des boulons à haute résistance pour les modèles en alliage d'aluminium).

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

• Spécifications de câblage : Pour les signaux analogiques, suivre « rouge - alimentation +, noir - alimentation -, vert - signal +, blanc - signal - » ; pour les signaux numériques, connecter selon la définition des broches ; éviter de tirer sur le câble lors du câblage des modèles micro, 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, nettoyez immédiatement la surface du capteur après utilisation dans l'industrie alimentaire afin d'éviter la corrosion due aux résidus de matériaux.

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 à vide se situe dans la plage de ±0,001 %EN. Si l'écart est trop important, vérifiez si la surface de montage est plane.

• Étalonnage de charge : Placez des masses étalons équivalentes à 100 % de la charge nominale (utilisez des masses étalons pour les scénarios à faible plage), enregistrez la valeur du signal de sortie, corrigez l'erreur à l'aide du compteur ou d'un logiciel, et assurez-vous que l'erreur ≤ la valeur admissible de la classe de précision correspondante (Classe C2 ≤ ±0,01 %EN).

• Test de charge excentrée : Placer les mêmes masses à différentes positions sur la surface portante du capteur, observer la cohérence des mesures, et l'écart ne doit pas dépasser ±0,02 % de la pleine échelle (FS) ; sinon, ajuster l'horizontalité de l'installation.

3） Entretien courant

• Inspections régulières : Nettoyer la surface du capteur hebdomadairement, vérifier mensuellement si le câblage n'est pas desserré ; 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 principaux

• Sélection de la plage : Choisir le modèle selon 1,2 à 1,4 fois le poids maximal réel (par exemple, pour une pesée maximale de 10 kg, un capteur de 12 à 14 kg peut être sélectionné), et éviter de choisir une plage trop grande dans les scénarios de faible charge afin de prévenir 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 : Sélectionner des signaux analogiques (0-5 V) pour les instruments de pesage civils, des signaux numériques (I2C/RS485) pour les appareils intelligents, et des modèles dotés de 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 à 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 : Sélectionnez la fixation par boulon pour les instruments de pesage sur table et l'installation encastrée pour les appareils intelligents ; dans les scénarios à espace limité, privilégiez les modèles compacts de longueur ≤30 mm.

• Compatibilité : Vérifiez que la tension d'alimentation et le type de signal du capteur correspondent au 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 filetage ni angles morts pour les scénarios hygiéniques.

Résumé

La cellule de pesage à poutre parallèle présente des avantages essentiels tels que « une haute précision en faible charge, une résistance planaire aux charges excentrées et une intégration facile », résolvant principalement des problèmes tels que la pesée précise sur de petites plages, les charges excentrées des matériaux et l'installation encastrée des équipements. L'expérience utilisateur met l'accent sur une manipulation simple, un entretien sans souci et un coût maîtrisé. Lors du choix d'un modèle, il est nécessaire de définir clairement les quatre exigences fondamentales de plage, de précision, d'espace d'installation et d'environnement, puis de prendre une décision en fonction de la compatibilité du système et des fonctions supplémentaires ; en utilisation, évitez la surcharge et les chocs latéraux, et suivez strictement les spécifications de calibration régulière afin d'assurer un fonctionnement stable à long terme. Elle convient aux instruments de pesage en faible charge, aux équipements d'automatisation, aux industries alimentaires et pharmaceutiques, etc., et constitue la solution de détection optimale pour les scénarios de pesage sur de petites plages et avec surface plane.

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