Capteur de pesage à poutre parallèle CZL602A

Introduction du produit

Poutre parallèle cellules de charge sont des éléments de détection sensibles à la force basés sur le principe de résistance de déformation, avec un élastomère à double poutre parallèle ou à poutre parallèle unique comme structure centrale. Lorsqu'ils sont soumis à une force, la déformation en flexion de la poutre entraîne la jauges de Contrainte pour produire des variations de résistance, qui sont ensuite converties en signaux électriques normalisés. Ils combinent des avantages tels qu'une grande précision sous de faibles charges, une capacité planaire à résister aux charges excentrées et une installation pratique, et sont largement utilisés dans les applications de pesage à petite échelle, de mesure des forces planes et de mesure intégrée. Ce qui suit fournit une description détaillée à partir des dimensions principales 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 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 de la poutre, supportant des forces multi-angles dans le plan, une excellente capacité de résistance aux charges décentrées (capable de supporter des charges décentrées dans le plan de ±20 % à ±30 % de la charge nominale) et aucun point mort sensible évident.

• Performance de précision: Les classes 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 des performances de précision supérieures à celles des capteurs similaires dans les scénarios de faible plage de 0,1 kg à 500 kg.

• Matériaux et protection : Les élastomères utilisent couramment de l'aluminium (pour des applications légères), de l'acier allié (pour des applications industrielles générales) ou de l'acier inoxydable 304/316L (pour des environnements corrosifs), avec des surfaces traitées par anodisation, nickelage ou passivation ; les niveaux de protection sont généralement IP65/IP67, et les modèles alimentaires peuvent atteindre IP68, adaptés à divers environnements complexes.

• Compatibilité d'installation : Des trous de fixation normalisés (trous filetés ou trous lisses) sont prévus en bas, permettant une fixation par boulons ou par collage. Certains modèles miniatures peuvent être installés encastrés, adaptés aux espaces d'installation restreints des instruments de pesage de table et des équipements automatisés, et une unité seule peut satisfaire les besoins de pesage planaire.

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 allant de 0,1 kg à 500 kg, les applications courantes se concentrant dans la plage de 1 kg à 200 kg. Les modèles miniatures peuvent 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). Les modèles miniatures intelligents intègrent des modules de conditionnement de signal et peuvent être directement connectés à des microcontrôleurs et des modules IoT.

•Fonction de protection de sécurité : Intègre une compensation de température étendue (-10 ℃ ~ 70 ℃), dispose d'une protection contre les surcharges (150 % à 200 % de la charge nominale, généralement 150 % pour les modèles en alliage d'aluminium) et certains modèles comprennent des structures amortisseurs anti-chocs.

• 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 : S'attaque au problème d'erreur excessive des capteurs traditionnels dans les scénarios de faible plage inférieure à 10 kg ; grâce à une conception optimisée de la contrainte de la poutre, l'erreur de mesure est maintenue dans une limite de ±0,005 % de la pleine échelle, répondant ainsi aux exigences de haute précision dans la pesée alimentaire et la dosage médicamenteux, entre autres.

• Mesure inexacte de la charge excentrée plane : La caractéristique de répartition uniforme des contraintes de la structure à poutre parallèle compense efficacement l'influence de la charge excentrée due au 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'installation intégrée de l'équipement : La structure compacte et la méthode d'installation flexible répondent aux exigences d'installation encastrée des équipements automatisés et des appareils électroménagers intelligents, sans nécessiter de modification de la structure principale de l'équipement, réduisant ainsi les coûts d'intégration.

• Mauvaise adaptabilité à plusieurs environnements : Grâce à des améliorations des matériaux et du niveau de protection, ce capteur résout les problèmes de dommages et de dérive du signal dans des conditions telles que l'humidité (par exemple, pesage en aquaculture), la corrosion (par exemple, pesage de réactifs chimiques) et la poussière (par exemple, transformation de la farine).

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

3. Expérience Utilisateur

• Installation extrêmement 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 réalisée avec un tournevis ordinaire, avec de faibles exigences de planéité (≤0,1 mm/m), et le réglage par une seule personne peut être effectué en moins de 10 minutes.

• Seuil d'exploitation faible : Prend en charge la mise à zéro par une seule touche et l'étalonnage en un point des afficheurs de pesage (nécessite uniquement une masse étalon de 100 % de la charge nominale). Les modèles numériques peuvent être rapidement étalonnés à l'aide d'un logiciel informatique, et des personnes non spécialisées peuvent facilement les manipuler.

•Coût d'entretien extrêmement faible : La structure entièrement scellée limite l'intrusion de poussière et d'humidité, avec un taux de défaillance annuel moyen ≤ 0,2 %. Le modèle en alliage d'aluminium est léger (minimum seulement 5 g), facile à remplacer, et ne nécessite pas de démonter de grandes structures lors de la maintenance.

• Rétroaction de données précise : Fluctuation des données de mesure statique ≤±0,003 %FS, sans hystérésis dans les scénarios quasi-dynamiques. Les modèles numériques sont dotés d'une fonction de compensation de la dérive du zéro, éliminant ainsi le besoin de recalibrations fréquentes, avec une forte stabilité des données.

•Bonne adaptabilité à l'intégration : Le modèle micro est compact (dimensions minimales : 20 mm × 10 mm × 5 mm), peut être intégré 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, prise en charge Plug and Play.

4. Scénarios d'application typiques

1) Instruments de pesage civils et commerciaux pour charges légères

• Balances de prix pour supermarchés/balances électroniques sur plateforme : unité de détection principale pour balances de 3 à 30 kg, conçue en alliage d'aluminium léger. La caractéristique anti-charge excentrée garantit une précision constante du pesage quelle que soit la position d'installation, avec une erreur ≤ ±1 g.

• Scales électroniques pour livraison express : équipement de pesage de 1 à 50 kg pour livraison express, en matériau inoxydable anti-salissures et facile à nettoyer. Le niveau de protection IP67 convient 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 assurant une précision au milligramme. La sortie de signal numérique est compatible avec les écrans haute définition, répondant aux exigences de dosage précis 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 matière sur les lignes d'assemblage : détection de pénurie de matière sur les lignes d'assemblage de composants électroniques, déterminant si des matériaux sont manquants par pesée (par exemple, assemblage de batterie de téléphone portable), avec un temps de réponse ≤4 ms adapté aux chaînes de production rapides.

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

3) Industries alimentaire et pharmaceutique

• Pesage des ingrédients pharmaceutiques : Pesage de matières premières en petites doses (0,1 - 10 kg) dans l'industrie pharmaceutique, fabriqué en acier inoxydable 316L + certifié GMP, surface polie sans angles morts permettant une désinfection et une stérilisation faciles, précision ≤ ±0,01 %FS.

• Pesage des produits aquatiques/viandes : Équipements de découpe et de pesage dans les abattoirs et marchés de produits aquatiques, avec conception étanche et anti-corrosion (IP68), pouvant être directement lavés, adaptés aux environnements de travail humides et riches en eau.

4) Équipements de recherche scientifique et expérimentaux

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

• Mesure de force dans les équipements médicaux : mesure de force/poids dans les équipements de rééducation (comme les dynamomètres manuels) et les balances médicales (balances bébé), avec une conception légère en alliage d'aluminium améliorant la portabilité de l'équipement, et une précision allant jusqu'à ±0,005 %FS. 5. Électronique grand public intelligente et dispositifs IoT

• Appareils électroménagers intelligents : détection du poids du linge dans les machines à laver et pesage des compartiments de grains de café dans les cafetières, grâce à des capteurs intégrés miniaturisés permettant une commande intelligente des équipements et améliorant l'expérience utilisateur.

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

5. Méthode d'utilisation (guide pratique)

1) Processus d'installation

• Préparation : Nettoyer la surface d'installation (éliminer les taches d'huile et les bavures), vérifier l'aspect du capteur (aucune déformation du corps de la poutre et aucun dommage au câble) et sélectionner les boulons de montage appropriés selon la plage (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 la 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 la poutre par un serrage excessif.

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

• Traitement de protection : Dans un environnement humide, sceller le connecteur du câble avec du ruban étanche ; dans l'industrie alimentaire, nettoyer rapidement la surface du capteur après utilisation afin d'éviter la corrosion par des résidus de matériaux.

2) Étalonnage et réglage

• 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 : Placer une masse étalon équivalente à 100 % de la charge nominale (utiliser des masses étalons dans les cas à faible plage), enregistrer la valeur du signal de sortie, corriger l'erreur via l'afficheur ou un logiciel, et s'assurer que l'erreur ≤ la valeur admissible du niveau de précision correspondant (niveau C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Test de charge excentrée : Placez la même masse à différentes positions sur la surface portante du capteur, observez la cohérence des mesures, et l'écart doit être ≤ ±0,02 %FS ; sinon, il est nécessaire de régler l'horizontalité de l'installation.

3) Maintenance courante

• Inspection régulière : Nettoyer la surface du capteur toutes les semaines, vérifier les branchements électriques mensuellement ; étalonner les balances commerciales trimestriellement et les équipements de laboratoire mensuellement.

• Gestion 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 micro-modèles) ; lorsque la mesure est anormale, vérifiez un éventuel surchargement (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 fondamentaux

• Sélection de la plage : Choisir un modèle dont la plage est 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 une plage excessive dans les scénarios de faible charge afin d'éviter une précision insuffisante.

• Classe de précision : Choisir la classe C1 (erreur ≤ ±0,005 %FS) pour les applications de laboratoire ou médicales, la classe C2 (erreur ≤ ±0,01 %FS) pour la métrologie industrielle, et la classe C3 (erreur ≤ ±0,02 %FS) pour les balances civiles.

• Type de signal : Choisir un signal analogique (0-5 V) pour les balances civiles, un signal numérique (I2C/RS485) pour les appareils intelligents, et des 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 secs, ≥IP67 pour les environnements humides ou soumis à des lavages, et ≥IP68 pour les environnements immergés ou fortement corrosifs.

3) Installation et compatibilité système

• Méthode d'installation : sélectionner la fixation par boulon pour les balances de comptoir, l'installation encastrée pour les appareils intelligents ; privilégier les modèles micro dont la longueur est ≤30 mm dans les situations où l'espace est limité.

• Compatibilité : vérifier que la tension d'alimentation et le type de signal du capteur correspondent à ceux du contrôleur, et contrôler les définitions des broches pour les modèles micro afin d'éviter les 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 faisceau parallèle présente des avantages essentiels tels que « une haute précision en charge légère, une résistance planaire aux charges décentrées et une intégration pratique », ce qui permet principalement de résoudre des problèmes comme la pesée précise sur petite échelle, les charges désaxées des matériaux et l'installation intégrée 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 que sont la capacité, la précision, l'espace d'installation et l'environnement, puis de prendre une décision selon la compatibilité du système et les fonctions supplémentaires ; durant l'utilisation, il convient d'éviter toute surcharge et tout impact latéral, et de suivre strictement les procédures de calibration régulières afin d'assurer un fonctionnement stable à long terme. Elle convient aux balances légères, aux équipements d'automatisation, aux industries alimentaires et pharmaceutiques, entre autres, et constitue la solution de détection optimale pour les scénarios de pesage sur petite échelle et surface plane.

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