Capteur de pesage à poutre parallèle CZL619EA

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, avec un élastomère à double poutre parallèle ou à poutre parallèle unique comme structure principale. Lorsqu'ils sont soumis à une force, la déformation en flexion de la poutre entraîne une variation de résistance du jaume de contrainte, qui est ensuite convertie en un signal électrique normalisé. Ils combinent des avantages tels qu'une grande précision sous de faibles charges, une capacité planaire à supporter des 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 mesures intégrées. Ce qui suit fournit une explication 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-angulaires dans le plan, et dotée d'une excellente capacité de résistance aux charges excentrées (capable de supporter des charges excentrées dans le plan de ±20 % à ±30 % de la charge nominale), sans points morts de contrainte évidents.

• 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 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 l'alliage d'aluminium (pour les scénarios légers), l'acier allié (pour les scénarios industriels généraux) ou l'acier inoxydable 304/316L (pour les scénarios corrosifs), avec des surfaces traitées par anodisation, placage au nickel 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 (taraudés ou lisses) sont prévus en bas, permettant une fixation par boulons ou un montage adhésif. Certains modèles micro peuvent être installés de manière encastrée, adaptés aux espaces d'installation étroits des instruments de pesage de bureau et des équipements automatisés, et une unité seule peut satisfaire les besoins de pesage planaire.

Fonctions principales

• Mesure de force pour faible charge : Se concentre sur la pesée en charge légère statique/quasi-dynamique (temps de réponse ≤ 4 ms), avec une plage allant de 0,1 kg à 500 kg, et des applications typiques concentrées dans la plage de 1 kg à 200 kg. Les modèles micro peuvent atteindre une mesure de plage 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). Les modèles micro-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 sur une large plage (-10 ℃ ~ 70 ℃), 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 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 : En résolvant le problème d'erreur excessive des capteurs traditionnels dans les scénarios de faible plage inférieurs à 10 kg, grâce à une conception optimisée de la contrainte du faisceau, l'erreur de mesure est maintenue dans une fourchette de ±0,005 %FS, répondant ainsi aux exigences élevées en précision pour le pesage alimentaire et le comptage pharmaceutique.

• 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 satisfont les besoins d'installation encastrée pour les équipements automatisés et les appareils domestiques intelligents, éliminant la nécessité de modifier la structure principale des équipements et réduisant 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 satisfaire les exigences de pesage planaire, éliminant ainsi la nécessité de combinaisons multiples. 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 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 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 la mise à zéro par une touche unique et l'étalonnage en un point des afficheurs de pesage (nécessitant uniquement une masse étalon correspondant à 100 % de la charge nominale). Les modèles numériques peuvent être rapidement calibrés via un logiciel informatique, permettant aux non-spécialistes de manipuler facilement l'appareil.

• 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 %. Le modèle en alliage d'aluminium est léger (poids minimal de seulement 5 g), facile à remplacer et ne nécessite pas le démontage de grandes structures lors de la maintenance.

• Rétroaction de données précise : Fluctuation des mesures statiques ≤ ±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 la nécessité de recalibrations fréquentes et assurant une grande 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.

• Balances électroniques pour livraison express : équipements de pesage de 1 à 50 kg, fabriqués en acier inoxydable pour un nettoyage facile et une résistance à la pollution. 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 : machines de tri par poids utilisées dans les industries alimentaires et métallurgiques, installées sous les tapis roulants de tri, détectent en temps réel le poids des produits et s'intègrent au mécanisme de tri, avec une précision de tri atteignant ±0,1 g.

• Détection de matériaux sur les chaînes de montage : détection de pénurie de matériaux sur les chaînes d'assemblage de composants électroniques, déterminant l'absence de matériaux par pesage (par exemple, assemblage de batterie de téléphone portable), avec un temps de réponse ≤4 ms, adapté aux chaînes rapides.

• Contrôle quantitatif des machines d'emballage : Pesage quantitatif pour machines d'emballage de particules/poudres de petite taille, avec des modèles de précision C2 assurant une erreur de poids par sachet ≤ ±0,2 %, conformément aux normes métrologiques.

3) Industries alimentaire et pharmaceutique

• Pesée des ingrédients pharmaceutiques : Pesée de matières premières à faible dose (0,1 - 10 kg) dans l'industrie pharmaceutique, en acier inoxydable 316L + certifié GMP, avec une surface polie sans angles morts pour faciliter la désinfection et la stérilisation, et une 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 proportion de réactifs chimiques.

• Mesure de force dans les équipements médicaux : Mesure de la force/poids dans les équipements de rééducation (comme les dynamomètres manuels) et les balances médicales (balances bébé), avec un design léger en alliage d'aluminium pour améliorer 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 dans les étagères intelligentes et les poubelles connectées, avec des modèles numériques à faible consommation d'énergie prenant en charge la transmission sans fil NB-IoT, adaptés aux scénarios de gestion à distance via 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 les alliages d'acier), afin d'éviter d'endommager le corps de la poutre par un serrage excessif.

• 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 micro-modèles, 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 en temps voulu la surface du capteur après utilisation afin d'éviter la corrosion due aux 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 : Placez une masse étalon équivalente à 100 % de la charge nominale (utilisez des masses étalons pour les scénarios à petite échelle), enregistrez la valeur du signal de sortie, corrigez l'erreur via le dispositif de mesure ou un logiciel, et assurez-vous 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, le réglage du niveau d'installation doit être corrigé.

3) Maintenance quotidienne

• Inspections régulières : Nettoyer la surface du capteur chaque semaine, vérifier le serrage des câblages chaque mois ; étalonner la balance de supermarché chaque trimestre, et étalonner les équipements de laboratoire chaque mois.

• Gestion des pannes : Vérifier d'abord la tension d'alimentation lorsque les données dérivent (stable entre 5 et 24 V CC, généralement 5 V pour les modèles compacts) ; vérifier la présence de surcharge en cas de mesure anormale (les modèles en alliage d'aluminium sont sujets à une déformation permanente en cas de surcharge), et remplacer le capteur si nécessaire.

6. Méthode de sélection (correspondance précise aux besoins)

1) Détermination des paramètres essentiels

• Sélection de la plage : sélectionner selon 1,2 à 1 fois le poids maximal réel (par exemple, un poids maximal de 10 kg, capteur optionnel de 12 à 14 kg), éviter une précision insuffisante due à une plage trop grande dans les scénarios de faible charge.

• Niveau de précision : pour les applications de laboratoire/médecine, choisir le niveau C1 (erreur ≤ ± 0,005 % FS), pour la métrologie industrielle, choisir le niveau C2 (erreur ≤ ± 0,01 % FS), pour les instruments de pesage civils, choisir le niveau C3 (erreur ≤ ± 0,02 % FS).

• Type de signal : les instruments de pesage civils utilisent un signal analogique (0-5 V), les appareils intelligents un signal numérique (I2C/RS485), et les scénarios IoT des modèles équipés de modules sans fil.

2) Sélection selon l'adaptabilité environnementale

• Température : pour les scénarios courants (-10 ℃ ~ 60 ℃), choisir le modèle standard ; pour les scénarios de réfrigération basse température (-20 ℃ ~ 0 ℃), choisir le modèle résistant au froid ; pour les scénarios à haute température (60 ℃ ~ 80 ℃), choisir le modèle à compensation thermique.

• Matériau : Pour les environnements secs, privilégiez l'alliage d'aluminium ; pour les environnements humides ou agroalimentaires, choisissez l'acier inoxydable 304 ; pour les environnements chimiquement corrosifs, optez pour l'acier inoxydable 316L.

• Niveau de protection : Pour les environnements intérieurs et secs, ≥ IP65 ; pour les environnements humides ou soumis à des lavages, ≥ IP67 ; pour les environnements immergés ou fortement corrosifs, ≥ IP68.

3) Installation et compatibilité système

•Méthode d'installation : pour les balances de bureau, choisir la fixation par boulon ; pour les appareils intelligents, choisir l'installation encastrée ; pour les scénarios à espace limité, privilégier les modèles compacts de longueur ≤ 30 mm.

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

4) Confirmation des exigences supplémentaires

• Exigences de certification : une certification FDA/GMP est requise pour l'industrie alimentaire et pharmaceutique, une certification CMC est requise pour les scénarios de mesure, et une certification OIML est requise pour les produits d'exportation.

• Fonctions spéciales : pour le tri à grande vitesse, sélectionnez un modèle avec un temps de réponse ≤ 3 ms ; pour les scénarios à faible consommation d'énergie, sélectionnez un modèle IoT avec un courant de veille ≤ 10 μA ; pour les scénarios d'hygiène, sélectionnez un modèle intégré sans filetages ni zones mortes.

Résumé

Le capteur de pesage à faisceau parallèle présente les avantages principaux suivants : « haute précision en charge légère, résistance aux charges déséquilibrées et intégration pratique ». La solution clé permet de résoudre des problèmes tels que la pesée précise sur de faibles plages, les déséquilibres de répartition de matière 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, les quatre exigences fondamentales de plage, de précision, d'espace d'installation et d'environnement doivent être prioritaires, combinées aux décisions relatives à la compatibilité du système et aux fonctions supplémentaires. Pendant l'utilisation, il convient d'éviter les surcharges et les chocs latéraux, et de suivre strictement les procédures d'étalonnage régulières afin d'assurer un fonctionnement stable à long terme. Il convient aux instruments de pesage en charge légère, aux équipements d'automatisation, aux secteurs alimentaire et pharmaceutique ainsi qu'à d'autres domaines, et constitue la solution de détection optimale pour les scénarios de pesage compacts et plats.

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