Capteur de pesage à poutre parallèle CZL632

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 une variation de résistance du jauges de contrainte, qui est ensuite convertie en signaux électriques normalisés. Ils combinent des avantages tels qu'une haute précision sous de faibles charges, une capacité planaire à résister aux charges décentrées et une installation pratique, et sont largement utilisés dans les applications de pesage à petite échelle, de mesure de force plane et de mesure intégrée. Ce qui suit fournit une description détaillée depuis les 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 structurelle : 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'alliage d'aluminium (pour les scénarios légers), de l'acier allié (pour les scénarios industriels classiques) ou de l'acier inoxydable 304/316L (pour les scénarios corrosifs), les surfaces étant 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 (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 charges légères : Spécialisé dans la pesée de faible charge statique ou quasi-dynamique (temps de réponse ≤4 ms), avec une plage allant de 0,1 kg à 500 kg, les applications typiques se situant généralement entre 1 kg et 200 kg. Les modèles micro peuvent réaliser des mesures de plage ultra-faible jusqu'à 0,01 kg.

• Plusieurs 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 micro-ordinateurs 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 visant à résoudre le problème d'erreur excessive des capteurs traditionnels dans les scénarios de faible plage inférieurs à 10 kg, cette solution contrôle l'erreur de mesure à ±0,005 % de la pleine échelle (FS) grâce à une conception optimisée de la contrainte de la poutre, répondant ainsi aux exigences de haute précision pour la pesée des aliments, le comptage des médicaments et d'autres applications similaires.

• Mesure inexacte des charges excentrées en plan : 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 des équipements : 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.

• Faible adaptabilité à divers environnements : Grâce à l'amélioration des matériaux et du niveau de protection, des problèmes tels que l'endommagement des capteurs et la dérive du signal dans des environnements humides (par exemple, pesage en aquaculture), corrosifs (par exemple, pesage de réactifs chimiques) ou poussiéreux (par exemple, transformation de la farine) sont résolus.

• 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 : Trou de montage standardisés et surfaces de référence de positionnement, pas besoin d'outils de calibration professionnels, l'installation peut être effectuée avec un tournevis ordinaire, faible exigence de planéité (≤0,1 mm/m), et la mise au point par une seule personne peut être terminée en moins de 10 minutes.

• Seuil d'exploitation minimal : Prend en charge la mise à zéro par une seule touche et l'étalonnage en un point des instruments 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 effectuer l'opération.

• Coût de maintenance extrêmement faible : La structure entièrement scellée réduit 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.

• Retour d'information précis des données : Fluctuation des données de mesure statique ≤ ±0,003 % FS, sans hystérésis dans les scénarios quasi-dynamiques ; les modèles numériques sont équipés d'une fonction de compensation de la dérive du zéro, n'exigeant pas d'étalonnages fréquents et offrant une forte stabilité des données.

• Bonne adaptabilité à l'intégration : le modèle miniature est compact (dimensions minimales 20 mm × 10 mm × 5 mm), peut être intégré 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, fonctionnement 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 de plateforme : Unité de détection principale pour balances de prix de 3 à 30 kg, conception légère en matériau en alliage d'aluminium, caractéristiques anti-décentrement garantissant une précision constante de pesage quelle que soit la position, avec une erreur ≤ ±1 g.

• Balances électroniques pour colis express : Équipement de pesage express de 1 à 50 kg, matériau en acier inoxydable résistant aux salissures et facile à nettoyer, niveau de protection IP67 s'adaptant aux environnements humides et poussiéreux des points de livraison express, permettant un pesage rapide et continu.

• Balances de cuisine/balances de pâtisserie : Balances de cuisine haute précision de 0,01 à 5 kg, capteurs à micro-poutre parallèle assurant une précision au milligramme, sortie de signal numérique compatible avec des affichages haute définition, répondant au besoin de dosage précis des ingrédients.

2) Équipements d'automatisation industrielle

• Équipement de tri automatisé : trieuses pondérales utilisées dans les industries alimentaire et quincaillerie, installées sous le tapis roulant de tri, détectant en temps réel le poids des produits et s'intégrant 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 matériaux sur les lignes d'assemblage de composants électroniques, détermine si des matériaux sont manquants par pesée (par exemple, assemblage de batterie de téléphone portable), avec un temps de réponse ≤ 4 ms adapté aux lignes à grande vitesse.

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

3) Industries alimentaire et pharmaceutique

• Pesée des ingrédients pharmaceutiques : pesée de matières premières en faible dose (0,1 - 10 kg) dans l'industrie pharmaceutique, fabriquée en acier inoxydable 316L + certifiée GMP, surface polie sans angles morts pour faciliter la désinfection et la stérilisation, précision ≤ ±0,01 % EM.

• Pesage des produits aquatiques/viande : Équipement de pesage pour découpe et pesée dans les abattoirs et marchés de produits aquatiques, conçu étanche et anti-corrosion (IP68), pouvant être directement lavé, adapté 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 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 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, effectuer le raccordement 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, scellez le connecteur du câble avec du ruban étanche, et dans l'industrie alimentaire, nettoyez en temps voulu 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 la charge : Placer une masse étalon correspondant à 100 % de la charge nominale (utiliser des masses étalons pour les scénarios à petite échelle), enregistrer la valeur du signal de sortie et corriger l'erreur via le compteur ou le logiciel, en veillant à ce 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) Entretien quotidien

• 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 principaux

• 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, choisissez un fixation par boulons ; pour les appareils intelligents, privilégiez une installation encastrée ; pour les cas avec espace limité, donnez la priorité aux 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 poutre parallèle présente les avantages principaux suivants : « haute précision en charge légère, résistance à la charge décentrée et intégration facile ». La solution clé permet de résoudre des problèmes tels que la pesée précise sur de faibles plages, la charge décentrée 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, il est nécessaire de prioriser les quatre exigences fondamentales de la plage, de la précision, de l'espace d'installation et de l'environnement, puis de combiner la compatibilité du système et les décisions relatives 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 sur de faibles plages et à plat.

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