Capteur de pesage à poutre parallèle CZL650

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 simple 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 supporter des charges excentrées et une installation pratique, et sont largement utilisés dans les applications de pesage à petite échelle, de mesure de force plane et de mesures intégrées. Les détails suivants sont présentés selon 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-angulaires dans le plan, 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) et aucun point mort notable en termes de contrainte.

• Performance de précision : Les classes 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/°C, et des performances de précision supérieures à celles des capteurs similaires dans les scénarios à petite échelle de 0,1 kg à 500 kg.

• Matériaux et protection : Les élastomères utilisent couramment un alliage d'aluminium (pour des applications légères), de l'acier allié (pour des scénarios industriels généraux) ou de l'acier inoxydable 304/316L (pour des environnements corrosifs), avec un traitement de surface par anodisation, nickelage ou passivation ; le niveau de protection est généralement IP65/IP67, et les modèles alimentaires peuvent atteindre IP68, adaptés à divers environnements complexes.

• Compatibilité d'installation : Des trous de montage normalisés (taraudés ou lisses) sont prévus en bas, permettant une fixation par boulons ou par collage. Certains modèles micro peuvent être installés de manière intégrée, adaptés à l'espace d'installation restreint des instruments de pesage de bureau et des équipements automatisés, et une unité seule peut satisfaire aux exigences de pesage planaire.

Fonctions principales

• Mesure de force pour charges légères : Se concentre sur la pesée statique ou quasi-dynamique de charges légères (temps de réponse ≤ 4 ms), avec une gamme allant de 0,1 kg à 500 kg, les applications courantes étant concentrées dans la plage de 1 kg à 200 kg. Les modèles micro peuvent réaliser des mesures de très faible capacité 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 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 % à 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 % 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 : Face au problème d'erreur excessive des capteurs traditionnels dans les applications à faible échelle inférieures à 10 kg, une conception optimisée de la contrainte de la poutre permet de limiter l'erreur de mesure à ±0,005 %FS, répondant ainsi aux exigences de haute précision dans la pesée alimentaire, le comptage de 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 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.

• 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 : 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 minimal : 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 de maintenance 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.

• Retour d'information précis des données : 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 légers civils et commerciaux

• Balances de supermarché/balances électroniques de plateforme : unité de détection principale pour balances de pesage de 3 à 30 kg, conçue en matériau léger en alliage d'aluminium. Les caractéristiques anti-décentrement garantissent une précision constante du pesage quelle que soit la position d'installation, avec une erreur ≤ ±1 g.

• Balances électroniques pour colis express : équipement de pesage de 1 à 50 kg pour colis express, en acier inoxydable pour une résistance à la saleté et un nettoyage facile. Le niveau de protection IP67 convient 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, dotées de capteurs à micro-poutre parallèle assurant une précision au milligramme. La sortie de signal numérique est compatible avec des écrans haute définition, répondant aux exigences de dosage précis des ingrédients.

2) Équipements d'automatisation industrielle

• Équipements de tri automatisés : trieuses de poids dans les industries alimentaire et du matériel, installées sous la bande transporteuse de tri, détectent en temps réel le poids des produits et s'interfacent avec le mécanisme de tri, avec une précision de tri allant jusqu'à ±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

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

• Pesée de produits aquatiques/viande : équipements de découpe et de pesée dans les abattoirs et marchés de produits aquatiques, conçus avec une étanchéité et une résistance à la corrosion (IP68), peuvent 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 force/poids dans les équipements de rééducation (comme les dynamomètres) et les balances médicales (balances pour bébés), conception en alliage d'aluminium léger améliorant la portabilité de l'équipement, précision pouvant atteindre ±0,005 % de la pleine échelle.

5) Électronique grand public intelligente et dispositifs IoT

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

• Terminaux IoT : pesée des étagères intelligentes et des poubelles intelligentes, 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 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 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 de trop serrer afin de ne pas endommager le corps de 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, sceller le connecteur du câble avec du ruban étanche, dans l'industrie alimentaire, nettoyer en temps voulu la surface du capteur après utilisation afin d'éviter la corrosion par des résidus.

2) Étalonnage et réglage

• Étalonnage du zéro : Mettez sous tension et préchauffez 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 de 100 % de la charge nominale (utiliser des masses étalons dans les scénarios à petite échelle), enregistrer la valeur du signal de sortie, corriger l'erreur à l'aide du dispositif de mesure ou d'un logiciel, s'assurer que l'erreur ≤ la valeur admissible du niveau de précision correspondant (niveau 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, l'écart doit être ≤ ±0,02 % de la pleine échelle (FS), sinon le niveau d'installation doit être ajusté.

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 du 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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