Capteur de poids à poutre parallèle CZL639MB

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. Les détails suivants sont présentés 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 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 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 montage standardisés (trous filetés ou trous lisses) sont prévus en bas, permettant un fixation par boulons ou par collage. Certains modèles micro peuvent être installés de manière intégrée, adaptés aux espaces d'installation restreints 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 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.

• 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 %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 des charges excentrées en plan : 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'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 domestiques intelligents, éliminant la nécessité de modifier la structure principale de l'équipement et réduisant les coûts d'intégration. .

• Faible adaptabilité à divers 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 ultra-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 minimal : 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 de maintenance 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.

• 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 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 express : équipement de pesage rapide de 1 à 50 kg, en matériau inoxydable anti-salissures et facile à nettoyer. Le degré 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, équipées 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

• 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 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 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, surface polie sans angles morts pour faciliter la désinfection et la stérilisation, précision ≤ ±0,01 %FS.

• Pesage des produits aquatiques / viande : Équipements de pesage pour le découpage et la pesée dans les abattoirs et marchés de produits aquatiques, conception étanche et anti-corrosion (IP68), pouvant être lavés directement, 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 un design en alliage d'aluminium léger pour améliorer la portabilité de l'équipement, une précision atteignant ±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. Instructions 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 poutre et aucun dommage au câble), 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, s'assurer que la charge agit 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 aciers alliés), éviter un serrage excessif pouvant endommager le corps de la poutre.

• Spécifications de câblage : Pour les signaux analogiques, suivez « rouge - alimentation +, noir - alimentation -, vert - signal +, blanc - signal - » ; pour les signaux numériques, connectez selon la définition des broches ; évitez de tirer sur le câble lors du câblage pour les micro-modèles, 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 immédiatement la surface du capteur après utilisation afin d'éviter la corrosion par des matériaux résiduels.

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 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 faibles plages), enregistrez la valeur du signal de sortie, corrigez l'erreur à l'aide du dispositif de mesure ou du logiciel, et assurez-vous que l'erreur ≤ la valeur admissible pour la classe d'exactitude correspondante (classe 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 ; l'écart doit être ≤ ±0,02 %FS. Sinon, le réglage du niveau d'installation doit être corrigé.

3) Maintenance courante

• Inspections régulières : Nettoyez la surface du capteur chaque semaine, vérifiez les connexions électriques pour tout desserrage une fois par mois ; étalonnez les instruments de pesage des supermarchés tous les trois mois, et les équipements de laboratoire une fois par mois.

• 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 principaux

• Sélection de plage : Choisissez un modèle dont la plage est 1,2 à 1,4 fois le poids maximal réel (par exemple, pour une capacité maximale de pesée de 10 kg, un capteur de 12 à 14 kg peut être sélectionné), et évitez de choisir une plage excessivement grande dans les scénarios de faible charge afin de prévenir une précision insuffisante.

• Classe de précision: sélectionner la classe C1 (erreur ≤ ± 0,005%FS) pour les applications de laboratoire/médical, 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: sélectionnez les signaux analogiques (0-5V) pour les instruments de pesage civils, les signaux numériques (I2C/RS485) pour les appareils intelligents et les modèles avec des 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.

• Pro classe de protection: ≥ IP65 pour les environnements secs intérieurs, ≥ IP67 pour les environnements humides/lavés et ≥ IP68 pour les environnements sous-marins ou fortement corrosifs.

3) Installation et compatibilité système

• Méthode d'installation: sélectionnez la fixation des boulons pour les instruments de pesage de bureau, l'installation intégrée pour les appareils intelligents; dans les scénarios à espace limité, privilégiez les micro-modèles d'une longueur ≤ 30 mm.

• Compatibilité: confirmer que le la tension de l'alimentation et le type de signal de sor correspondent au contrôleur, et pour les micro modèles, vérifiez les définitions des broches pour éviter les erreurs de câblage qui pourraient brûler le 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

Les cellules de charge à faisceau parallèle présentent des avantages fondamentaux tels que « une haute précision en faible charge, une résistance planaire aux charges excentrées et une intégration pratique », résolvant principalement des problèmes tels que la pesée précise sur petite échelle, les charges excentrées des matériaux et l'installation encastrée des équipements. L'expérience utilisateur met l'accent sur une manipulation simple, une maintenance sans souci et un coût maîtrisé. Lors du choix d'un modèle, il est nécessaire de préciser au préalable les quatre exigences fondamentales que sont la capacité, la précision, l'espace d'installation et l'environnement, puis de prendre une décision en fonction de la compatibilité du système et des fonctions supplémentaires ; pendant l'utilisation, il convient d'éviter les surcharges et les chocs latéraux, et de suivre strictement les procédures d'étalonnage régulier afin de garantir un fonctionnement stable à long terme. Adaptées aux instruments de pesage en faible charge, aux équipements d'automatisation, aux industries alimentaires et pharmaceutiques, etc., elles constituent la solution de détection optimale pour les scénarios de pesage sur petite échelle et surface plane.

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