Capteur micro en acier CZL700D

Introduction du produit

Capteur de pesage micro :

Les capteurs de pesage micro-échelle sont des dispositifs compacts de mesure de poids développés grâce à la technologie de l'effet de déformation. Leur mécanisme principal consiste à convertir les signaux de poids en signaux électriques mesurables au moyen de structures sensibles à micro-échelle (par exemple, des élastomères à jauges de contrainte). Généralement d'une taille ne dépassant pas quelques dizaines de centimètres cubes, ces capteurs fonctionnent dans une plage allant du gramme au kilogramme, combinant ainsi les avantages d'une conception compacte et d'une grande précision. En tant que composants essentiels pour les applications de pesage légères et destinées à des espaces restreints, ils sont largement utilisés dans les équipements médicaux, l'électronique grand public, les appareils intelligents et les tests en recherche scientifique, constituant ainsi la technologie fondamentale de détection de poids dans les systèmes miniatures.

1. Caractéristiques et fonctions principales

1) La caractéristique principale de la miniaturisation

• Ultra-compact et léger : Les dimensions standard vont de 5 mm × 5 mm × 2 mm à 30 mm × 20 mm × 10 mm, certains modèles sur mesure étant réduits à des dimensions de l'ordre du millimètre et pesant seulement de 0,1 g à 5 g. Ces composants peuvent être intégrés sans problème dans des espaces restreints tels que les montres connectées et les boîtiers de pompes miniatures, sans compromettre l'intégrité structurelle des dispositifs.

• Conception compacte : La plupart des modèles intègrent un boîtier combinant des composants sensibles et des circuits de conditionnement de signal dans un logement de taille microscopique. Certaines variantes prennent en charge des solutions de montage fines telles que la technologie d'assemblage en surface (SMT) ou des connexions à fils, compatibles avec le soudage direct sur circuit imprimé ou un montage par emboîtement.

2 ) Avantages en termes de performance de pesée

• Mesure précise sur large plage : Le système couvre une plage de 0,1 g à 50 kg, avec une précision de mesure principale allant de ±0,01 %EN à ±0,1 %EN et une résolution pouvant atteindre 0,001 g. Il répond ainsi aux exigences de pesage de laboratoire au niveau du microgramme comme aux besoins de surveillance du poids en grammes dans les appareils électroniques grand public.

• Réponse dynamique rapide : Avec un temps de réponse inférieur ou égal à 10 ms, il capture en temps réel les variations instantanées de poids, comme la pesée à haute vitesse et faible charge dans les lignes de tri automatisées ou la surveillance du débit/goutte-à-goutte et du poids dans les systèmes d'infusion médicale, évitant ainsi les écarts de mesure dus aux retards de signal.

• Capacité stable d'anti-brouillage : Le module intégré de compensation thermique (fonctionnant de -10 °C à 60 °C) compense les fluctuations de température ambiante. Doté d'une sortie de signal différentiel ou d'un blindage électromagnétique, il résiste efficacement aux interférences internes du circuit, garantissant la stabilité des données.

3) Fonctions d'intégration et d'adaptation

• Compatibilité multi-sorties : Prend en charge les signaux analogiques (0-5 V, 4-20 mA) et les signaux numériques (I2C, SPI, UART), permettant une connexion directe avec des microcontrôleurs, microcontrôleurs monochips et petits automates programmables (PLC) sans nécessiter de modules supplémentaires d'amplification de signal.

• Compatibilité des matériaux et des milieux : Les composants sensibles sont principalement fabriqués en acier inoxydable 316L, en alliage de titane ou en plastiques techniques, avec des boîtiers résistants à la corrosion. Ces composants sont compatibles avec divers milieux de pesage, notamment les fluides médicaux, les ingrédients alimentaires et les composants électroniques, empêchant efficacement toute contamination ou détérioration par corrosion.

• Performance à faible consommation : Consommation en veille ≤10 mA, tombant à 10 μA en mode veille, idéale pour les appareils portables fonctionnant sur batterie (par exemple, balances portatives, dispositifs portables intelligents) afin de prolonger la durée de vie de la batterie.

2. Problèmes clés du secteur à résoudre

Dans les scénarios de pesage à faible charge et miniaturisés, les capteurs de pesage traditionnels (par exemple, capteurs de balances ou modules de pesage industriels) rencontrent des difficultés telles qu'une taille excessive, une consommation élevée, une précision insuffisante et des problèmes d'intégration. Les capteurs de micro-pesage répondent précisément à ces problèmes principaux :

• Difficultés d'intégration dans les dispositifs miniaturisés : En répondant à l'impossibilité d'intégrer des capteurs traditionnels dans des dispositifs compacts, tels que la fonction de surveillance du poids dans les bracelets connectés ou le contrôle de dosage liquide dans les micro-pompes médicales, en combinant fonctionnalité de pesage et miniaturisation grâce à un design compact.

• Le problème de la mesure à faible charge et haute précision : résoudre le problème de précision insuffisante des capteurs traditionnels lors de pesées à l'échelle du gramme ou du milligramme, comme la pesée de micro-échantillons en laboratoire ou la détection du poids des broches de composants électroniques, afin de fournir des données fiables pour la production de précision et la recherche scientifique.

• Les défis liés à l'efficacité énergétique des appareils portables : Répondre au problème de courte autonomie causé par la forte consommation d'énergie des capteurs traditionnels, comme dans les balances portatives pour colis ou les équipements de pesage pour collecte d'échantillons en extérieur, ces appareils présentant des caractéristiques à faible consommation permettant d'allonger leur durée d'utilisation unique.

• Contraintes complexes liées à l'espace d'installation : Répond aux exigences de pesage dans des environnements restreints ou structurellement uniques, tels que le pesage de composants internes pour des équipements automatisés et la surveillance du poids des fluides dans les canalisations, en utilisant des solutions d'installation en surface ou intégrées afin de surmonter les limitations d'espace.

• Compatibilité multi-scénarios des signaux : Il résout l'inadéquation entre les signaux des capteurs traditionnels et les unités microcontrôleurs. Le modèle à sortie de signal numérique peut s'interfacer directement avec des microcontrôleurs (MCU), simplifiant ainsi la conception des circuits pour les appareils compacts et réduisant les coûts de recherche et développement.

3. Points forts de l'expérience utilisateur

• Confort d'intégration élevé : L'agencement standardisé des broches et les dimensions du boîtier permettent un brasage direct sur carte PCB ou une fixation par clipsage sans structures mécaniques complexes, réduisant le temps d'intégration à moins de 30 minutes et augmentant considérablement l'efficacité de production des équipements.

• Le processus de mise au point est simple : les modèles à signal numérique permettent l'étalonnage du point zéro et de la plage en un clic via des commandes, tandis que les modèles à signal analogique offrent une excellente linéarité. Grâce à un débogage de circuit basique, ils peuvent être déployés immédiatement, réduisant considérablement la barrière technique pour les équipes de recherche et développement.

• Performance hautement fiable : La compensation de température et la conception anti-perturbations garantissent une dérive des données inférieure ou égale à ±0,05 %FS/an, éliminant ainsi la nécessité de recalibrations fréquentes dans les applications portables ou embarquées et réduisant significativement les besoins de maintenance.

• Sélection flexible de modèles : Une large gamme de modèles aux plages de mesure, types de signaux et méthodes d'installation variées est disponible. Vous pouvez sélectionner directement le modèle selon la taille de l'équipement, la tension d'alimentation et les exigences de précision. Certains fabricants proposent également une personnalisation en petites séries afin de répondre à des besoins spécifiques.

• Le contrôle des coûts est raisonnable : le coût unitaire peut être maîtrisé entre quelques dizaines et quelques centaines de yuans lors d'achats en lot, soit plus de 50 % inférieur à celui du schéma de détection micro personnalisé. Par ailleurs, les caractéristiques de faible consommation d'énergie réduisent le coût global de consommation énergétique de l'équipement.

4. Cas d'utilisation typiques

1) Soins de santé

• Dispositifs de surveillance de perfusion : Intégrés aux pompes à perfusion, ils surveillent en temps réel les variations du poids de la solution, calculent les débits de perfusion et déclenchent une alarme lorsque la solution est presque épuisée, évitant ainsi les bouteilles vides, comme on le voit dans le contrôle précis de la perfusion en unités de soins intensifs.

• Équipements de rééducation et de soins : incluant des balances de rééducation intelligentes et des capteurs de poids pour prothèses, qui surveillent les fluctuations de poids pendant l'entraînement de rééducation des personnes âgées ou fournissent une rétroaction de force pour les prothèses, améliorant ainsi la sécurité de la rééducation.

• Équipement de laboratoire : les micropipettes et les analyseurs biochimiques sont utilisés pour mesurer les poids de réactifs ou d'échantillons, garantissant une addition précise des échantillons, comme la pesée d'échantillons microscopiques pour les kits de test COVID-19.

2) Électronique grand public et objets connectés intelligents

• Objets connectés intelligents : intégrés dans les podomètres et les montres intelligentes, ces dispositifs permettent la mesure indirecte du poids corporel et de la masse grasse, ainsi que la surveillance en temps réel des forces exercées pendant les activités physiques, par exemple l'analyse du poids d'appui au sol lors de la course à pied.

• Appareils domestiques intelligents : utilisés pour la pesée des ingrédients dans les balances de cuisine connectées et les machines à café, comme la mesure précise de la poudre de café afin de contrôler la concentration de l'infusion ; ou la détection de débordement dans les poubelles intelligentes (déterminant la capacité d'accumulation des déchets par le poids).

• Dispositifs portables de pesage, tels que les petites balances à colis et les balances à bagages, présentent un design compact et une faible consommation d'énergie, permettant aux utilisateurs de les transporter facilement tout en mesurant en temps réel le poids des objets.

3) Automatisation industrielle et micro-fabrication

• Fabrication de composants électroniques : dans les lignes d'assemblage SMT (technologie d'insertion en surface), surveiller le poids de composants tels que les puces et les résistances afin d'éliminer les pièces défectueuses ; ou dans l'encapsulation des semi-conducteurs, mesurer le poids de la matière d'encapsulage pour garantir la qualité de l'emballage.

• Équipements de micro-automatisation : un effecteur terminal pour robots de micro-assemblage qui détecte et pèse les composants afin de déterminer si la prise est réussie, par exemple lors de la détection de poids dans l'assemblage de modules caméra de smartphone.

• Dispositifs de contrôle des fluides : intégrés dans des pompes doseuses miniatures et des injecteurs de carburant, ils surveillent la distribution des fluides par poids, comme la pesée précise du carburant dans les systèmes d'injection, afin d'assurer l'efficacité de la combustion.

4) Domaines de recherche et d'essais

• Recherche en science des matériaux : mesurer le poids d'échantillons minuscules (par exemple nanomatériaux, couches minces) ou les variations de poids durant des processus de traction ou de compression afin de fournir des données pour l'analyse des performances.

• Équipements de surveillance environnementale : Dans les micro-moniteurs de qualité de l'eau et les dispositifs d'échantillonnage de l'air, le poids des échantillons prélevés est mesuré afin de calculer les concentrations de polluants, comme par exemple l'analyse gravimétrique des particules atmosphériques après prélèvement.

5) Secteurs de la logistique et du commerce de détail

• Système de tri microscopique : À l'extrémité de la chaîne de tri automatisée pour les livraisons express, il pèse les petits colis afin de les classer par poids ; ou bien, aux caisses automatiques des supermarchés sans personnel, il identifie les produits par pesée (à l'aide d'une base de données de poids).

• Les équipements de pesage pour le commerce de détail, tels que les balances à bijoux et les balances à métaux précieux, sont conçus pour mesurer avec précision des objets de valeur comme l'or et les diamants. Compacts, ces appareils peuvent être facilement placés sur un comptoir sans occuper beaucoup d'espace.

Résumé

Les capteurs de pesage micro, grâce à leurs atouts principaux que sont la « taille compacte, une haute précision et une faible consommation d'énergie », ont surmonté les limitations spatiales et de mesure des dispositifs de pesage traditionnels. Ils répondent précisément aux besoins de pesage en charge légère dans des domaines tels que le médical, l'électronique grand public et la micro-fabrication. Leur intégration facile, leurs performances stables et leur conception économique ne font pas seulement progresser les fonctionnalités des micro-appareils, mais offrent également un soutien fiable aux industries souhaitant atteindre la « précision, la miniaturisation et l'intelligence » en matière de pesage. Ils sont ainsi devenus une branche indispensable de la technologie moderne de détection.

Affichage des détails

Paramètres