Capteur micro en acier CZL913EC

Introduction du produit

Micro cellules de charge sont des composants miniaturisés de mesure de poids développés sur la base de l'effet de déformation. Leur cœur convertit les signaux de poids en signaux électriques mesurables grâce à des structures micro-sensibles (comme des jauges de contrainte en élastomère). Leur volume est généralement limité à une plage allant de quelques centimètres cubes à plusieurs dizaines de centimètres cubes, avec des plages de mesure couvrant de quelques grammes à plusieurs kilogrammes, combinant ainsi les deux avantages de « petite taille » et de « haute précision ». En tant que composant central pour les scénarios de pesage en charge légère et dans des espaces restreints, ils sont largement utilisés dans des domaines tels que l'équipement médical, l'électronique grand public, les équipements intelligents et les tests scientifiques, et constituent la base essentielle pour la mise en œuvre de la détection de poids dans les dispositifs microscopiques.

1. Caractéristiques et fonctions principales

1) Caractéristiques fondamentales de miniaturisation

• Volume ultra-compact et poids léger : Les dimensions conventionnelles varient de 5 mm × 5 mm × 2 mm à 30 mm × 20 mm × 10 mm, et certains modèles sur mesure peuvent être réduits au niveau millimétrique, avec un poids ne dépassant que 0,1 g à 5 g, permettant une intégration facile dans des espaces restreints tels que les montres intelligentes et les micro-pompes sans affecter la conception structurelle globale du dispositif.

• Conception structurelle compacte : La plupart adoptent un boîtier intégré, regroupant les éléments sensibles et les circuits de conditionnement de signal dans un logement miniature. Certains modèles supportent des formes d'installation légères telles que le montage en surface et les types à fils, adaptés à la soudure directe ou à la fixation par clipsage sur des cartes PCB.

2) Avantages en matière de pesage

• Mesure précise sur une large plage : Les plages de mesure couvrent de 0,1 g à 50 kg, avec une précision de mesure principale atteignant ±0,01 %EV à ±0,1 %EV, et une résolution allant jusqu'à 0,001 g, suffisantes pour répondre tant aux besoins de pesage d'échantillons au niveau microgramme en laboratoire qu'à la surveillance de poids au niveau gramme dans l'électronique grand public.

• Réponse dynamique rapide : Temps de réponse ≤10 ms, capable de capturer en temps réel des changements de poids instantanés, comme la pesée à faible charge à grande vitesse sur des lignes de tri automatisées ou la surveillance du poids pour le débit de goutte-à-goutte en perfusion médicale, évitant ainsi les écarts de mesure dus à un retard de signal.

• Capacité stable d'antiparasitage : Module intégré de compensation de température (adapté à un environnement de fonctionnement de -10 °C à 60 °C) permettant d'annuler l'impact des fluctuations de température ambiante ; utilise une sortie de signal différentiel ou un design de blindage électromagnétique pour résister aux interférences électromagnétiques provenant des circuits internes de l'appareil, garantissant la stabilité des données.

3) Fonctions d'intégration et d'adaptation

• Adaptation à plusieurs signaux de sortie : Prend en charge les signaux analogiques (0-5 V, 4-20 mA) et les signaux numériques (I2C, SPI, UART) en sortie, et peut être directement connecté à des unités de contrôle microprogrammées telles que les MCUs, les micro-ordinateurs monochips et les petits automates programmables sans nécessiter de modules d'amplification de signal supplémentaires.

• Compatibilité des matériaux et des milieux : Les éléments sensibles utilisent principalement de l'acier inoxydable 316L, de l'alliage de titane ou des plastiques techniques, et le boîtier est résistant à la corrosion, ce qui le rend adapté à différents milieux de pesée tels que les fluides corporels médicaux, les matières premières alimentaires et les composants électroniques, évitant toute contamination ou détérioration par corrosion.

• Caractéristiques de faible consommation d'énergie : Consommation statique d'énergie ≤10 mA, pouvant descendre jusqu'à 10 μA en mode veille, adaptée aux appareils portables fonctionnant sur batterie (tels que les balances portatives et les dispositifs intelligents portables), prolongeant ainsi la durée de vie de la batterie.

2. Résolution des problèmes critiques du secteur

Dans les scénarios de faible charge et de pesage miniaturisé, les capteurs de charge traditionnels (tels que les capteurs de balance plateforme et les modules de pesage industriels) présentent des problèmes tels que « dimensions excessives, forte consommation d'énergie, précision insuffisante et difficulté d'intégration ». Les capteurs de charge miniatures répondent spécifiquement aux points douloureux suivants :

• Obstacles à l'intégration dans les appareils miniatures : Résout le problème d'impossibilité d'intégrer les capteurs traditionnels dans des appareils de petite taille, comme la fonction de surveillance du poids corporel des bracelets connectés ou la régulation du poids des médicaments liquides dans les mini-pompes médicales, et répond ainsi aux exigences doubles de « fonction de pesage + miniaturisation » grâce à un design compact.

• Difficultés de mesure de haute précision sous de faibles charges : Résout le problème de précision insuffisante des capteurs traditionnels lors de pesées dans les gammes du gramme et du milligramme, comme la pesée d'échantillons en traces dans les laboratoires ou la détection de poids des broches de composants électroniques, en fournissant des données fiables pour la production de précision et la recherche scientifique.

• Problèmes de consommation d'énergie dans les appareils portables : Résoudre le problème de courte durée de vie de la batterie causé par la forte consommation énergétique des capteurs traditionnels, comme les balances portatives pour colis express et les dispositifs de pesage pour collecte d'échantillons en extérieur, grâce à des caractéristiques à faible consommation prolongeant le temps d'utilisation unique.

• Limitations liées à des espaces d'installation complexes : Répond aux besoins de pesage dans des espaces restreints ou à structure spéciale, comme la pesée de composants internes d'équipements automatisés ou la surveillance du poids des fluides dans des conduites, en franchissant les limitations spatiales grâce à des installations de type pastille ou intégrées.

• Problèmes de compatibilité des signaux dans plusieurs scénarios : Résout le problème de non-concordance des signaux des capteurs traditionnels avec ceux des unités de contrôle miniatures. Les modèles à sortie de signal numérique peuvent être directement connectés à des micro-ordinateurs et des MCU, réduisant ainsi la complexité de la conception des circuits dans les petits appareils et abaissant les coûts de recherche et développement.

3. Points forts de l'expérience utilisateur

• Grande facilité d'intégration : L'agencement standardisé des broches et les dimensions du boîtier permettent un soudage direct ou un montage par clipsage sur les cartes PCB, éliminant le besoin de structures mécaniques complexes, et réduisent le temps d'intégration à moins de 30 minutes, améliorant ainsi significativement l'efficacité de production des équipements.

• Opération de mise au point simplifiée : Les modèles à signal numérique permettent l'étalonnage en un seul clic du point zéro et de la plage via des commandes, tandis que les modèles à signal analogique offrent une excellente linéarité, nécessitant uniquement un débogage de circuit simple avant mise en service, ce qui abaisse le seuil technique requis pour le personnel de recherche et développement.

• Grande stabilité en utilisation : La compensation de température et la conception anti-perturbations garantissent une dérive des données ≤ ±0,05 %FS/an, éliminant ainsi la nécessité de recalibrations fréquentes dans les scénarios portables et intégrés, et réduisant la charge de travail liée à la maintenance.

• Sélection de modèles flexible et variée : Il existe une large gamme de modèles aux portées, types de signal et méthodes d'installation différents, pouvant être directement sélectionnés selon la taille de l'appareil, la tension d'alimentation et les exigences de précision. Certains fabricants offrent une personnalisation en petites séries pour répondre à des besoins personnalisés.

• Maîtrise des coûts raisonnable : Le coût unitaire peut être maintenu entre quelques dizaines et quelques centaines de yuans lors d'achats en gros, avec une réduction des coûts supérieure à 50 % par rapport aux solutions de détection miniatures sur mesure ; par ailleurs, les caractéristiques de faible consommation d'énergie réduisent le coût global de consommation énergétique de l'appareil.

4. Scénarios d'application typiques
1) Domaine médical et de la santé
• Équipement de surveillance de perfusion : intégré aux pompes à perfusion, il surveille en temps réel la variation du poids du liquide médical, calcule le débit de perfusion et déclenche une alarme lorsque le liquide est presque épuisé, évitant ainsi le risque de bouteilles vides, comme dans le cas d'un contrôle précis de la perfusion en unités de soins intensifs.
• Matériel de rééducation et de soins infirmiers : utilisé dans des balances de rééducation intelligentes et des modules de perception du poids pour prothèses, comme surveiller les variations de poids pendant l'entraînement de rééducation chez les personnes âgées ou fournir un retour sur le poids supporté par une prothèse, améliorant ainsi la sécurité durant la rééducation.
• Équipement médical de laboratoire : dans les micropipettes et les analyseurs biochimiques, il mesure le poids des réactifs ou échantillons afin d'assurer la précision de l'ajout d'échantillons, par exemple peser des micro-échantillons de réactifs de test COVID-19.

2) Électronique grand public et objets connectés intelligents
• Dispositifs portables intelligents : intégré aux bracelets connectés et montres intelligentes, il permet la mesure indirecte du poids corporel et de la masse grasse, ou surveille le poids de la force exercée durant l'exercice, par exemple analyser le poids de l'appui du pied lors de la course.
• Appareils domestiques intelligents: utilisés pour peser les matières premières dans des balances de cuisine et des cafetières intelligentes, comme la pesée précise de la poudre de café pour contrôler la concentration de la préparation; ou pour surveiller la plénitude des poubelles intelligentes (en évaluant la capacité des ord
• Outils de pesée portables: les minitescales express et les poids-bagages, de petite taille et de faible consommation d'énergie, permettent aux utilisateurs de porter et de mesurer le poids des articles en temps réel.

3) Automatisation industrielle et micro-production
• Production de composants électroniques: dans les lignes de production SMT, il surveille le poids des composants tels que les puces et les résistances pour détecter les produits défectueux; ou dans les emballages semi-conducteurs, il mesure le poids du colloïde d'encapsulation pour
• Équipements d'automatisation microscopique : Utilisés dans l'effecteur final de robots d'assemblage microscopique pour détecter le poids des pièces saisies et déterminer si la prise est réussie, comme lors du contrôle pondéral dans l'assemblage des modules de caméra de téléphone portable.
• Équipements de commande de fluides : Intégrés dans des pompes doseuses microscopiques et des injecteurs de carburant, ils surveillent le volume de fluide délivré par le biais du poids, par exemple en pesant de faibles quantités de carburant dans les systèmes d'injection pour garantir l'efficacité de la combustion.

4) Domaine de la recherche scientifique et des essais
• Recherche en science des matériaux : Mesure le poids d'échantillons de matériaux de petite taille (tels que les nanomatériaux et les matériaux en couches minces), ou la variation de poids des matériaux lors d'essais de traction et de compression, fournissant ainsi des données pour l'analyse des performances.
• Équipement de surveillance environnementale : Dans les micro-moniteurs de qualité de l'eau et les équipements d'échantillonnage d'air, il mesure le poids des échantillons recueillis afin de calculer la concentration de polluants, comme dans l'analyse gravimétrique après prélèvement de matières particulaires atmosphériques.

5) Domaine de la logistique et de la vente au détail
• Système de tri microscopique : À l'extrémité de la ligne de tri automatisée pour les services express, il pèse les petits colis afin de les classer selon leur poids ; ou bien, au niveau du comptoir libre-service des supermarchés sans personnel, il identifie les produits par pesée (en combinaison avec une base de données de poids).
• Équipements de pesage de détail : Tels que les balances pour bijoux et les balances pour métaux précieux, utilisées pour la pesée précise d'objets de valeur tels que l'or et les diamants, de petite taille pouvant être placées sur un comptoir sans occuper trop d'espace.

Résumé

Les capteurs de pesage micro, dont la compétitivité repose sur leur « petite taille, haute précision et faible consommation d'énergie », ont dépassé les limites imposées par les équipements de pesage traditionnels en termes d'espace et de plage de mesure, répondant précisément aux besoins de pesage en charge légère dans des domaines tels que le médical, l'électronique grand public et la micro-fabrication. Leur mode d'intégration pratique, leurs performances stables et leur maîtrise raisonnable des coûts favorisent non seulement l'amélioration fonctionnelle des dispositifs microscopiques, mais offrent également un soutien fiable à divers secteurs souhaitant atteindre la « précision, la miniaturisation et l'intelligence » dans le domaine du pesage, devenant ainsi une branche incontournable et essentielle de la technologie moderne de détection.

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