Sensore Micro in Acciaio CZL902

Introduzione al prodotto

Micro celle di carico sono componenti di misurazione del peso miniaturizzati sviluppati sulla base dell'effetto di deformazione. Il loro nucleo converte i segnali di peso in segnali elettrici misurabili attraverso strutture micro-sensibili (ad esempio elastomeri con estensimetri). Il loro volume è solitamente contenuto entro un intervallo che va da pochi centimetri cubi a diverse decine di centimetri cubi, con portate che coprono da grammi a chilogrammi, combinando i doppi vantaggi di "ridotte dimensioni" e "alta precisione". In quanto componente principale per applicazioni di pesatura in scenari con carichi leggeri e spazi ristretti, sono ampiamente utilizzati in settori come apparecchiature mediche, elettronica di consumo, dispositivi intelligenti e test di ricerca scientifica, costituendo la base fondamentale per la realizzazione della rilevazione del peso nei micro-dispositivi.

1. Caratteristiche e funzioni principali

1) Caratteristiche principali della miniaturizzazione

• Volume ultra ridotto e leggerezza: La dimensione standard varia da 5 mm × 5 mm × 2 mm a 30 mm × 20 mm × 10 mm, e alcuni modelli personalizzati possono essere ridotti al livello del millimetro, con un peso di soli 0,1 g ~ 5 g, consentendo un facile inserimento in spazi ristretti come smartwatch e micro pompe senza influenzare il design strutturale complessivo del dispositivo.

• Design strutturale compatto: La maggior parte adotta un incapsulamento integrato, integrando elementi sensibili e circuiti di condizionamento del segnale in un alloggiamento microscopico. Alcuni modelli supportano forme di installazione sottili e leggere, come montaggio a superficie o con terminali, adatte alla saldatura diretta o al fissaggio a scatto su schede PCB.

2) Vantaggi prestazionali nella pesatura

• Misurazione precisa su ampia gamma: La gamma di misurazione copre da 0,1 g a 50 kg, con un'accuratezza di misura principale di ±0,01%FS ~ ±0,1%FS e una risoluzione fino a 0,001 g, in grado di soddisfare sia la pesatura a livello microgrammi di campioni nei laboratori sia il monitoraggio del peso a livello di grammi nei dispositivi elettronici per il consumo.

• Risposta dinamica rapida: Il tempo di risposta è ≤10 ms, consentendo la rilevazione in tempo reale di variazioni istantanee del peso, come nella pesatura ad alta velocità con carichi leggeri su linee di selezione automatizzate e nel monitoraggio del peso per gocciolamento nelle infusioni mediche, evitando deviazioni di misura causate da ritardi del segnale.

• Capacità stabile di resistenza alle interferenze: Modulo integrato di compensazione della temperatura (adatto a un ambiente operativo da -10 ℃ a 60 ℃) per compensare l'impatto delle fluttuazioni termiche ambientali; utilizza uscita di segnale differenziale o una progettazione a schermatura elettromagnetica per resistere alle interferenze elettromagnetiche provenienti dai circuiti interni del dispositivo, garantendo la stabilità dei dati.

3) Funzioni di integrazione e adattamento

• Adattamento con uscita multi-segnale: Supporta l'uscita di segnali analogici (0-5 V, 4-20 mA) e segnali digitali (I2C, SPI, UART), ed è direttamente collegabile a unità di controllo microprogrammate come MCU, microcontrollori e piccoli PLC, senza necessità di moduli aggiuntivi di amplificazione del segnale.

• Compatibilità con materiali e mezzi: Gli elementi sensibili utilizzano principalmente acciaio inossidabile 316L, lega di titanio o plastica tecnica, e l'involucro è trattato con protezione anticorrosione, adatto a diversi media di pesatura come fluidi corporei medici, materie prime alimentari e componenti elettronici, evitando contaminazioni o danni da corrosione.

• Caratteristiche a basso consumo energetico: Il consumo statico è ≤10mA e può scendere fino a 10μA in modalità sleep, adatto a dispositivi portatili alimentati a batteria (come bilance portatili e dispositivi indossabili intelligenti) per prolungare la durata della batteria.

2. Principali problemi settoriali affrontati
Negli scenari di pesatura con carichi leggeri e miniaturizzati, i tradizionali sensori di carico (ad esempio sensori per bilance da banco e moduli di pesatura industriale) presentano problemi come "dimensioni eccessive, alto consumo energetico, precisione insufficiente e difficoltà di integrazione". I sensori di carico miniaturizzati affrontano specificamente i seguenti problemi principali:
• Ostacoli all'integrazione in dispositivi miniaturizzati: Risolve il problema per cui i sensori tradizionali non possono essere integrati in dispositivi di piccole dimensioni, come la funzione di monitoraggio del peso corporeo nei braccialetti intelligenti o il controllo del peso dei medicinali liquidi nelle pompe mediche miniaturizzate, soddisfacendo contemporaneamente i requisiti di "funzione di pesatura + miniaturizzazione" grazie a un design compatto.
• Difficoltà nelle misurazioni ad alta precisione con carichi leggeri risolve il problema dell'insufficiente accuratezza dei sensori tradizionali nella pesatura a livello di grammi e milligrammi, come la pesatura di campioni in tracce nei laboratori o il rilevamento del peso dei pin dei componenti elettronici, fornendo dati affidabili per la produzione di precisione e la ricerca scientifica.
• Problemi di consumo energetico nei dispositivi portatili: Risolve il problema della breve durata della batteria causata dall'elevato consumo energetico dei sensori tradizionali, come nelle bilance portatili per spedizioni e nei dispositivi per la pesatura in fase di raccolta di campioni all'aperto, estendendo la durata per singolo utilizzo grazie a caratteristiche di basso consumo energetico.
• Limitazioni dello spazio di installazione complesso: Soddisfa i requisiti di pesatura in spazi ristretti e con struttura particolare, come la pesatura di componenti interni di apparecchiature automatizzate e il monitoraggio del peso dei fluidi nelle tubazioni, superando le limitazioni di spazio grazie a installazioni di tipo patch e integrate.
• Problemi di compatibilità dei segnali in scenari multipli: Risolve il problema della mancata corrispondenza tra i segnali dei sensori tradizionali e quelli delle unità di controllo miniaturizzate. I modelli con uscita del segnale digitale possono essere collegati direttamente a microcontrollori e MCU, riducendo la complessità della progettazione dei circuiti nei dispositivi di piccole dimensioni e abbattendo i costi di ricerca e sviluppo.

3. Punti di forza dell'esperienza utente
•Elevata praticità di integrazione: La disposizione standardizzata dei pin e le dimensioni del package consentono il montaggio diretto saldato o a scatto su schede PCB, eliminando la necessità di strutture meccaniche complesse e riducendo il tempo di integrazione a meno di 30 minuti, migliorando significativamente l'efficienza produttiva delle apparecchiature.
• Operazione di messa a punto semplificata: I modelli a segnale digitale supportano la calibrazione con un solo tasto del punto zero e della portata tramite comandi, mentre i modelli a segnale analogico presentano un'eccellente linearità, richiedendo soltanto un semplice collaudo del circuito per essere utilizzati, riducendo così la soglia tecnica per il personale di ricerca e sviluppo.
•Elevata stabilità nell'uso: La compensazione termica e la progettazione anti-interferenza garantiscono una deriva dei dati ≤±0,05%FS/anno, eliminando la necessità di frequenti calibrazioni in scenari portatili e integrati e riducendo il carico di lavoro post-manutenzione.
•Scelta flessibile e diversificata dei modelli: È disponibile un'ampia gamma di modelli con diverse portate, tipi di segnale e metodi di installazione, che consentono una selezione diretta in base alle dimensioni dell'equipaggiamento, alla tensione di alimentazione e ai requisiti di precisione. Alcuni produttori supportano la personalizzazione su piccoli lotti per soddisfare esigenze personalizzate.
•Controllo dei costi ragionevole: Il costo per unità può essere mantenuto tra alcune decine e alcune centinaia di yuan durante gli acquisti in massa, con una riduzione dei costi superiore al 50% rispetto alle soluzioni personalizzate di sensori miniaturizzati; allo stesso tempo, le caratteristiche a basso consumo energetico riducono il costo complessivo del consumo energetico delle apparecchiature.

4. Scenari Tipici di Utilizzo
1) Assistenza sanitaria
• Dispositivi di monitoraggio della fleboclisi: integrati nelle pompe per fleboclisi, monitorano in tempo reale la variazione di peso della soluzione medicinale, calcolano la velocità di infusione e attivano un allarme quando la soluzione sta per terminare, evitando il rischio di bottiglie vuote, come nel controllo preciso della fleboclisi nelle unità di terapia intensiva.
• Attrezzature per riabilitazione e assistenza: utilizzate in bilance intelligenti per la riabilitazione e nei moduli di percezione del peso delle protesi, ad esempio per monitorare le variazioni di peso durante l'allenamento riabilitativo degli anziani o per fornire un feedback di forza alle protesi, migliorando la sicurezza nella riabilitazione.
• Attrezzature mediche di laboratorio: in micropipette e analizzatori biochimici, misurano il peso di reagenti o campioni per garantire l'accuratezza dell'aggiunta dei campioni, ad esempio pesando micro-campioni di reagenti per test del COVID-19.
2) Elettronica di consumo e indossabili intelligenti
• Dispositivi indossabili intelligenti: integrati in braccialetti smart e orologi intelligenti, consentono la misurazione indiretta del peso corporeo e della percentuale di grasso oppure monitorano la forza esercitata durante l'esercizio fisico, ad esempio analizzando il carico del piede all'impatto durante la corsa.
• Dispositivi per la casa intelligente: utilizzati per pesare le materie prime nelle bilance da cucina intelligenti e nelle macchine da caffè, ad esempio pesando con precisione la polvere di caffè per controllare la concentrazione dell'infusione; oppure monitorano il livello di riempimento dei cestini della spazzatura intelligenti (valutando la capacità attraverso il peso).
• Strumenti di pesatura portatili: come bilance mini express e pesa-bagagli, progettati con dimensioni ridotte e basso consumo energetico, comodi da trasportare per misurare in tempo reale il peso degli oggetti.
3) Automazione industriale e micro produzione
• Produzione di componenti elettronici: nelle linee di produzione SMT pick-and-place, monitorano il peso di componenti come chip e resistori per selezionare i prodotti difettosi; oppure nell'incapsulamento di semiconduttori, misurano il peso del colloide di incapsulamento per garantire la qualità del packaging.
• Attrezzature per micro automazione: utilizzate negli organi terminali di robot per micro assemblaggio per rilevare il peso dei pezzi afferrati e determinare se l'afferraggio è avvenuto con successo, ad esempio pesando e rilevando durante l'assemblaggio dei moduli fotocamera dei telefoni cellulari.
• Attrezzature per il controllo dei fluidi: integrate in pompe dosatrici micro e iniettori di carburante, monitorano il volume di fluido erogato attraverso la pesatura, ad esempio pesando micro quantità di carburante nei sistemi di iniezione per garantire l'efficienza della combustione.
4) Ricerca scientifica e collaudo
• Ricerca in scienza dei materiali: misurano il peso di piccoli campioni di materiali (come nanomateriali e materiali a film sottile) o la variazione di peso dei materiali durante trazione e compressione, fornendo dati per l'analisi delle prestazioni.
• Attrezzature per il monitoraggio ambientale: in micro sistemi di monitoraggio della qualità dell'acqua e dispositivi di campionamento dell'aria, misurano il peso dei campioni raccolti per calcolare la concentrazione di inquinanti, ad esempio l'analisi gravimetrica dopo il campionamento di particolato atmosferico.
5) Logistica e vendita al dettaglio
• Sistemi di micro-suddivisione: Alla fine della linea di smistamento automatizzata rapida, pesano pacchi di piccole dimensioni per classificarli in base al peso; oppure presso il banco self-checkout di supermercati senza personale, identificano i prodotti attraverso la pesatura (in abbinamento a un database dei pesi).
• Attrezzature per pesatura al dettaglio: Ad esempio bilance per gioielli e bilance per metalli preziosi, utilizzate per la pesatura precisa di articoli preziosi come oro e diamanti, con dimensioni ridotte che permettono di posizionarle sul bancone senza occupare troppo spazio.

Sintesi

Le celle di carico micro, con "dimensioni ridotte, alta precisione e basso consumo energetico" come competitività principale, hanno superato i limiti dei dispositivi tradizionali di pesatura in termini di spazio e portata, soddisfacendo in modo preciso le esigenze di pesatura a carico leggero nei settori medico, dell'elettronica di consumo e della micro produzione. Il loro metodo di integrazione pratico, le prestazioni stabili e un controllo dei costi ragionevole non solo favoriscono l'aggiornamento funzionale dei dispositivi micro, ma forniscono anche un supporto affidabile a diversi settori per realizzare la "precisione, miniaturizzazione e intelligenza" nella pesatura, diventando una branca importante e indispensabile della moderna tecnologia di rilevamento.

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