Sensore Micro in Acciaio CZL913EC

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 microstrutture sensibili (ad esempio elastomeri con estensimetri). Il loro volume è solitamente contenuto in un intervallo da pochi centimetri cubi a diverse decine di centimetri cubi, con campi di misura che vanno da grammi a chilogrammi, combinando il doppio vantaggio di "ridotte dimensioni" e "alta precisione". In quanto componente principale per applicazioni di pesatura in condizioni di carico leggero 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 l'implementazione della rilevazione del peso nei dispositivi microscopici.

1. Caratteristiche e funzioni principali

1) Caratteristiche principali della miniaturizzazione

• Volume ultra ridotto e peso leggero: Le dimensioni convenzionali variano 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 integrazione 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, con elementi sensibili e circuiti di condizionamento del segnale racchiusi in un alloggiamento microscopico. Alcuni modelli supportano forme di installazione leggere, come montaggio superficiale e tipi con terminali, adatti per saldatura diretta o fissaggio a scatto su schede PCB.

2) Vantaggi prestazionali nella pesatura

• Misurazione precisa su ampia gamma: Gli intervalli di misura coprono da 0,1 g a 50 kg, con un'accuratezza di misura fondamentale che raggiunge ±0,01% FS ~ ±0,1% FS e una risoluzione fino a 0,001 g, in grado di soddisfare sia la pesatura di campioni a livello microgrammi nei laboratori sia il monitoraggio del peso a livello grammi nell'elettronica di consumo.

• Risposta dinamica rapida: Tempo di risposta ≤10 ms, in grado di catturare in tempo reale variazioni istantanee del peso, come la pesatura ad alta velocità con carichi leggeri su linee di smistamento automatizzate e il monitoraggio del peso per goccia 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 °C a 60 °C) per neutralizzare l'impatto delle fluttuazioni termiche ambientali; utilizza un'uscita di segnale differenziale o una progettazione con schermatura elettromagnetica per resistere alle interferenze elettromagnetiche provenienti dai circuiti interni del dispositivo, garantendo 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 sono per lo più realizzati in acciaio inossidabile 316L, lega di titanio o materie plastiche tecniche, e l'involucro è resistente alla corrosione, adatto a diversi tipi di sostanze da pesare come fluidi corporei medici, materie prime alimentari e componenti elettronici, evitando contaminazioni o danni da corrosione.

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

2. Risoluzione dei problemi principali del settore

In scenari di pesatura a carico ridotto e miniaturizzati, le tradizionali celle di carico (come sensori per bilance da banco e moduli di pesatura industriale) presentano problemi come "ingombro eccessivo, elevato consumo energetico, precisione insufficiente e difficoltà di integrazione". Le celle di carico miniaturizzate affrontano specificamente i seguenti problemi principali:

• Ostacoli all'integrazione in dispositivi miniaturizzati: Risolvono 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 e il controllo del peso dei farmaci liquidi nelle pompe mediche miniaturizzate, realizzando i requisiti duali della "funzione di pesatura + miniaturizzazione" dei dispositivi grazie a un design compatto.

• Difficoltà nella misurazione ad alta precisione con carichi ridotti: Risolve il problema dell'insufficiente accuratezza dei sensori tradizionali durante la pesatura in gamma grammi e milligrammi, come la pesatura di campioni in tracce nei laboratori e 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 degli spazi di installazione complessi: Soddisfa le esigenze di pesatura in spazi ristretti o con struttura speciale, come la pesatura di componenti interni di apparecchiature automatizzate e il monitoraggio del peso dei fluidi all'interno di tubazioni, superando le limitazioni spaziali 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 semplice: 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 della manutenzione successiva.

• Selezione flessibile e diversificata di modelli: Esiste una vasta gamma di modelli con diverse autonomie, tipi di segnale e metodi di installazione, che possono essere selezionati direttamente in base alle dimensioni del dispositivo, alla tensione di alimentazione e ai requisiti di precisione. Alcuni produttori offrono la personalizzazione su piccola scala per soddisfare esigenze personalizzate.

• Controllo dei costi ragionevole: Il costo unitario può essere contenuto tra alcune decine e alcune centinaia di yuan durante acquisti in grandi quantità, con una riduzione dei costi superiore al 50% rispetto a soluzioni di sensori miniaturizzati su misura; allo stesso tempo, le caratteristiche a basso consumo riducono il costo complessivo del consumo energetico del dispositivo.

4. Scenari applicativi tipici
1) Settore sanitario
• Equipaggiamento per il monitoraggio delle infusioni: integrato nelle pompe per infusione, monitora in tempo reale la variazione di peso del liquido medicinale, calcola la velocità di infusione e attiva un allarme quando il liquido è quasi esaurito, evitando il rischio di fiale vuote, come nel controllo preciso delle infusioni nelle unità di terapia intensiva.
• Attrezzature per Riabilitazione e Assistenza: Utilizzate in bilance intelligenti per la riabilitazione e moduli di percezione del peso nelle protesi, ad esempio monitorando le variazioni di peso durante l'allenamento riabilitativo negli anziani o fornendo un feedback sul peso delle protesi, migliorando così la sicurezza della 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 COVID-19.

2) Elettronica di consumo e indossabili intelligenti
• Dispositivi indossabili intelligenti: Integrati in braccialetti intelligenti e smartwatch, permettono la misurazione indiretta del peso corporeo e della percentuale di grasso corporeo oppure monitorano il carico di forza durante l'esercizio fisico, ad esempio analizzando il peso dell'appoggio del piede durante la corsa.
• Dispositivi per la casa intelligente: utilizzati per pesare materie prime in bilance da cucina intelligenti e macchine da caffè, ad esempio pesando con precisione la polvere di caffè per controllare la concentrazione dell'infusione; oppure monitorando il livello di riempimento dei cestini della spazzatura intelligenti (valutando la capacità attraverso il peso).
• Strumenti di pesatura portatili: come bilance mini per spedizioni ed dispositivi per pesare bagagli, progettati con dimensioni ridotte e basso consumo energetico, comodi da trasportare per consentire agli utenti di misurare in tempo reale il peso degli oggetti.

3) Automazione industriale e micro produzione
• Produzione di componenti elettronici: nelle linee produttive SMT per il montaggio di componenti, monitora il peso di elementi come chip e resistori per selezionare i prodotti difettosi; oppure nel confezionamento di semiconduttori, misura il peso del collante di incapsulamento per garantire la qualità del confezionamento.
• Attrezzature per automazione microscopica: utilizzate nell'organo terminale di robot per l'assemblaggio microscopico per rilevare il peso dei componenti afferrati e determinare se l'afferraggio è avvenuto con successo, ad esempio nell'ispezione pesata durante il montaggio dei moduli delle fotocamere dei telefoni cellulari.
• Attrezzature per il controllo dei fluidi: integrate in pompe dosatrici microscopiche e iniettori di carburante, monitorano il volume di fluido erogato attraverso la pesatura, ad esempio pesando piccole quantità di carburante nei sistemi di iniezione per garantire l'efficienza della combustione.

4) Settore della ricerca scientifica e dei test
• Ricerca in scienza dei materiali: misura il peso di piccoli campioni di materiali (ad esempio 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: nei monitor micro della qualità dell'acqua e nelle apparecchiature per il campionamento dell'aria, misura il peso dei campioni raccolti per calcolare la concentrazione di inquinanti, ad esempio l'analisi del peso dopo il campionamento di particolato atmosferico.

5) Settore logistico e retail
• Sistema di selezione micro: alla fine della linea di smistamento automatizzato per pacchi, pesa pacchi di piccole dimensioni per la classificazione in base al peso; oppure al banco self-checkout dei supermercati senza personale, identifica 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

I sensori di pesatura micro, con "dimensioni ridotte, alta precisione e basso consumo energetico" come vantaggio competitivo principale, hanno superato i limiti dei tradizionali dispositivi di pesatura in termini di spazio e portata, soddisfacendo in modo preciso le esigenze di pesatura leggera 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 offrono anche un supporto affidabile a diversi settori nell'ottenimento della "precisione, miniaturizzazione e intelligenza" nella pesatura, diventando una branca importante e indispensabile della moderna tecnologia di rilevamento.

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