Ალუმინის მიკრო სენსორი CZL672

Მიკრო საშუალებების სენსორები არის მიკროზომიერი წონის გაზომვის კომპონენტები, რომლებიც შემუშავებულია დეფორმაციის ეფექტზე დაფუძნებული. მათი ძირეული მექანიზმი მდგომარეობს წონის სიგნალების გარდაქმნაში გასაზომ ელექტრულ სიგნალებად მიკრო მგრძნობიარე სტრუქტურების საშუალებით (მაგ., დეფორმაციის მასშტაბის მქონე დრეკადი სხეულები). როგორც წესი, მათი მოცულობა მერყეობს რამდენიმე კუბური სანტიმეტრიდან ათობით კუბურ სანტიმეტრამდე, ხოლო გაზომვის დიაპაზონი მოიცავს გრამებიდან კილოგრამებამდე მომდევნო მნიშვნელობებს და კომბინირებს ორ უპირატესობას – „პატარა ზომას“ და „მაღალ სიზუსტეს“. როგორც მსუბუქი და ვიწრო სივრცის მქონე წონის გაზომვის ძირეული კომპონენტები, ისინი ფართოდ გამოიყენებიან მედიკამენტურ მოწყობილობებში, მომხმარებელთა ელექტრონიკაში, ინტელექტუალურ მოწყობილობებში, სამეცნიერო კვლევების ტესტირებაში და სხვა სფეროებში, როგორც მიკრომოწყობილობებში წონის აღქმის გასაღები საფუძველი.

1. ძირეული თვისებები და ფუნქციები

1) მიკრომინიატურიზაციის ძირეული მახასიათებელი

• Ულტრა პატარა მოცულობა და მსუბუქი : სტანდარტული ზომები მერყეობს 5 მმ × 5 მმ × 2 მმ-დან 30 მმ × 20 მმ × 10 მმ-მდე. ზოგიერთი შეკვეთით შექმნილი მოდელი შეიძლება შემცირდეს მილიმეტრულ მასშტაბამდე, მასით 0.1 გ–5 გ-მდე. ისინი ისევ შეიძლება ჩამონტაჟდენ ვიწრო სივრცეებში, როგორიცაა სმარტ საათები ან მიკრო-პომპები, რომ არ მოხდეს მოწყობილობის სტრუქტურული დიზაინის დაზიანება.
• Კომპაქტური კონსტრუქციული დიზაინი : უმეტესობა იყენებს ინტეგრირებულ დაშვებას, რომელიც მგრძნობიარე კომპონენტებს და სიგნალის დამუშავების სქემებს აერთიანებს მიკრო სვეტში. ზოგიერთი მოდელი მხარს უჭერს მსუბუქ მონტაჟს, როგორიცაა ზედაპირის მონტაჟი ან გამოტანილი ტიპი, რომელიც თავსებადია პირდაპირ PCB-ზე შედუღებასთან ან დაჭიმვით ფიქსაციასთან.

2) წონის საშების უპირატესობები

• Ზომების ზუსტი გაზომვის მრავალფეროვნება : 0.1 გ-დან 50 კგ-მდე, ძირეული ზომის სიზუსტით ±0.01%FS–±0.1%FS და გაფართოებით 0.001 გ-მდე. ისინი აკმაყოფილებენ მიკროგრამული დონის ნიმუშების გაწონვის მოთხოვნებს ლაბორატორიებში და გრამული დონის წონის მონიტორინგს მომხმარებელთა ელექტრონიკაში.
• Სწრაფი დინამიური რეაგირება : პასუხის დრო ≤10მს, რაც საშუალებას აძლევს მიმდინარე წონის ცვლილებების რეალურ დროში გადაღებას (მაგ., ავტომატიზირებულ სორტირების ხაზებზე მაღალი სიჩქარის მსუბუქი წონა ან წონის მონიტორინგი სამედიცინო ინფუზიებში), რათა თავიდან იქნეს აცილებული გაზომვის შეცდომები, რომლებიც გამოწვეულია სიგნალის დაგვიანებით.
• Სტაბილური ანტიინტერფერენციული უნარი : შეიცავს შიდა ტემპერატურის კომპენსაციის მოდულებს (იმუშავებს -10°C–60°C გარემოში), რათა აინტენსიფიცირდეს ტემპერატურის რყევები; გამოიყენებს დიფერენციალურ სიგნალის გამოტანას ან ელექტრომაგნიტურ ეკრანირებას შიდა წრეების ელექტრომაგნიტური ინტერფერენციის წინააღმდეგ, რათა უზრუნველყოს მონაცემთა სტაბილურობა.

3) ინტეგრაციის და ადაპტაციის ფუნქციები

• Მრავალი სიგნალის გამოტანის თავსებადობა : მხარდაჭერს ანალოგურ სიგნალებს (0-5V, 4-20mA) და ციფრულ სიგნალებს (I2C, SPI, UART), შესაძლებელია პირდაპირი შეერთება მიკროკონტროლერებთან (MCU), ერთჩიფიან მიკროკომპიუტერებთან ან პატარა PLC-ებთან დამატებითი სიგნალის გაძლიერების მოდულების გარეშე.
• Მასალის და გარემოს თავსებადობა : მგრძნობიარე კომპონენტები საერთოდ 316L ღირსეული ფოლადისგან, ტიტანის შენადნობისგან ან ინჟინერიის პლასტმასისგანაა დამზადებული, კოროზიისგან დამცავი გარსით. ისინი ადაპტირდებიან სხვადასხვა საწონ გარემოს (მაგ., მედიკამენტური სითხეები, საკვების ინგრედიენტები, ელექტრონული კომპონენტები) დაბინძურების ან კოროზიული ზიანის თავიდან ასაცილებლად.
• Დაბალი ენერგიის მოვლენა : სტატიკური მომჭები ≤10მA, ძილის რეჟიმში კი 10μA-მდე, შესაფერისია აკუმულატორით მოძრავი პორტატული მოწყობილობებისთვის (მაგ., ხელში გასაწონი მოწყობილობები, ინტელექტუალური აქსესუარები), რათა გააგრძელოს აკუმულატორის სიცოცხლე.

2. მთავარი საინდუსტრიო პრობლემები, რომლებიც ამოხსნილია

Მსუბუქ და მინიატურულ საწონ სცენარებში ტრადიციულ საწონ სენსორებს (მაგ., პლატფორმული სასწორის სენსორები, სამრეწველო საწონი მოდულები) ახასიათებთ „ზედმეტად დიდი ზომა, მაღალი ენერგომოხმარება, არასაკმარისი სიზუსტე და ინტეგრაციის რთული პროცესი“. მიკრო საწონი სენსორები კონკრეტულად ამოწმებულია შემდეგი ძირეული პრობლემების ამოსაწურად:

• Ინტეგრაციის ბარიერები მიკრომოწყობილობებში : ხსნის პრობლემას, რომ ტრადიციული სენსორები ზომით ზედმეტად დიდია პატარა მოწყობილობებში ჩასაშენებლად (მაგ., წონის მონიტორინგი სმარტ ბრელეთებში ან სითხის წონის კონტროლი მიკრო-მედიკალურ პომპებში), რაც ხელს უწყობს ორმაგი მოთხოვნის შესრულებას: „საწონი ფუნქციონალობა + მინიატურიზაცია“.
• Მსუბუქი ტვირთების მაღალი სიზუსტის გაზომვა : აღმოსწორებს ტრადიციული სენსორების დაბალ სიზუსტეს გრამი/მილიგრამი დონის საწონში (მაგ., მიკრო-ნიმუშების საწონი ლაბორატორიებში ან ელექტრონული კომპონენტების პინების წონის გამოვლენა), უზრუნველყოფს საიმედო მონაცემებს ზუსტი წარმოების და კვლევისთვის.
• Მობილური მოწყობილობების ენერგომოხმარება : ამცირებს ტრადიციული სენსორების მაღალი ენერგომოხმარების გამო მოკლე ბატარეის ხანგრძლივობას (მაგ., ხელის საწონი ექსპრეს საწონებში ან გარე საცდელი მოწყობილობების შეგროვებაში), დაბალი ენერგომოხმარებით განადგურდება გამოყენების ხანგრძლივობა.
• Რთული მონტაჟის ადგილის შეზღუდვები : ზედაპირზე მიმაგრების ან ჩაშენების გზით აკმაყოფილებს მოწონების საჭიროებებს ვიწრო ან სპეციალურად დაგეგმილ სივრცეებში (მაგალითად, ავტომატიზირებულ მოწყობილობაში შიდა კომპონენტების მოწონება ან მილებში სითხის წონის მონიტორინგი).
• Მრავალ-სცენარიანი სიგნალის თავსებადობა : აღმოფხვრის ტრადიციული სენსორების სიგნალებსა და მიკროკონტროლერებს შორის არსებულ შეუსაბამობას. ციფრული სიგნალის მოდელები პირდაპირ უერთდება ერთჩიფიან მიკროკომპიუტერებს ან MCU-ებს, რაც ამარტივებს წრედის დიზაინს პატარა მოწყობილობებისთვის და ამცირებს კვლევისა და დამუშავების ხარჯებს.

3. მომხმარებლის გამოცდილების გამორჩეული მხარეები

• Მაღალი ინტეგრაციის მოხერხებულობა : სტანდარტიზებული კონტაქტების განლაგება და კორპუსის ზომები უზრუნველყოფს პირდაპირ შემდუღებას PCB-ზე ან დამაგრებას შემოჭრით, რაც არ მოითხოვს რთულ მექანიკურ კონსტრუქციებს. ინტეგრაციის დრო შეიძლება შემცირდეს 30 წუთამდე, რაც მნიშვნელოვნად ამაღლებს მოწყობილობების წარმოების ეფექტიანობას.
• Მარტივი დიაგნოსტიკა და ექსპლუატაცია : ციფრული სიგნალის მოდელები საშუალებას აძლევს ნულოვანი წერტილისა და დიაპაზონის კალიბრაცია ერთი ბრძანებით; ანალოგური სიგნალის მოდელები გამოჩნდებიან აღნიშნული ხაზოვნებით, სადაც მხოლოდ საბაზისო სქემის დებაგინგი მოითხოვს. ეს ამცირებს R&D პერსონალის ტექნიკურ ზღვარს.
• Მაღალი ექსპლუატაციური სტაბილურობა : ტემპერატურული კომპენსაციის და ხელშეუხებლობის დიზაინი მონაცემთა წანაცვლებას შეზღუდავს ≤±0,05%FS/წელი. პორტატიული ან ჩაშენებული სცენარებისთვის ხშირი კალიბრაცია არ არის საჭირო, რაც ამცირებს მომსახურების შემდგომ დატვირთვას.
• Მოქნილი და სხვადასხვა მოდელების არჩევანი : სხვადასხვა დიაპაზონის, სიგნალის ტიპის და მიმაგრების მეთოდების მქონე მოდელების ფართო არჩევანი ხელმისაწვდომია, რაც საშუალებას აძლევს პირდაპირ აირჩიოთ მოწყობილობის ზომის, სამუშაო ძაბვის და სიზუსტის მოთხოვნების მიხედვით. ზოგიერთი მწარმოებელი მხარს უჭერს პატარა სერიების ინდივიდუალურ შეკვეთას პერსონალიზებული მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.
• Მიზანშეწონილი ღირებულების კონტროლი : საერთო შეძენის ღირებულება ერთეულზე შეადგენს ათობითიდან ასობით იუანამდე, რაც 50%-ზე მეტით ამცირებს ხარჯებს მიკრო-გამჭვირვალე ამოხსნებთან შედარებით. დაბალი ენერგომოხმარება ასევე ამცირებს მოწყობილობის სრულ ენერგეტიკულ ხარჯებს.

4. ტიპური გამოყენების სცენარები

1) მედიცინის და ჯანდაცვის სფერო

• Ინფუზიის მონიტორინგის მოწყობილობები : ჩაშენდება ინფუზიის პუმპებში სითხის წონაში რეალურ დროში მომხდარი ცვლილებების მონიტორინგისთვის, ინფუზიის სიჩქარის გამოსათვლელად და სიგნალიზაციის ჩასართავად სითხის თითქმის ამოწურვის შემთხვევაში (მაგ., ზუსტი ინფუზიის კონტროლი ინტენსიური თერაპიის პირობებში).
• Რეაბილიტაციის და მედიკამენტური მოწყობილობები : გამოიყენება ინტელექტუალურ რეაბილიტაციის სასწორებში ან პროთეზების წონის გასაზომ მოდულებში (მაგ., წონის ცვლილების მონიტორინგი ხანდაზმულთა რეაბილიტაციის სწავლების დროს ან პროთეზის მიერ გამოყენებული ძალის შესახებ უკუკავშირის მისაღებად, რის შედეგადაც იმატება რეაბილიტაციის უსაფრთხოება).
• Ლაბორატორიული მედიკამენტური მოწყობილობები : ზომავს რეაგენტების ან საცდელი ნიმუშების წონას მიკრო-პიპეტებში ან ბიოქიმიურ ანალიზატორებში (მაგ., მიკრო-ნიმუშების წონის განსაზღვრა COVID-19-ის ტესტ-რეაგენტებისთვის) სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.

2) მომხმარებლის ელექტრონიკა და სმარტ ტანსაცმელი

• Ინტელექტუალური ტარებადი მოწყობილობები : ინტეგრირდება ინტელექტუალურ მასკებში ან საათებში სხეულის წონის/ცხიმის ირიბად გამოსათვლელად ან ვარჯიშის დროს ძალის მონიტორინგისთვის (მაგ., ფეხის დადგმის წონის ანალიზი სირბილის დროს).
• Ინტელექტუალური სახლის მოწყობილობები : გამოიყენება ჭკვიან სამზარეულოს სასწორებში ან ყავის მანქანებში ინგრედიენტების შეწონვისთვის (მაგ., ზუსტი ყავის პორციის გაზომვა ხსნარის კონცენტრაციის კონტროლისთვის) ან ჭკვიან ნაგავსაყრელებში სრულად დატვირთულობის მონიტორინგისთვის (წონაზე დაფუძნებული ტევადობის გამოვლენით).
• Პორტატული სასწორი ხელსაწყოები : როგორიცაა მინი ექსპრეს სასწორები ან ჩანთების შემსწორებლები, რომლებიც პორტატულობისთვისაა შექმნილი და საშუალებას აძლევს წონის სწრაფ გაზომვას მცირე ზომისა და დაბალი ენერგომოხმარების ხარჯზე.

3) ინდუსტრიული ავტომატიზაცია და მიკრო წარმოება

• Ელექტრონული კომპონენტების წარმოება : ზომავს ჩიფების, რეზისტორების და სხვა კომპონენტების წონას SMT ასამბლერის ხაზებზე დეფექტური პროდუქციის გამოსარიცხად; ზომავს გადახურვის გელის წონას ნახევარგამტარის დაფასებისას ხარისხის უზრუნველსაყოფად.
• Მიკრო ავტომატიზაციის მოწყობილობები : აღჭურვილია მიკრო-ასამბლერი რობოტების ბოლო ეფექტორებით, რომლებიც გრძნობენ აღებული ნაწილების წონას და ადასტურებენ წარმატებულ აღებას (მაგ., წონის გაზომვა მობილური კამერის მოდულის ასამბლირების დროს).
• Სითხის კონტროლის მოწყობილობები : მიკროდოზირებად პუმპებში ან საწვავის ინჟექტორებში ჩაშენებული, რათა მონიტორინგი განხორციელდეს სითხის მიწოდების მიხედვით წონით (მაგ., მიკროსაწვავის წონა საწვავის შეყვანის სისტემებში, რათა უზრუნველყოს წვის ეფექტურობა).

4) სამეცნიერო კვლევისა და ტესტირების სფერო

• Მასალათმცოდნეობის კვლევა : ზომავს მიკრო მასალის ნიმუშების წონას (მაგ., ნანომასალები, თხელი ფილმები) ან წონის ცვლილებას მასალის ჭიმვის/შეკუმშვის დროს, რათა მოგვცეს მონაცემები შესრულების ანალიზისთვის.
• Გარემოს მონიტორინგის მოწყობილობები : ზომავს შეგროვებული ნიმუშების წონას მიკრო წყლის ხარისხის მონიტორებში ან ჰაერის ნიმუშების მოწყობილობებში, რათა გამოთვალოს ავნაგების კონცენტრაცია (მაგ., ატმოსფერული ნაწილაკების წონის ანალიზი ნიმუშების შეკრების შემდეგ).

5) ლოგისტიკა და რეტაილი

• Მიკრო სორტირების სისტემები : აწონებს პატარა კალათებს ექსპრეს ავტომატური სორტირების ხაზების ბოლოში წონაზე დამყარებული კლასიფიკაციისთვის; ან იდენტიფიცირებს პროდუქტებს წონის მიხედვით (წონის მონაცემთა ბაზასთან ერთად) თვითმომსახურების საწყისებზე უოპერატორიან სუპერმარკეტებში.
• Სავაჭრო საწონი მოწყობილობები : ისეთი, როგორიცაა იანტარის სასწორები ან ძვირფასი ლითონის სასწორები, რომლებიც გამოიყენება ზუსტად შესაწონად ოქროს, ალმასების და სხვა ფასდამატებული ნივთების. მათი კომპაქტური ზომა საშუალებას აძლევს განთავსდეს საწონებზე ზედმეტად მეტი სივრცის დაკავების გარეშე.

Რეზიუმე

Მიკრო საწონი სენსორები, რომლებიც გამოირჩევიან "პატარა მოცულობით, მაღალი სიზუსტით და დაბალი ენერგომოხმარებით", როგორც მთავარი კონკურენტუნარიანობის ფაქტორი, არღვევენ ტრადიციული საწონი მოწყობილობების სივრცითი და დიაპაზონური შეზღუდვებს და ზუსტად შეესაბამებიან მსუბუქი საწონის საჭიროებებს მედიცინაში, მომხმარებელთა ელექტრონიკაში და მიკრო-წარმოების სფეროებში. მათი მოსაწყობადობა, სტაბილური მუშაობა და მიზანშეწონილი ღირებულების კონტროლი არა მხოლოდ უზრუნველყოფს ფუნქციონალურ განახლებებს მიკრომოწყობილობებში, არამედ უზრუნველყოფს საიმედო მხარდაჭერას იმ ინდუსტრიებისთვის, რომლებიც სწონის სფეროში სცადიან მიაღწიოდნენ "სიზუსტეს, მინიატურულობას და ინტელექტუალურობას". ისინი გადაიქცნენ თანამედროვე სენსორული ტექნოლოგიის გამყოფ და გამორჩეულ ნაწილად.