병렬 빔 무게 측정 센서 CZL650

제품 소개

병렬 빔 로드셀 변형 저항 원리를 기반으로 하는 힘 감지 요소로, 쌍 병렬 빔 또는 단일 병렬 빔 엘라스토머를 핵심 구조로 합니다. 힘이 가해지면 빔의 굽힘 변형이 스트레인 게이지를 작동시켜 저항 변화를 발생시키고, 이 변화는 이후 표준화된 전기 신호로 변환됩니다. 이들은 경하중에서의 높은 정밀도, 평면 구조에서의 비대칭 하중 저항 능력, 설치의 용이성 등의 장점을 결합하고 있으며, 소규모 범위의 무게 측정, 평면 힘 측정 및 내장형 측정 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 다음은 핵심 차원별 상세 정보로, 제품 선택, 기술 평가 및 솔루션 작성의 요구 사항을 충족하기 위한 내용입니다:

1. 제품 특징 및 기능 핵심 특징

• 구조 설계: 통합된 병렬 빔 구조(빔 두께 2 - 15mm, 길이 20 - 150mm)를 채택하여 응력 분포가 빔의 중앙부에 균일하게 집중되며, 평면 내 다각도 하중을 지지하고 뛰어난 비대칭 하중 저항 성능을 제공함(정격 하중의 ±20% - ±30% 범위 내에서 평면상 비대칭 하중을 견딜 수 있음). 응력 사각지대가 없음.

• 정밀 성능: 정확도 등급은 C1 - C3까지 적용되며, 주류 모델은 C2 등급에 도달합니다. 비선형 오차는 ±0.01%FS 이하, 반복성 오차는 ±0.005%FS 이하, 제로 드리프트는 ±0.002%FS/°C 이하이며, 0.1kg - 500kg의 소량 정밀 측정 상황에서 유사 센서 대비 더 높은 정밀도 성능을 제공합니다.

• 재료 및 보호: 엘라스토머는 일반적으로 경량 적용 분야를 위해 알루미늄 합금, 일반 산업용 분야를 위해 합금강, 부식성 환경을 위해 304/316L 스테인리스강을 사용하며, 표면 처리는 양극산화, 니켈 도금 또는 패시베이션 처리를 적용한다. 보호 등급은 일반적으로 IP65/IP67이며, 식품 등급 모델은 IP68까지 가능하여 다양한 복잡한 환경에 적합하다.

• 설치 호환성: 하단부에는 표준 마운팅 홀(나사 홀 또는 뚫린 홀)이 제공되어 볼트 고정 또는 접착제 설치를 지원한다. 일부 마이크로 모델은 내장형으로 설치할 수 있어 데스크탑 저울기기 및 자동화 장비의 좁은 설치 공간에 적합하며, 단일 유닛으로 평면형 무게 측정 요구사항을 충족시킬 수 있다.

핵심 기능

• 경량 하중 측정: 정적/준동적 경하중 무게 측정(응답 시간 ≤ 4ms)에 중점을 두며, 측정 범위는 0.1kg - 500kg까지 커버하고, 일반적인 적용 분야는 주로 1kg - 200kg 범위에 집중되어 있다. 마이크ro 모델은 0.01kg의 초소형 범위 측정이 가능하다.

• 다양한 유형의 신호 출력: 아날로그 신호(4 - 20mA, 0 - 3V, 0 - 5V) 및 디지털 신호(RS485/Modbus RTU, I2C)를 제공합니다. 마이크로 인텔리전트 모델은 신호 조정 모듈을 내장하고 있어 단일 칩 마이크로컴퓨터 및 IoT 모듈에 직접 연결할 수 있습니다.

• 안전 보호 기능: 광범위한 온도 범위 보상 기능(-10°C ~ 70°C)을 통합하여 과부하 보호(정격 하중의 150% - 200%, 알루미늄 합금 모델의 경우 일반적으로 150%)를 제공하며, 일부 모델은 충격 방지 완충 구조를 포함합니다.

• 장기 안정성 : 피로 수명 ≥ 정격 하중에서 10⁷ 사이클 이상, 연간 드리프트 ≤ ±0.01%FS로 슈퍼마켓 및 실험실과 같은 장기간 지속 운전이 필요한 환경에 적합합니다.

2. 해결하는 핵심 문제

• 경하중 상황에서의 정밀도 부족: 10kg 미만의 소규모 측정 영역에서 전통 센서의 오차가 큰 문제를 해결하기 위해 빔 응력의 최적화 설계를 통해 측정 오차를 ±0.005%FS 이내로 억제하여 식품 무게 측정, 약품 개수 계산 등 고정밀도 요구 사항을 충족시킵니다.

• 평면에서 편심 하중 측정의 부정확성: 평행 빔 구조의 균일한 응력 분포 특성을 통해 무게를 재는 물체의 위치 이탈로 인해 발생하는 편심 하중의 영향을 효과적으로 상쇄시켜, 데스크탑 저울기기 및 분류 장비에서 물질 배치 위치가 고정되지 않은 경우의 정확도 문제를 해결함.

• 장비 일체형 설치의 어려움: 콤팩트한 구조와 유연한 설치 방식으로 자동화 장비 및 스마트 가전제품에 내장 설치 요구사항을 해결하며, 장비 본체 구조의 변경이 필요 없어 통합 비용을 절감함.

• 다양한 환경에 대한 적응성 부족: 재료 및 보호 등급을 업그레이드하여 습도(예: 양식업 계량), 부식(예: 화학 시약 계량), 먼지(예: 밀가루 가공)와 같은 환경에서의 센서 손상 및 신호 드리프트 문제를 해결한다.

• 소형 장비의 비용 부담: 단일 센서로 평면 계량 요구사항을 충족시켜 다중 조합이 필요하지 않습니다. 또한 알루미늄 합금 소재를 사용해 제품의 무게와 비용을 줄여 소형 계량기기 및 소비자 전자제품의 비용 관리 문제를 해결합니다.

3. 사용자 경험

• 극도로 간소화된 설치: 표준화된 장착 홀과 위치 기준면은 전문 캘리브레이션 도구가 필요하지 않게 해준다. 일반 드라이버만으로 설치가 가능하며, 평탄도 요구 사양이 낮음(≤0.1mm/m)이고, 한 명의 작업자가 10분 이내에 디버깅을 완료할 수 있다.

• 낮은 운영 요건: 저울 계측기의 일원화 제로 설정 및 단일 지점 보정을 지원합니다(정격 하중의 100%에 해당하는 표준 질량만 필요). 디지털 모델은 컴퓨터 소프트웨어를 통해 신속하게 보정할 수 있어 전문 지식이 없는 사용자도 쉽게 조작할 수 있습니다.

• 유지보수 비용이 극도로 낮음: 완전 밀봉 구조로 인해 먼지와 습기의 유입이 줄어들어 연간 평균 고장률이 ≤0.2%입니다. 알루미늄 합금 모델은 경량(최소 5g)으로 교체가 용이하며, 유지보수 시 대형 구조물을 분해할 필요가 없습니다.

• 정확한 데이터 피드백: 정적 측정 데이터 변동폭은 ≤±0.003%FS 이하이며, 준동적 상황에서도 히스테리시스가 없습니다. 디지털 모델은 제로 드리프트 보정 기능을 내장하고 있어 빈번한 보정이 필요 없으며, 데이터 안정성이 우수합니다.

• 뛰어난 통합 적응성: 마이크로 모델은 소형 사이즈(최소 크기 20mm×10mm×5mm)로 스마트 기기 내부에 장착 시 외관 설계에 영향을 주지 않으며, 신호 출력은 주류 소형 컨트롤러와 호환되어 플러그 앤 플레이가 가능합니다.

4. 일반적인 적용 사례

1) 민수 및 상업용 경량 저울

• 슈퍼마켓 가격 측정 저울/전자 플랫폼 저울: 3-30kg 가격 측정 저울의 핵심 감지 유닛으로, 알루미늄 합금 소재를 사용해 경량화 설계를 구현했습니다. 비대칭 하중 방지 특성으로 다양한 위치에 배치하더라도 일정한 무게 측정 정확도를 보장하며, 오차는 ±1g 이하입니다.

• 택배용 전자 저울: 1-50kg 택배 무게 측정 장비로, 오염 방지 및 세척 용이를 위해 스테인리스강 소재를 사용했습니다. IP67 보호 등급으로 택배 영업소의 습기와 먼지가 많은 환경에도 적합하며, 빠르고 연속적인 무게 측정이 가능합니다.

• 주방 저울/제과용 저울: 0.01-5kg 고정밀 주방 저울로, 마이크로 병렬 빔 센서를 적용하여 밀리그램 수준의 정확도를 달성했습니다. 디지털 신호 출력으로 고해상도 디스플레이와 호환되며, 정확한 재료 배합 요구 사항을 충족합니다.

2) 산업 자동화 장비

• 자동 분류 장비: 식품 및 하드웨어 산업용 중량 분류기로, 분류 컨베이어 벨트 아래에 설치되어 제품의 무게를 실시간으로 감지하고 분류 메커니즘과 연동되며, 분류 정확도는 ±0.1g까지 가능함.

• 생산라인 소재 감지: 전자 부품 조립 라인에서의 소재 누락 감지로, 무게 측정을 통해 부품 누락 여부를 판단함(예: 휴대폰 배터리 조립). 응답 시간 ≤4ms로 고속 라인에 적합함.

• 포장기기의 정량 제어: 소형 입자/분말 포장기기를 위한 정량 계량으로, C2 정확도 등급 모델을 통해 봉지당 무게 오차를 ≤ ±0.2% 이내로 유지하여 계량 기준을 충족함.

3) 식품 및 제약 산업

• 의약 원료 계량: 제약 산업에서 소량 투여 원료(0.1 - 10kg)의 계량으로, 316L 스테인리스강 재질 + GMP 인증을 적용하며, 세균 잔류 방지를 위해 코너 없는 표면 연마 처리로 소독 및 살균이 용이하고, 정확도는 ≤ ±0.01%FS.

• 수산물/육류 무게 측정: 도축장 및 수산물 시장에서 사용되는 절단 및 무게 측정 장비로, 방수 및 내식성 설계(IP68)를 갖추어 직접 세척이 가능하며, 습하고 수분이 많은 작업 환경에 적합합니다.

4) 과학 연구 및 실험 장비

• 생물학 실험에서의 무게 측정: 실험실 내 시약 및 시료의 무게 측정으로, 초소형 범위 모델(0.01 - 1kg)은 미생물 배양 및 화학 시약 혼합 비율 조절과 같은 고정밀 요구사항을 충족시킬 수 있음.

• 의료 기기 내 힘 측정: 재활 장비(예: 악력계) 및 의료용 저울(신생아 체중계)의 힘/무게 측정에 사용되며, 경량 알루미늄 합금 설계로 장비의 휴대성을 향상시키고, 정확도는 ±0.005%FS까지 도달할 수 있습니다.

5) 지능형 소비자 전자제품 및 IoT 기기

• 스마트 가전제품: 세탁기 내 의류 무게 감지, 커피머신 내 커피 원두 찌꺼기 무게 측정 등에 활용되며, 마이크로 임베디드 센서를 통해 장비의 지능형 제어를 가능하게 하여 사용자 경험을 향상시킵니다.

• IoT 단말기: 스마트 선반 및 스마트 쓰레기통의 무게 모니터링, 저전력 디지털 모델은 NB-IoT 무선 전송을 지원하여 IoT 원격 관리 시나리오에 적합함.

5.사용 방법(실용 가이드)

1)설치 과정

• 준비 작업: 설치 면을 청소하고(기름때와 까짐 제거), 센서 외관을 점검(빔 본체의 변형 없음, 케이블 손상 없음), 범위에 따라 적절한 장착 볼트를 선택(알루미늄 합금 모델에는 고강도 볼트 사용 금지).

• 위치 결정 및 고정: 센서를 지지면에 수평으로 설치하고 하중이 빔 본체 정확히 위로 수직 작용되도록 하며(측면 충격 피하기); 볼트 조임 시 토크 렌치 사용(알루미늄 합금 모델은 5 - 10N·m, 합금강 모델은 10 - 20N·m), 과도한 조임으로 인한 빔 본체 손상을 방지하십시오.

• 배선 사양: 아날로그 신호의 경우 '빨강 - 전원 +, 검정 - 전원 -, 초록 - 신호 +, 흰색 - 신호 -' 순서를 따르고, 디지털 신호의 경우 핀 정의에 따라 연결하십시오; 마이크로 모델 배선 시 케이블을 당기지 말고, 여유 길이 5cm 정도 확보하는 것이 좋습니다.

• 보호 처리: 습기가 많은 환경에서는 케이블 커넥터를 방수 테이프로 밀봉하며, 식품 산업에서는 사용 후 즉시 센서 표면을 청소하여 잔류 물질로 인한 부식을 방지.

2) 교정 및 조정

• 제로 캘리브레이션: 전원을 켠 후 10분간 예열하고, "제로 캘리브레이션" 명령을 실행하십시오. 제로 출력이 ±0.001%FS 이내에 있는지 확인하며, 편차가 너무 클 경우 설치면이 평평한지 확인하십시오.

• 부하 보정: 정격 부하의 100%에 해당하는 표준 중량을 올리고(소량 범위의 경우 표준 중량체 사용), 출력 신호 값을 기록한 후 계기 또는 소프트웨어를 통해 오차를 보정하여 오차가 해당 정확도 등급의 허용값 이하(예: C2 등급 ≤ ±0.01%FS)가 되도록 한다.

• 편심 하중 시험: 동일한 무게를 센서의 지지면에 위치를 달리하여 올려놓고, 측정값의 일관성을 확인합니다. 편차는 ±0.02% FS 이하이어야 하며, 그렇지 않은 경우 설치 수평을 조정해야 합니다.

3）일상 유지보수

• 정기 점검: 매주 센서 표면을 청소하고, 매월 배선의 느슨함을 점검합니다. 슈퍼마켓 저울은 분기마다, 실험실 장비는 매월 보정을 실시합니다.

• 고장 처리: 데이터가 드리프트될 경우 우선 전원 공급 전압을 확인하세요(5-24V DC에서 안정적이어야 하며, 일반적으로 소형 모델은 5V입니다). 측정값이 비정상일 경우 과부하 여부를 점검하세요(알루미늄 합금 모델은 과부하로 인해 영구 변형이 발생하기 쉬움). 필요 시 센서를 교체하세요.

6. 선택 방법(요구사항에 정밀하게 매칭)

1）핵심 파라미터 결정

• 범위 선택: 실제 최대 중량의 1.2~1배를 기준으로 선택하십시오(예: 최대 중량이 10kg인 경우, 12~14kg 센서 선택 가능). 경하중 상황에서 범위가 너무 크면 정확도가 떨어질 수 있으므로 주의하십시오.

• 정확도 등급: 실험실/의료용은 C1 등급(오차 ≤ ±0.005% FS)을 선택하고, 산업계량용은 C2 등급(오차 ≤ ±0.01% FS)을, 민수용 계량기기는 C3 등급(오차 ≤ ±0.02% FS)을 선택하십시오.

• 신호 유형: 민수용 계량기기는 아날로그 신호(0-5V)를 선택하고, 지능형 장치는 디지털 신호(I2C/RS485)를 선택하며, IoT 상황에서는 무선 모듈이 장착된 모델을 선택하십시오.

2）환경 적응성 선택

• 온도: 일반적인 상황(-10℃~60℃)에서는 일반 모델을 선택하고, 저온 냉장 상황(-20℃~0℃)에서는 저온 내성 모델을, 고온 상황(60℃~80℃)에서는 고온 보상형 모델을 선택하십시오.

• 재질: 건조한 환경의 경우 알루미늄 합금을 선택하고, 습기 있는/식품 산업 환경의 경우 304 스테인리스강을 선택하며, 화학적으로 부식성이 강한 환경의 경우 316L 스테인리스강을 선택하십시오.

• 보호 등급: 실내 건조 환경의 경우 ≥ IP65; 습기 있는/세척 환경의 경우 ≥ IP67; 수중 또는 고도로 부식성 환경의 경우 ≥ IP68.

3) 설치 및 시스템 호환성

• 설치 방식: 데스크탑 저울의 경우 볼트 고정 방식을 선택하고, 스마트 장치의 경우 내장형 설치를 선택하며, 공간이 제한된 상황에서는 길이가 ≤ 30mm인 마이크로 모델을 우선적으로 선택하십시오.

• 호환성: 센서의 전원 공급 전압 및 신호 유형이 컨트롤러와 일치하는지 확인하십시오. 마이크로 모델의 경우 핀 정의를 확인하여 배선 오류 및 모듈 소손을 방지하십시오.

4）추가 요구사항 확인

• 인증 요구사항: 식품 및 제약 산업의 경우 FDA/GMP 인증이 필요하며, 측정 응용 분야에는 CMC 인증이 필요하고, 수출 제품에는 OIML 인증이 필요합니다.

• 특수 기능: 고속 분류의 경우 응답 시간이 ≤ 3ms인 모델을 선택하고, 저전력 소비 응용 분야의 경우 대기 전류가 ≤ 10μA인 IoT 모델을 선택하며, 위생 관련 응용 분야의 경우 나사나 사각지대가 없는 일체형 모델을 선택하십시오.

요약

병렬 빔 형 중량 센서는 '경하중 고정밀, 평면 편심 하중 저항, 간편한 통합'이라는 핵심 장점을 보유하고 있습니다. 이 솔루션의 핵심은 소규모 범위의 정밀 계량, 물질의 편심 하중, 장비의 내장형 설치 등과 같은 문제를 해결하는 데 있습니다. 사용자 경험 측면에서는 간단한 작동, 유지보수에 대한 걱정 없음, 비용 통제가 가능함을 중심으로 설계되었습니다. 제품 선정 시에는 측정 범위, 정확도, 설치 공간, 환경 등의 네 가지 핵심 요구사항을 우선적으로 고려한 후, 시스템 호환성 및 추가 기능 여부를 종합적으로 판단하여 결정해야 합니다. 사용 중에는 과부하와 측면 충격을 피해야 하며, 장기적인 안정적인 운용을 위해 정기적인 교정 규정을 철저히 준수해야 합니다. 경하중 계량기기, 자동화 설비, 식품 및 의약품 분야 등에 적합하며, 소규모 범위 및 평면 계량 상황에서 최적의 센싱 솔루션입니다.

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