스틸 마이크로 센서 CZL928DB

제품 소개

마이크로 로드셀 는 변형 효과를 기반으로 개발된 소형 중량 측정 부품입니다. 이들의 핵심은 마이크로 민감 구조(예: 스트레인 게이지 엘라스토머)를 통해 중량 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환합니다. 일반적으로 그 부피는 수 입방센티미터에서 수십 입방센티미터 범위 내로 제어되며, 측정 범위는 그램에서 킬로그램에 이르기까지 '소형'과 '고정밀'이라는 두 가지 장점을 겸비하고 있습니다. 경하중 및 공간이 제한된 조건에서의 무게 측정 시나리오의 핵심 구성 요소로서, 의료기기, 소비자 전자제품, 지능형 장비, 과학 연구 테스트 분야 등에 광범위하게 사용되며, 미세 장치에서의 무게 감지 기능을 실현하는 데 핵심적인 기반이 됩니다.

1. 핵심 특징 및 기능

1) 소형화 핵심 특성

• 초소형 부피 및 경량: 일반적인 크기는 5mm×5mm×2mm에서 30mm×20mm×10mm 범위이며, 일부 맞춤형 모델은 밀리미터 수준으로 작게 제작될 수 있고 무게는 단 0.1g~5g에 불과하여 스마트워치나 마이크로 펌프와 같은 좁은 공간에 장치의 전체 구조 설계에 영향을 주지 않고 쉽게 내장할 수 있습니다.

• 소형 구조 설계: 대부분 일체형 패키징 방식을 채택하여 감지 요소와 신호 조정 회로를 마이크로 하우징에 통합합니다. 일부 모델은 서페이스 마운트 또는 리드 타입과 같은 경량 설치 형태를 지원하며 PCB 기판에 직접 납땜하거나 클립 고정하는 데 적합합니다. 2) 무게 측정 성능 장점

• 넓은 범위 정확한 측정: 측정 범위는 0.1g~50kg에 이르며, 핵심 측정 정밀도는 ±0.01%FS~±0.1%FS, 해상도는 최대 0.001g에 달하여 실험실 내 마이크로그램 수준의 시료 무게 측정부터 소비자 전자기기의 그램 단위 무게 모니터링까지 모두 충족시킬 수 있습니다.

• 빠른 동적 응답: 응답 시간이 ≤10ms로, 자동 분류 라인에서의 고속 경량 계량이나 의료용 주입 시 방울 속도에 따른 무게 모니터링과 같은 순간적인 무게 변화를 실시간으로 캡처할 수 있어 신호 지연으로 인한 측정 편차를 방지합니다.

• 안정적인 간섭 저항 기능: 내장된 온도 보상 모듈(작동 환경: -10℃~60℃)을 통해 외부 온도 변동의 영향을 보정하며, 차동 신호 출력 또는 전자기 차폐 설계를 적용하여 장치 내부 회로의 전자기 간섭을 억제함으로써 데이터 안정성을 확보합니다.

3) 통합 및 적응 기능

• 다중 신호 출력 적응: 아날로그 신호(0-5V, 4-20mA) 및 디지털 신호(I2C, SPI, UART) 출력을 지원하며, 별도의 신호 증폭 모듈 없이 MCU, 단일 칩 마이크로컴퓨터, 소형 PLC와 같은 마이크로 제어 장치에 직접 연결할 수 있습니다.

• 재질 및 매체 호환성: 민감한 요소는 주로 316L 스테인리스강, 티타늄 합금 또는 엔지니어링 플라스틱을 사용하며, 하우징은 부식 방지를 위해 처리되어 의료용 체액, 식품 원료, 전자 부품과 같은 다양한 계량 매체에 적합하여 오염이나 부식 손상을 방지합니다.

• 낮은 전력 소비 특성: 정적 소비 전류는 ≤10mA이며, 절전 모드에서는 최저 10μA까지 낮출 수 있어 휴대용 장치(예: 휴대용 저울 및 스마트 웨어러블 기기)에 적합하며 배터리 수명을 연장시켜 줍니다.

2. 핵심 산업 문제 해결

경하중 및 소형화된 계량 상황에서 기존 로드셀(예: 플랫폼 저울 센서 및 산업용 계량 모듈)은 '과도한 부피, 높은 전력 소모, 정확도 부족, 통합이 어려움' 등의 문제가 있습니다. 마이크로 로드셀은 이러한 핵심 문제점을 특별히 해결합니다:

• 마이크로 장치 내 통합의 장애: 스마트 밴드의 체중 모니터링 기능 및 마이크로 의료 펌프의 액체 약품 무게 제어와 같이 소형 장치에 전통적인 센서를 내장할 수 없는 문제를 해결하여 소형 설계를 통해 장치의 '측정 기능 + 소형화'라는 두 가지 요구사항을 달성합니다.

• 경하중 고정밀 측정의 어려움: 그램 및 밀리그램 수준의 무게 측정에서 전통적인 센서의 정확도가 부족한 문제를 해결합니다. 예를 들어, 실험실 내 마이크로 샘플의 무게 측정이나 전자 부품 핀의 무게 검사와 같은 작업에 있어 정밀 제조 및 과학 연구를 위한 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.

• 휴대용 장치의 전력 소모 문제: 휴대용 택배 저울 및 야외 샘플 채취 측정 장치와 같이 전통적인 센서의 높은 전력 소모로 인한 배터리 수명 단축 문제를 해결하며, 저전력 특성을 통해 단일 사용 시간을 연장합니다.

• 복잡한 설치 공간의 제한: 자동화 설비 내부 부품의 무게 측정 및 파이프라인 내 유체 무게 모니터링과 같이 좁고 특수한 구조의 공간에서의 무게 측정 요구를 해결하며, 표면 실장 및 내장형 설치를 통해 공간 제약을 극복합니다.

• 다양한 환경에서의 신호 호환성 문제: 기존 센서의 신호가 마이크로 제어 장치와 맞지 않는 문제를 해결합니다. 디지털 신호 출력 모델은 단일 칩 마이크로컴퓨터 및 MCU에 직접 연결 가능하여 소형 장치의 회로 설계 복잡성을 줄이고 R&D 비용을 절감합니다.

3. 사용자 경험 강점

• 높은 통합 편의성: 표준화된 핀 배치와 패키지 크기로 PCB 기판에 복잡한 기계 구조 없이 직접 납땜 또는 클립 고정이 가능합니다. 통합 시간을 30분 이내로 단축할 수 있어 장비 생산 효율을 크게 향상시킵니다.

• 간단한 디버깅 작업: 디지털 신호 모델은 명령어를 통한 제로 및 범위의 원클릭 캘리브레이션을 지원하며, 아날로그 신호 모델은 뛰어난 직선성을 제공하여 간단한 회로 디버깅만으로도 바로 사용 가능하여 R&D 인력의 기술적 진입 장벽을 낮춥니다.

• 우수한 사용 안정성: 온도 보상 및 방해 저감 설계로 데이터 드리프트를 ≤ ±0.05% FS/년으로 유지하여 휴대용 및 내장형 응용에서 자주적인 캘리브레이션이 필요 없으며, 이후 유지보수 작업량을 줄일 수 있습니다.

• 유연하고 다양한 선택 사양: 다양한 측정 범위, 신호 유형, 설치 방법에 따라 다른 모델들이 있어 장비 크기, 전원 전압 및 정확도 요구 사항에 따라 직접 선택할 수 있습니다. 일부 제조업체는 소량 맞춤 제작을 지원하여 개별화된 요구를 충족시킬 수 있습니다.

• 합리적인 비용 관리: 대량 구매 시 단가를 수십 원에서 수백 원 수준으로 통제할 수 있어 맞춤형 마이크로 센싱 솔루션의 비용보다 50% 이상 낮출 수 있습니다. 동시에 저전력 특성으로 인해 장비의 전체 에너지 소비 비용을 줄일 수 있습니다.

4. 주요 사용 사례:

1) 의료 및 보건 분야

• 수액 모니터링 장비: 수액 펌프에 내장되어 약액 용액의 무게 변화를 실시간으로 모니터링하고, 수액 속도를 계산하며 약액이 곧 소진될 때 경보를 발동하여 빈 병의 위험을 방지합니다. 예를 들어 정밀한 수액 제어가 필요한 상황에서 사용됩니다.

• 재활 및 간호 장비: 지능형 재활 체중계, 의수용 체중 감지 모듈 등에 사용되며, 노인의 재활 훈련 중 체중 변화를 모니터링하거나 의수의 하중 정보를 피드백하여 재활 안전성을 향상시킵니다.

• 실험실 의료 장비: 시약 또는 샘플의 무게를 측정하여 샘플 투입의 정확성을 보장하기 위해 마이크로 피펫 및 생화학 분석기에서 사용. 예: 코로나19 검출 시약의 마이크로 샘플링 및 무게 측정.

2) 소비자 전자제품 및 스마트 웨어러블 기기

• 스마트 웨어러블 기기: 스마트 밴드 및 스마트워치에 통합되어 체중과 체지방을 간접적으로 측정하거나 운동 중 힘을 받는 상태에서의 체중을 모니터링함. 예: 달리기 중 발이 착지할 때의 하중 무게 분석.

스마트 가전 제품: 스마트 주방 저울 및 커피 머신에서 원자재 무게 측정에 사용. 예: 브루잉 농도 조절을 위한 커피 가루의 정밀한 무게 측정, 또는 스마트 휴지통의 과다함수 감지(무게로 쓰레기 수용량 판단).

휴대용 무게 측정 도구: 소형 크기와 낮은 전력 소모를 특징으로 하는 미니 택배 저울 및 수하물 무게계 등으로, 사용자가 편리하게 휴대하며 실시간으로 물건의 무게를 측정할 수 있도록 설계됨.

3) 산업 자동화 및 마이크로 제조

전자부품 생산: SMT 칩 생산 라인에서 칩 및 저항기와 같은 부품의 무게를 모니터링하여 불량 제품을 선별; 또는 반도체 패키징 공정에서 몰딩 재료의 무게를 측정하여 패키징 품질을 보장.

마이크로 자동화 장비: 마이크로 어셈블리 로봇의 엔드 이펙터로서 사용되며, 그립핑한 부품의 무게를 감지하고 그립핑 성공 여부를 판단함. 예를 들어 스마트폰 카메라 모듈 조립 시 무게 검사를 통해 정상 조립 여부를 확인.

유체 제어 장비: 마이크로 계량 펌프 및 연료 인젝터에 내장되어 유체 공급량을 무게로 모니터링함. 예: 연료 분사 시스템의 마이크로 연료 무게 측정을 통해 연소 효율 보장.

4) 연구 및 시험 분야

• 재료 과학 연구: 나노소재, 박막 재료와 같은 소형 재료 시료의 무게 측정 또는 인장 및 압축 과정 중 재료의 무게 변화 측정을 통해 성능 분석을 위한 데이터 제공.

• 환경 모니터링 장비: 소형 수질 측정기 및 대기 샘플링 장비에서 채취된 시료의 무게 측정을 통해 오염물질 농도 계산. 예: 대기 중 미세입자 채취 후 무게 분석.

5) 물류 및 소매 분야

• 마이크로 분류 시스템: 택배 자동 분류 라인의 끝단에서 소형 패키지의 무게를 측정하고 중량 기준 분류를 수행. 또는 무인 슈퍼마켓의 셀프 체크아웃 카운터에서 무게 측정을 통해 상품을 식별(무게 데이터베이스 활용).

• 소매업용 저울 장비: 예를 들어 귀금속 저울, 귀금속 전용 저울로, 금 및 다이아몬드와 같은 고가의 소형 품목을 정확하게 측정하는 데 사용되며, 크기가 작아 카운터 위에 배치해도 공간을 많이 차지하지 않음.

요약

마이크로 측정 센서는 '소형화, 고품질 정밀도, 저전력 소모'라는 핵심 경쟁력을 갖추고 있으며, 기존 저울 장비가 가진 공간적·측정 범위적 한계를 극복하고 의료, 소비자 가전, 마이크로 제조 등 다양한 분야에서의 경량 측정 수요에 정확히 부합합니다. 간편한 통합 방식, 안정적인 성능, 합리적인 비용 관리로 인해 마이크로 디바이스의 기능 업그레이드를 촉진할 뿐만 아니라 다양한 산업 분야가 '정밀도, 소형화, 지능화'된 무게 측정을 실현할 수 있는 신뢰성 높은 지원을 제공하며, 현대 센서 기술에서 없어서는 안 될 중요한 분야로 자리 잡고 있습니다.

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