스틸 마이크로 센서 CZL913EC

제품 소개

마이크로 로드셀 는 변형 효과를 기반으로 개발된 소형 중량 측정 부품입니다. 이들의 핵심은 마이크로 민감 구조(예: 스트레인 게이지형 탄성체)를 통해 중량 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환합니다. 일반적으로 부피는 수 개의 입방센티미터에서 수십 입방센티미터 범위 내로 제어되며, 측정 범위는 그램에서 킬로그램까지 커버하여 '소형화'와 '고정밀'의 두 가지 장점을 결합합니다. 경하중 및 공간이 제한된 환경에서의 무게 측정 시나리오의 핵심 구성 요소로서, 의료기기, 소비자 전자기기, 지능형 장비, 과학 연구 테스트 등의 분야에 널리 사용되며, 마이크로 장치에서의 무게 감지 기능을 실현하는 핵심 기반 기술입니다.

1. 핵심 특징 및 기능

1) 소형화 핵심 특성

• 초소형 크기 및 경량: 일반적인 크기는 5mm×5mm×2mm에서 30mm×20mm×10mm 범위이며, 일부 맞춤형 모델은 밀리미터 수준으로 작게 제작할 수 있고 무게는 단 0.1g~5g에 불과하여 스마트워치 및 마이크로 펌프와 같은 좁은 공간에 통합하기 쉽고 장치의 전체 구조 설계에 영향을 주지 않습니다.

• 소형 구조 설계: 대부분의 제품은 민감한 요소와 신호 조절 회로를 마이크로 하우징 내부에 일체형 패키징하는 방식을 채택합니다. 일부 모델은 서피스 마운트 또는 리드 타입과 같은 경량 설치 형태를 지원하여 PCB 보드에 직접 납땜하거나 클립 고정 방식으로 장착할 수 있습니다.

2) 무게 측정 성능 장점

• 광범위한 정확한 측정: 측정 범위는 0.1g~50kg까지이며, 핵심 측정 정밀도는 ±0.01%FS~±0.1%FS에 이르고 해상도는 최대 0.001g로, 실험실 내 마이크로그램 수준의 시료 무게 측정부터 소비자 전자기기에서의 그램 수준 무게 모니터링까지 모두 충족시킬 수 있습니다.

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

• 안정적인 간섭 저항 기능: 내장형 온도 보상 모듈(-10°C~60°C 작동 환경에 적합)을 통해 주변 온도 변화의 영향을 보정하며, 차동 신호 출력 또는 전자기 차폐 설계를 사용하여 장치 내부 회로의 전자기 간섭을 억제하여 데이터 안정성을 보장합니다.

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 PLC 등의 마이크로 제어 장치에 직접 연결할 수 있습니다.

• 재질 및 매체 호환성: 감지 요소는 주로 316L 스테인리스강, 티타늄 합금 또는 엔지니어링 플라스틱을 사용하며, 외장은 부식에 강해 의료용 체액, 식품 원료, 전자 부품 등 다양한 계량 매체에 적합하여 오염이나 부식 손상을 방지합니다.

• 낮은 전력 소비 특성: 정적 소비 전력 ≤10mA이며, 절전 모드에서는 최저 10μA까지 낮출 수 있어 핸드헬드 저울 및 스마트 웨어러블 기기와 같은 배터리 구동 휴대용 장치에 적합하며, 배터리 수명을 연장시킵니다.

2. 산업의 핵심 문제 해결

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

• 소형 기기 내 통합의 장애: 기존 센서가 소형 기기에 내장되기 어려운 문제를 해결하여, 스마트 밴드의 체중 측정 기능이나 소형 의료 펌프의 액체 약물 무게 제어와 같은 응용을 가능하게 하며, 소형 설계를 통해 기기의 '계량 기능 + 소형화'라는 두 가지 요구 사항을 동시에 충족시킵니다.

• 낮은 하중 조건에서의 고정밀 측정 어려움: 실험실 내 미량 시료 측정 및 전자부품 핀의 무게 검출과 같이 그램(g) 및 밀리그램(mg) 범위에서의 무게 측정 시 기존 센서의 정확도 부족 문제를 해결하여 정밀 생산 및 과학 연구에 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다.

• 휴대용 장치의 전력 소모 문제: 휴대용 택배 측정기나 야외 샘플 채집 측정 장치와 같이 기존 센서의 높은 전력 소비로 인한 배터리 수명 단축 문제를 낮은 전력 소비 특성으로 해결하여 단일 사용 시간을 연장합니다.

• 복잡한 설치 공간의 제약: 자동화 장비 내부 부품의 무게 측정이나 파이프라인 내 유체 무게 모니터링과 같이 좁고 특수 구조의 공간 내 무게 측정 요구사항을 해결하며, 패치형 및 내장형 설치 방식을 통해 공간적 제한을 극복합니다.

• 다양한 상황에서의 신호 호환성 문제: 기존 센서의 신호가 소형 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 경험의 주요 강점

• 높은 통합 편의성: 표준화된 핀 배열과 패키지 치수로 PCB 기판에 직접 납땜하거나 클립 방식으로 고정할 수 있어 복잡한 기계 구조가 필요 없으며, 통합 시간을 30분 이내로 단축하여 장비 생산 효율을 크게 향상시킵니다.

• 간단한 디버깅 작업: 디지털 신호 모델은 명령어를 통한 제로 포인트 및 범위의 원키 캘리브레이션을 지원하며, 아날로그 신호 모델은 우수한 직선성을 가지며 단순한 회로 디버깅만으로도 사용이 가능하여 R&D 인력의 기술적 진입 장벽을 낮춥니다.

• 우수한 사용 안정성: 온도 보상 및 간섭 방지 설계를 통해 데이터 드리프트를 ≤±0.05%FS/년으로 유지하여 휴대용 및 내장형 응용 분야에서 잦은 교정이 필요 없도록 하며, 사후 유지보수 업무량을 줄입니다.

• 유연하고 다양한 모델 선택: 다양한 범위, 신호 유형 및 설치 방법을 가진 다양한 모델이 있어 장치 크기, 전원 공급 전압 및 정확도 요구 사항에 따라 직접 선택할 수 있습니다. 일부 제조업체는 소량 맞춤 제작을 지원하여 개인화된 요구를 충족시킬 수 있습니다.

• 합리적인 비용 관리: 대량 구매 시 개별 단가를 수십 원에서 수백 원 수준으로 통제할 수 있으며, 맞춤형 마이크로 센싱 솔루션에 비해 비용을 50% 이상 절감할 수 있습니다. 또한 저전력 특성이 장치의 전체 에너지 소비 비용을 줄이는 데 기여합니다.

4. 일반적인 적용 사례
1) 의료 및 보건 분야
• 주입 모니터링 장비: 인퓨전 펌프에 내장되어 약액의 실시간 무게 변화를 감지하고 주입 속도를 계산하며, 약액이 거의 소진될 때 경보를 발동하여 빈 병의 위험을 방지합니다. 예를 들어 중환자실에서의 정밀한 주입 제어가 있습니다.
• 재활 및 간호 장비: 지능형 재활 척도 및 의수의 체중 감지 모듈에 사용되며, 예를 들어 노인 재활 훈련 중 체중 변화 모니터링이나 의수에 대한 체중 피드백 제공 등을 통해 재활 안전성 향상에 기여합니다.
• 실험실 의료 장비: 마이크로피펫 및 생화학 분석기에서 시약이나 시료의 무게를 측정하여 시료 투입의 정확성을 보장합니다. 예를 들어, 코로나19 진단 시약의 미세 시료 무게 측정이 해당됩니다.

2) 소비자 전자제품 및 스마트 웨어러블 기기
• 스마트 웨어러블 기기: 스마트 밴드 및 스마트워치에 통합되어 체중 및 체지방의 간접 측정을 가능하게 하거나 운동 중 가해지는 힘의 무게를 모니터링합니다. 예를 들어, 러닝 시 발 착지 무게 분석 등이 있습니다.
• 스마트 홈 기기: 스마트 주방 저울 및 커피 메이커에서 원자재의 무게를 측정하는 데 사용되며, 예를 들어 커피 가루의 정확한 무게를 측정하여 추출 농도를 조절하거나, 스마트 쓰레기통의 채움 정도를 무게로 판단하여 쓰레기 수거 용량을 모니터링하는 데 활용됩니다.
• 휴대용 계량 도구: 소형 택배 저울 및 수하물 무게 측정 장치와 같이 소형화 및 저전력 설계로 제작되어 사용자가 휴대하며 실시간으로 물품의 무게를 측정하기 편리합니다.

3) 산업 자동화 및 마이크로 제조
• 전자 부품 생산: SMT 칩 실장 생산 라인에서 칩 및 저항기와 같은 부품의 무게를 모니터링하여 불량품을 선별하거나, 반도체 패키징 공정에서 캡슐화용 고체의 무게를 측정하여 패키징 품질을 보장하는 데 사용됩니다.
• 마이크로 자동화 장비: 마이크로 어셈블리 로봇의 엔드 이펙터에 사용되어 집게로 잡은 부품의 무게를 감지하고, 잡는 동작이 성공했는지 여부를 판단함. 예를 들어, 휴대폰 카메라 모듈 조립 시 무게 검사를 통해 확인.
• 유체 제어 장비: 마이크로 계량 펌프 및 연료 인젝터에 내장되어 무게를 통해 유체 공급량을 모니터링함. 예를 들어, 연료 분사 시스템에서 미세한 양의 연료를 무게로 측정하여 연소 효율을 보장.

4) 과학 연구 및 시험 분야
• 재료 과학 연구: 소형 재료 시편(예: 나노재료, 박막 재료)의 무게 또는 인장 및 압축 중인 재료의 무게 변화를 측정하여 성능 분석을 위한 데이터 제공.
• 환경 모니터링 장비: 미세 수질 모니터 및 대기 샘플링 장비에서 수집된 시료의 무게를 측정하여 오염물질 농도를 계산하는 데 사용되며, 대기 중 미세입자 채취 후 무게 분석과 같은 방식으로 활용됩니다.

5) 물류 및 소매 분야
• 마이크로 분류 시스템: 택배 자동 분류 라인의 끝단에서 소형 패키지를 무게 기반으로 분류하거나, 무인 슈퍼마켓의 셀프 체크아웃 카운터에서 무게 측정을 통해 제품을 식별하는 데 사용됩니다(무게 데이터베이스와 연동).
• 소매업용 저울 장비: 예를 들어 귀금속 및 보석 저울로, 금이나 다이아몬드 같은 귀중품을 정밀하게 측정하는 데 사용되며, 크기가 작아 카운터 위에 배치하더라도 공간을 많이 차지하지 않습니다.

요약

소형, 고품질, 저전력 소비를 핵심 경쟁력으로 하는 마이크로 계량 센서는 기존 계량 장비가 가지던 공간적 및 범위적 한계를 극복하여 의료, 소비자 전자기기, 마이크로 제조와 같은 분야에서의 경량 계량 요구를 정확히 충족시킵니다. 이러한 센서는 간편한 통합 방식과 안정적인 성능, 합리적인 비용 관리 덕분에 마이크로 디바이스의 기능 업그레이드를 촉진할 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 계량의 '정밀화, 소형화, 지능화'를 실현하는 데 신뢰할 수 있는 지원을 제공하며, 현대 센서 기술에서 없어서는 안 될 중요한 분야로 자리 잡고 있습니다.

디테일 표시

매개변수