Plieninis mikrosensorius CZL913EC

Produkto aprašymas

Mikro krūvio selliais yra miniatiūriniai svorio matavimo komponentai, sukurti remiantis deformacijos efektu. Jų pagrindas svorio signalus verčia matuojamais elektriniais signalais per mikrojautrius struktūras (pvz., deformacijos matuoklių tipo elastingas medžiagas). Jų tūris paprastai yra kontroliuojamas nuo kelių kubinių centimetrų iki kelių dešimčių kubinių centimetrų, o matavimo diapazonas apima nuo gramų iki kilogramų, derinant dvigubą pranašumą „mažo dydžio“ ir „aukšto tikslumo“. Kaip pagrindiniai komponentai sverimo scenarijams lengvosioms apkrovoms ir ribotose erdvėse, jie plačiai naudojami medicinos įrangos, vartojimo elektronikos, intelektualios įrangos ir mokslinių tyrimų bandymų srityse ir yra pagrindas svorio jutimui mikro įrenginiuose.

1. Pagrindinės savybės ir funkcijos

1) Miniatiūrizacijos pagrindinės charakteristikos

• Labai mažas tūris ir mažas svoris: Standartiniai matmenys svyruoja nuo 5 mm × 5 mm × 2 mm iki 30 mm × 20 mm × 10 mm, o kai kurie specialūs modeliai gali būti sumažinti iki milimetrų lygio, sverdami tik 0,1–5 g, todėl juos lengva integruoti į ribotas erdves, pvz., išmaniuosius laikrodžius ir mikro siurblius, nesuteikiant įtakos bendram įrenginio konstrukcijos projektavimui.

• Kompaktiškas konstrukcinis dizainas: Dauguma naudoja integruotą pakuotę, kurioje jautrūs elementai ir signalų koregavimo grandinės yra sujungti mažoje korpuso dėžutėje. Kai kurie modeliai palaiko lengvą montavimą, pvz., paviršinio montavimo ar laidų tipų, tinkančių tiesioginiam litavimui arba užsifiksavimui ant PCB plokščių.

2) Sverimo našumo privalumai

• Tikslus matavimas plačiame diapazone: Matavimo diapazonas apima nuo 0,1 g iki 50 kg, pagrindinė matavimo tikslumas pasiekia ±0,01 %FS–±0,1 %FS, o skiriamoji geba – iki 0,001 g, todėl tinkamas tiek laboratorijose mikrogramų lygio mėginių sverimui, tiek buitinėje elektronikoje gramų lygio svorio stebėjimui.

• Greitas dinaminis atsakas: Reakcijos laikas ≤10 ms, gebantis realiuoju laiku fiksuoti momentines svorio kitimo reikšmes, pvz., didelio greičio mažo krūvio sverimą automatizuotose rūšiavimo linijose ir lašų greičio svorio kontrolę medicininėje infuzijoje, išvengiant matavimo nuokrypių dėl signalo delsies.

• Stabilus trikdžių atsparumas: Integruotas temperatūros kompensacijos modulis (pritaikytas veikti -10 °C...60 °C aplinkoje), kuris neutralizuoja aplinkos temperatūros svyravimų poveikį; naudojamas diferencialinis signalo išvesties arba elektromagnetinio skydo dizainas, kad būtų atsparus įrenginio vidinių grandinių elektromagnetiniam trikdžiui, užtikrinant duomenų stabilumą.

3) Integravimo ir pritaikymo funkcijos

• Kelių signalų išvesties pritaikymas: Palaiko analoginius signalus (0–5 V, 4–20 mA) ir skaitmeninius signalus (I2C, SPI, UART) išvestį bei gali būti tiesiogiai prijungiamas prie mikrovaldiklių (MCU), vieno lusto mikrokompiuterių ir mažų PLC be papildomų signalo stiprinimo modulių.

• Medžiagų ir terpės suderinamumas: Jautriosios dalys dažniausiai pagamintos iš nerūdijančio plieno 316L, titano lydinio ar inžinerinių plastikų, o korpusas atsparus korozijai, todėl tinka skirtingiems sveriamiems terpėms, tokioms kaip medicininiai kūno skysčiai, maisto žaliavos ir elektroniniai komponentai, išvengiant užteršimo ar korozijos pažeidimų.

• Mažo energijos suvartojimo charakteristikos: Statinės galios suvartojimas ≤10 mA, miego režime gali būti toks mažas kaip 10 μA, tinka baterijomis maitinamiems nešiojamiesiems įrenginiams (pvz., rankiniams svarstykliams ir išmaniesiems nešiojamiesiems įrenginiams), pailgina baterijos tarnavimo laiką.

2. Išspręsti pagrindiniai pramonės skausmo taškai

Mažo apkrovimo ir miniatiūrių sverimo scenarijų atveju tradiciniai apkrovos jutikliai (pvz., platformos svarstyklių jutikliai ir pramoniniai sverimo moduliai) turi tokių problemų kaip „per didelis dydis, didelis energijos suvartojimas, nepakankamas tikslumas ir integravimo sunkumai“. Miniatiūriniai apkrovos jutikliai ypač sprendžia šiuos pagrindinius skausmo taškus:

• Kliūtys integruoti į miniatiūrinius įrenginius: Išsprendžia tradicinių jutiklių negalimybę integruoti į mažus įrenginius, pvz., išmaniųjų apyrankių kūno svorio stebėjimo funkciją arba miniatiūrinių medicininių siurblių skysčio vaistų svorio kontrolę, pasiekiant dvigubą reikalavimą „svėrimo funkcija + miniatiūrizacija“ dėka mažo formos faktoriaus konstrukcijos.

• Sudėtumai dėl didelės tikslumo matavimo esant mažoms apkrovoms: Išsprendžia tradicinių jutiklių nepakankamo tikslumo problemą sveriant gramų ir miligramų diapazone, pavyzdžiui, laboratorijose sveriant mažiausias mėginių dalis ar elektroninių komponentų kontaktų svorio nustatymą, užtikrinant patikimus duomenis tiksliai gamybai ir moksliniams tyrimams.

• Energijos suvartojimo klausimai nešiojamuose įrenginiuose: Išsprendžia tradicinių jutiklių dėl didelio energijos suvartojimo trumpą baterijos veikimo trukmę sukeliančią problemą, pvz., nešiojamuosiuose išraiškos svoriui matuoti skirtuose svarstyklėse ir lauko mėginių rinkimo sverimo įrenginiuose, kur žemo energijos suvartojimo charakteristikos pailgina vienkartinio naudojimo trukmę.

• Apribotas sudėtingų montavimo erdvių naudojimas: Išsprendžia sverimo poreikius siaurose ir specialios konstrukcijos erdvėse, pvz., automatizuotos įrangos vidinių komponentų sverimą ar skysčių svorio stebėjimą vamzdynuose, įdiegiant lipdomuosius ir integruotus jutiklius, kurie įveikia erdvės apribojimus.

• Signalų suderinamumo keliuose scenarijuose klausimai: Išsprendžia tradicinių jutiklių signalų neatitikimą su mikrovaldiklių vienetų signalais. Skaitmeninio signalo išvesties modeliai gali būti tiesiogiai prijungti prie vieno lusto kompiuterių ir MCU, sumažinant mažų įrenginių grandynų projektavimo sudėtingumą ir mažinant tyrimo bei plėtros kaštus.

3. Vartotojo patirties privalumai

• Aukštas integracijos patogumas: Standartizuota išvedimo kontaktų išdėstymo schema ir pakuotės matmenys leidžia tiesiogiai lituoti arba užfiksuoti snap-fit būdu ant PCB plokščių, nebereikia sudėtingų mechaninių konstrukcijų, integravimo laikas sutrumpinamas iki 30 minučių, žymiai padidinant įrangos gamybos efektyvumą.

• Paprastas derinimo valdymas: Skaitmeniniai signalo modeliai palaiko nulio taško ir diapazono kalibravimą vienu mygtuku per komandas, o analoginiai signalo modeliai pasižymi puikiu tiesiškumu, todėl jie gali būti naudojami po paprastos grandinės derinimo, sumažinant mokslinių tyrimų ir plėtros personalo technines kliūtis.

• Didelė stabilumas naudojant: Temperatūros kompensavimas ir trikdžiams atsparus dizainas užtikrina, kad duomenų paslydimas būtų ≤±0,05 % FS/metus, pašalinant būtinybę dažnai kalibruoti nešiojamose ir integruotose sistemose bei sumažinant techninės priežiūros darbų apimtį.

• Lanksti ir įvairialypė modelių parinktis: Yra plačių modelių asortimentas su skirtingais diapazonais, signalų tipais ir montavimo būdais, kuriuos galima tiesiogiai parinkti pagal įrenginio dydį, maitinimo įtampą ir tikslumo reikalavimus. Kai kurie gamintojai palaiko mažų partijų pritaikymą asmeniniams poreikiams patenkinti.

• Protingas išlaidų valdymas: Vieneto kaina masinės pirkimo metu gali būti kontroliuojama nuo dešimčių iki šimtų juanų, o tai leidžia sutaupyti daugiau nei 50 % palyginti su užsakomosiomis miniatiūrinėmis jutiklinėmis sistemomis; tuo pačiu mažas energijos suvartojimas sumažina visą įrenginio energijos sąnaudų kainą.

4. Tipinės naudojimo situacijos
1) Sveikatos priežiūros srityje
• Lašelinio stebėjimo įranga: integruota į lašelius, ji stebi vaistinės skysčio svorio pokyčius realiu laiku, apskaičiuoja lašelinio greitį ir paleidžia įspėjimą, kai skystis beveik išsenka, išvengiant tuščių butelių rizikos, pvz., tiksli lašelinio kontrolė intensyviosios terapijos palatose.
• Rehabilitacijos ir slaugos įranga: Naudojama protetinėse priemonėse su intelektualių svarstyklių ir svorio jutimo moduliais, pavyzdžiui, stebint svorio pokyčius vykdant pagyvenusiųjų rehabilitacijos treniruotes ar teikiant svorio grįžtamąją informaciją protetinėse priemonėse, padidinant rehabilitacijos saugumą.
• Laboratorinė medicinos įranga: Mikropipetėse ir biocheminiuose analizatoriuose matuojamas reagentų arba mėginių svoris, kad būtų užtikrintas tikslus mėginio pridėjimas, pavyzdžiui, sveriant mikromėginius COVID-19 testų reagentus.

2) Vartotojo elektronika ir išmanieji aparatėliai
• Išmanieji nešiojamieji įrenginiai: Integruoti į išmaniuosius apyrankius ir laikrodžius, leidžia netiesiogiai matuoti kūno svorį ir riebalų kiekį ar stebėti apkrovos svorį treniruotės metu, pavyzdžiui, analizuojant kojos nusileidimo svorį bėgant.
• Išmanieji namų prietaisai: naudojami sveriant žaliavas išmaniųjų virtuvės svarstyklių ir kavos aparatų, pavyzdžiui, tiksliai sveriant kavos miltelius, kad būtų galima kontroliuoti brendimo koncentraciją; arba stebint išmaniosios šiukšlių dėžės pripildymą (nustatant šiukšlių talpą pagal svorį).
• Nešiojamieji sverimo įrankiai: tokie kaip mini išraiškingumo svarstyklių ir bagažo sverimo prietaisų, kompaktišios konstrukcijos ir žemos energijos suvartojimo dizainas, patogu naudotojams nešiotis su savimi ir matuoti daiktų svorį realiu laiku.

3) Pramonės automatizacija ir mikro gamyba
• Elektroninių komponentų gamyba: SMT montavimo gamybos linijose stebimas tokių komponentų kaip mikroschemos ir varžos svoris, siekiant atrinkti brokuotus produktus; arba puslaidininkių pakavime matuojamas hermetizavimo klijų svoris, kad būtų užtikrintas pakavimo kokybė.
• Mikro automatizacijos įranga: Naudojama mikro surinkimo robotų galiniame efektoriaus įrenginyje, kad būtų galima nustatyti suimtų detalių svorį ir nustatyti, ar sėkmingai atlikta suėmimo operacija, pavyzdžiui, svorio tikrinimas surinkiant mobiliųjų telefonų kamerų modulius.
• Skysčių valdymo įranga: Integruota į mikro dozavimo siurblius ir kuro purkštukus, stebi skysčio padavimo tūrį per svorį, pavyzdžiui, sveria mažus kuro kiekius kuro tiekimo sistemose, siekiant užtikrinti degimo efektyvumą.

4) Mokslinių tyrimų ir bandymų sritis
• Medžiagų mokslas: Matuoja mažų medžiagų pavyzdžių (pvz., nanomedžiagų, plonų sluoksnių medžiagų) svorį ar medžiagų svorio pokyčius tempimo ir suspaudimo metu, teikiant duomenis apie jų savybių analizę.
• Aplinkos monitoringo įranga: mikro vandens kokybės monitoriuose ir oro ėmimo įrangoje ji matuoja surinktų mėginių masę, kad apskaičiuotų teršalų koncentraciją, pavyzdžiui, atlikus svorio analizę po atmosferos dalelių surinkimo.

5) Logistikos ir prekybos sritis
• Mikro rūšiavimo sistema: išreikštų automatinio rūšiavimo linijos gale sveriamos mažos siuntos, kad būtų klasifikuojamos pagal svorį; arba bepiločių parduotuvių savitarnos kasose produktai identifikuojami sveriant (kartu su svorių duomenų baze).
• Prekybos svarstyklių įranga: tokios kaip papuošalų ir brangiųjų metalų svarstyklės, naudojamos tiksliai sverti brangenybėms, tokioms kaip auksas ir deimantai, kompaktiško dydžio, kad galėtų būti patalpintos ant prekystalio neužimdamos per daug vietos.

SANTRAUKA

Mikrosvėriniai jutikliai, kurių pagrindinė konkurencinė nauda yra „mažas dydis, didelis tikslumas ir žemas energijos suvartojimas“, įveikė tradicinių sverimo prietaisų apribojimus erdvės ir diapazono požiūriu, tiksliai tenkindami lengvojo krūvio sverimo reikalavimus medicinos, vartotojo elektronikos bei mikro gamybos srityse. Jų patogus integravimo būdas, stabilus veikimas ir racionalus kainos kontrolė ne tik skatina mikro įrenginių funkcinius patobulinimus, bet ir užtikrina patikimą palaikymą įvairioms industrijoms pasiekti „tikslumą, miniatiūrizaciją ir intelektualumą“ sverime, tampa neišskiriamą ir svarbiu šiuolaikinės jutiklių technologijos pokyčių šaka.

Išsamių detalių rodymas

Parametrai