Cantilever-balk weegsensor CZL803

De cantileverbalk belastingscel is een krachtgevoelig detectie-element dat is gebaseerd op het weerstandsdeformatieprincipe, met als kernstructuur een aan één uiteinde vastgemaakte en aan het andere uiteinde vrijhangende elastische lichaam in de vorm van een cantileverbalk. Wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend, veroorzaakt de buigende vervorming van de balk dat de rekstrookjes weerstandsveranderingen genereren, die vervolgens worden omgezet in genormaliseerde elektrische signalen. Het combineert voordelen zoals een middellange belastbaarheid, flexibele installatieruimte en hoge slagvastheid, en wordt veel gebruikt in toepassingen met geconcentreerde krachten bij middelgrote en lage belastingen, zoals industriële opslagtanks, weegplatforms en bandweegschalen. Hieronder volgt een gedetailleerde uitleg vanaf de kernaspecten om aan de behoeften te voldoen. productselectie, technische beoordeling en oplossingsontwikkeling:

1. Producteigenschappen en kernfuncties

Kernfuncties

1) Constructie: Keurt een geïntegreerde cantileverbalkstructuur aan (balkdikte 8 - 50 mm, lengte 50 - 300 mm), met meerdere sets montagegaten aan het vaste uiteinde om de stabiliteit te verbeteren. De spanning bij het belaste uiteinde is geconcentreerd in het midden van de balk, geschikt voor meting van verticale neerwaartse puntlasten, met uitstekende slagvastheid (kan een momentane schokbelasting van 200% - 300% van de nominale belasting weerstaan) en hoge efficiëntie in spanningsoverdracht.

2) Precisieprestaties: De nauwkeurigheidsklasse varieert van C3 tot C6, waarbij de gangbare modellen C3 bereiken. Niet-lineariteitsfout ≤ ±0,02%WS, herhaalbaarheidsfout ≤ ±0,01%WS, nulafdrift ≤ ±0,003%WS/℃, en de stabiliteit van de nauwkeurigheid is beter dan die van vergelijkbare sensoren in middelgrote toepassingen van 50 kg - 5 ton.

3) Materialen en bescherming: De elastische behuizing gebruikt doorgaans gelegeerd staal (Q235, 40CrNiMoA) of roestvrij staal 304/316L, waarbij het oppervlak is behandeld met stralen en ontroesten + nikkelplating (gelegeerd staal) of passivering (roestvrij staal); de beschermklasse is doorgaans IP66/IP67, en industriële zware modellen kunnen IP68 bereiken, geschikt voor complexe industriële omgevingen zoals stof en vochtigheid.

4) Installatieverenigbaarheid: De vaste zijde ondersteunt boutbevestiging of lassen, en de belaste zijde kan worden aangesloten via schroefdraad, flenzen of drukkoppen, geschikt voor installatie op meerdere posities aan de onderkant, zijkant, enz. van apparatuur. Enkele of meerdere eenheden kunnen parallel worden gebruikt, met hoge combinatieflexibiliteit.

Kernfuncties

1) Krachtmeting op middellange afstand: Gericht op statische/quasi-dynamische weging van middelzware en lichte belastingen (reactietijd ≤ 7 ms), met een bereik van 50 kg - 20 ton, waarbij de typische toepassingen voornamelijk liggen tussen 1 ton en 10 ton. Sommige zware modellen kunnen worden uitgebreid tot 50 ton, waarmee aan de eisen van de meeste industriële middelzware toepassingen wordt voldaan.

2) Gestandaardiseerde signaaluitgang: Levering van analoge signalen (4 - 20 mA, 0 - 5 V, 0 - 10 V) en digitale signalen (RS485/Modbus RTU), en sommige industriële modellen ondersteunen het HART-protocol, waardoor directe aansluiting op PLC's, DCS-systemen en wegingsbeheersystemen mogelijk is zonder extra signaalconditioneringsmodules.

3) Veiligheidsbescherming: Geïntegreerde temperatuurcompensatie voor breed temperatuurbereik (-20 ℃ ~ 80 ℃), bevat overbelastingsbeveiliging (150% - 250% van de nominale belasting, met RVS-modellen tot 300%), explosieveilige modellen zijn gecertificeerd volgens Ex d IIB T4/Ex ia IIC T6, en sommige modellen zijn uitgerust met kabels die bestand zijn tegen losscheuren.

4) Langdurige betrouwbaarheid: Vermoeiingslevensduur ≥ 10⁶ belastingscycli, met een jaarlijkse drift van ≤ ±0,015%WS onder nominale belasting, geschikt voor langdurige continu bedrijfssituaties zoals industriële productielijnen en tankmonitoring.

2. Kernproblemen die worden opgelost

1) Moeilijkheden bij installatie aan de rand van apparatuur: Om de beperking van traditionele sensoren die symmetrische installatie vereisen op te lossen, kan de "één uiteinde vast"-constructie van de cantileverbalk rechtstreeks worden geïnstalleerd op de onderste rand van de apparatuur of de zijkant van de steun, waardoor het probleem van onvoldoende installatieruimte in het midden van apparatuur zoals silo's en weegplatforms wordt opgelost.
2) Meting van geconcentreerde belasting in middelbereik: In het middelbereik van 1t - 10t wordt, dankzij het geoptimaliseerde ontwerp van balkspanning, de meetfout bij geconcentreerde belasting beperkt tot ±0,02%WS, wat voldoet aan de nauwkeurigheidseisen voor middelzware toepassingen zoals industriële dosering en afweging van eindproducten.

3) Beschadiging door dynamische stootbelasting: De buffervervormingseigenschappen van het elastomeer van de kantelbalk kunnen effectief de plotselinge schokken opnemen die worden veroorzaakt door het vallen van materialen en trillingen van apparatuur, waardoor de problemen van gemakkelijke beschadiging en nauwkeurigheidsafdrifting van traditionele sensoren in dynamische situaties worden opgelost.

4) Weegmethode met meerdere sensoren gecombineerd: De sensoren hebben een goede consistentie (fout ≤ ±0,01% BB voor dezelfde productiebatch), ondersteunen 2 tot 4 parallelle combinatieweegsystemen, en lossen daarmee de problemen van gewichtssuperspositie en uniformiteit van nauwkeurigheid op bij toepassingen met verdeelde krachten, zoals grote platformweegschalen en silo's.

5) Aanpassing aan zware industriële omgevingen: Door het gebruik van versterkt gelegeerd staal en het ontwerp met beschermingsklasse IP67 of hoger, worden de problemen van sensorcorrosie en signaalafwijkingen in stoffige omgevingen (zoals mijnen), vochtige omgevingen (zoals chemische industrie) en licht corrosieve omgevingen (zoals galvaniseren) opgelost.

3. gebruikerservaring

1) Hoge flexibiliteit bij installatie: De genormaliseerde bevestigingsgaten aan het vaste uiteinde zijn compatibel met diverse apparatuurstructuren, waardoor geen professionele positioneerhulpmiddelen nodig zijn. Installatie en kalibratie kunnen worden uitgevoerd met behulp van een waterpas, en één persoon kan de bevestiging en bedrading van een enkele sensor binnen 20 minuten voltooien.

2) Eenvoudige bediening en kalibratie: Ondersteunt één-toets nulpuntstelling op het weeginstrument; het driepuntskalibratieproces (25%, 50%, 100% van de nominale belasting) is geschikt voor middellange toepassingen; het digitale model kan parameterconfiguratie en kalibratie op afstand voltooien via de hostcomputer-software.

3) Beheersbare onderhoudskosten: De volledig gesloten constructie vermindert stofinfiltratie, met een gemiddelde jaarlijkse foutfrequentie ≤ 0,5%; de belangrijkste componenten ( rekstrookjes , terminals) zijn afzonderlijk verpakt, en lokale fouten kunnen afzonderlijk worden gerepareerd zonder dat een volledige vervanging nodig is.

4) Stabiele datafeedback: Statische meetgegevensfluctuatie ≤ ±0,005%WS, reageert snel zonder vertraging in quasi-dynamische scenario's (zoals bandtransporteur); het digitale model heeft een ingebouwde foutdiagnosefunctie die realtime waarschuwingen geeft bij afwijkingen zoals overbelasting en ondervoltage.

5) Sterke combinatieaanpasbaarheid: Bij parallelle aansluiting van meerdere sensoren ondersteunt het automatische beladingsverdeling, waardoor geen extra verdeelbalk nodig is. Het past aan de ontwerpeisen van weegplatforms en silo's van verschillende maten en vermindert de complexiteit van systeemintegratie.

4. Typische toepassingsscenario's

1) Wegen van industriële silo's/hoppers
• Tanks voor chemische grondstoffen: Wegen van opslagtanks van 1 - 10 ton voor chemische grondstoffen, 2 - 4 cantileverbalksensoren zijn symmetrisch geïnstalleerd op de tankonderbeugel. Het gelegeerde staalmateriaal is corrosiebestendig, de IP67-bescherming is geschikt voor de vochtige omgeving in de werkplaats en de nauwkeurigheid van ±0,02%WS zorgt voor accurate inventarismeting.
• Voer-/meelbunkers: Wegen van doseringsbunkers in de graanverwerkende industrie; sensoren zijn geïnstalleerd op de steunpoten onderaan de bunker. Het anti-impact ontwerp weerstaat de klap van vallend materiaal en werkt samen met het regelsysteem om nauwkeurige dosering te realiseren.

2) Wegen met bandweegschalen/transportbanden
• Industriële riemschalen: Wegen van strooimateriaaltransportbanden in mijnen en elektriciteitscentrales, sensoren zijn geïnstalleerd op de looprolbeugel, dragen de gecombineerde belasting van de band en materialen, met een responstijd ≤ 7 ms, geschikt voor continue transportscenario's, en een meetnauwkeurigheid van ±0,1%.

• Transportband: Gebruikt voor inline-wegen en sorteren in de elektronica- en voedingsindustrie. Sensoren zijn ingebed onderaan de transportband om het gewicht van producten in real-time te detecteren en communiceren met het sorteermechanisme. De middellange nauwkeurigheid voldoet aan de behoeften van massaproductie.

3) Weegbruggen en weegplaten voor kleine en middelgrote vrachtwagens

• Werkplaatsplatformweegschaal: 1-5 ton werkplaatsomzetplatformweegschaal. Vier afschuifbalksensoren zijn geïnstalleerd op de vier hoeken van het weegschaallichaam. Het vaste uiteinde is vastgemaakt aan de grond, en het belastbare uiteinde draagt de last van het weegschaallichaam. De anti-excentrische belastingscapaciteit zorgt voor constante weegnauwkeurigheid op verschillende posities.

• Vorkheftruckweegschaal: Draagbare weeginrichting voor vorkheftrucks. Sensoren zijn geïnstalleerd op de vorkheftruckvorkdrager om de verticale last van de goederen te dragen. Het gelegeerde staalmateriaal is stootvast, geschikt voor dynamische weegvereisten tijdens vorkheftruckoperaties.

4) Krachtregeling van automatiseringsapparatuur

• Drukmonitoring van persapparatuur: Drukregeling van kleine persmachines. Sensoren zijn geïnstalleerd tussen het pershoofd en het machinelichaam om realtime feedback te geven van de perskracht, waardoor matrijsschade door overbelasting wordt voorkomen. Een nauwkeurigheid van ±0,01%WS garandeert de perskwaliteit.

• Krachtregeling van robotassemblage: Drukmonitoring tijdens het assemblageproces van industriële robots. Schuifbuis-sensoren zijn geïntegreerd aan het uiteinde van de robotarm om de assemblagedruk te detecteren en de kracht van de beweging aan te passen, geschikt voor de assemblage van auto-onderdelen en elektronische componenten.

5) Toepassingen in speciale industrieën

• Ontploffingsveilige toepassingen: Ontploffingsveilige weegapparatuur voor de kolenmijn- en olie- en gasindustrie. Ex d IIB T4 ontploffingsveilige schuifbuis-sensoren worden gebruikt en geïnstalleerd in ontploffingsveilige weegbehuizingen om te voldoen aan de veiligheidseisen in explosieve omgevingen.

• Corrosieve omgevingen: Weegapparatuur voor de galvaniserings- en chemische industrie. Sensoren gemaakt van RVS 316L met oppervlaktepassivatie zijn bestand tegen corrosie door zuren en alkaliën, geschikt voor toepassingen zoals concentratiebepaling van galvaniseeroplossingen en het wegen van chemische reagentia.

5. Gebruiksaanwijzing (praktische handleiding)

1) Installatieprocedure

• Voorbereiding: Reinig het installatieoppervlak (zorg ervoor dat het vlak is, vrij van olie en dat de vlakheidstolerantie ≤0,1 mm/m bedraagt), controleer het uiterlijk van de sensor (geen vervorming van het balklichaam en geen beschadiging van de kabel) en selecteer montagebouten volgens M12-M24 specificatie op basis van het bereik.

• Positionering en bevestiging: Bevestig het vaste uiteinde van de sensor met bouten aan de apparatuurbeugel, zorg ervoor dat deze stevig vastzit zonder losheid; het belaste uiteinde moet passen bij de dragende constructie, zodat de belasting verticaal op het balklichaam werkt, waardoor zijwaartse en wringkrachten worden vermeden.

• Bedradingsspecificatie: Bij analoge signalen geldt de bedradingsregel "rood - voeding +, zwart - voeding -, groen - signaal +, wit - signaal -"; bij digitale signalen dient te worden aangesloten volgens de overeenkomstige pinnen van het Modbus-protocol; de bedrading dient zich op een afstand van ≥15 cm te bevinden van sterke interferentiebronnen zoals frequentie-omvormers.

• Bescherming: Bij installatie buitenshuis dient een regenafdekking te worden toegevoegd; in een vochtige omgeving moeten de kabelaansluitingen worden afgedicht met een waterdichte aansluitdoos; in een corrosieve omgeving moet een speciale anti-corrosiecoating worden aangebracht op het niet-dragende oppervlak van de sensor.

2) Kalibratie en afstellen

• Nulcalibratie: Schakel de stroom in en warm de sensor 30 minuten voor, voer vervolgens het 'nulcalibratie'-commando uit om ervoor te zorgen dat de nuloutput binnen het bereik van ±0,002%FS ligt. Als de afwijking te groot is, controleer dan of de installatie stevig is en of er zijwaartse krachten aanwezig zijn.

• Belastingscalibratie: Plaats achtereenvolgens standaardgewichten van 25%, 50% en 100% van de nominale belasting, noteer de uitgangssignaalwaarden bij elk punt, corrigeer de lineaire fout via kalibratiesoftware, en zorg ervoor dat de fout bij elk belastingspunt ≤ de toelaatbare waarde van klasse C3 (±0,02%FS) is.

• Lineaire test: Selecteer uniform 5 testpunten binnen het meetbereik om de lineariteit van het uitgangssignaal te verifiëren. De lineaire fout dient ≤ ±0,015%WS te zijn om de stabiliteit van de volledige schaalnauwkeurigheid in het middenbereik te waarborgen.

3) Regelmatig onderhoud

• Regelmatige inspectie: Maandelijks het stof en de olie van het sensorsoppervlak reinigen, de aanhaakspanning van de bevestigingsbouten controleren; eenmaal per kwartaal nulpuntskalibratie uitvoeren en jaarlijks volledige schaal- en prestatietesten uitvoeren.

• Storinghantering: Wanneer gegevens afdrijven, controleer eerst de voedingsspanning (stabiel bij 12-24V DC); wanneer de meting abnormaal is, controleer op overbelasting (meer dan 300% van de nominale belasting kan schade veroorzaken) of balkvervorming, en vervang de sensor indien nodig.

6. Selectiemethode (precies afgestemd op vereisten)

1) Bepaling van kernparameters

• Bereikselectie: Kies een model met een bereik van 1,3-1,6 maal de daadwerkelijke maximale belasting (bijvoorbeeld voor een maximale belasting van 5t kan een sensor van 6,5-8t worden gekozen) om ruimte te houden voor stootbelasting en veiligheidsmarge.

• Nauwkeurigheidsklasse: Kies klasse C3 (fout ≤ ±0,02%WS) voor industriële metrologie, klasse C6 (fout ≤ ±0,03%WS) voor algemene monitoring, en een model van klasse C3 met een responstijd ≤ 7 ms voor dynamisch wegen.

• Signaaltype: Kies analoge signalen (4-20mA) voor traditionele besturingssystemen, digitale signalen (RS485) voor intelligente systemen, en modellen met draadloze transmissiemodules voor industriële IoT-scenario's.

2) Keuze op basis van milieu-aanpassingsvermogen

• Temperatuur: Kies standaardmodellen voor normale toepassingen (-20°C~60°C), modellen met hoge-temperatuurcompensatie voor hoge-temperatuurscenario's (60°C~120°C), en koudebestendige modellen voor lage-temperatuurscenario's (-40°C~-20°C).

• Medium: Kies gelegeerd staal (vernikkeld) voor droge omgevingen, RVS 304 voor vochtige/licht corrosieve omgevingen, en RVS 316L voor sterk corrosieve omgevingen (zuur-basissoplossingen).

• Beveiligingsklasse: ≥IP66 voor binnen droge omgevingen, ≥IP67 voor buiten/vochtige omgevingen en ≥IP68 voor onderwater- of stofintensieve omgevingen.

3) Installatie en systeemcompatibiliteit

• Montagemethode: Kies boutbevestiging voor onderkantinstallatie van apparatuur, flensverbinding voor zijinstallatie; wanneer meerdere sensoren worden gebruikt in een weegsysteem, kies digitale modellen die adrescodering ondersteunen om signaalconflicten te voorkomen.

• Compatibiliteit: Controleer of het sensorsignaal overeenkomt met het communicatieprotocol van de bestaande meter/PLC. Kies bijvoorbeeld voor Siemens PLC modellen die het Profibus-protocol ondersteunen om de integratie te vereenvoudigen.

4) Bevestiging van aanvullende eisen

• Certificeringsvereisten: Voor explosiegevaarlijke omgevingen is een overeenkomstige explosiebeveiligingsklasse vereist (Ex d I voor mijnen, Ex ia IIC T6 voor chemische industrie), voor meettoepassingen is CMC-certificering vereist en voor exportproducten is OIML-certificering vereist.

• Bijzondere kenmerken: Voor dynamisch wegen dient een slagvaste versterkte type (stootbelasting ≥300%FS) te worden gekozen; voor afstandsbediening dient een model met een NB-IoT/LoRa-module te worden gekozen; voor hoge-temperatuursomstandigheden dient een speciaal model met een temperatuurcompensatiechip te worden geselecteerd.

Samenvatting

De cantilever balk belastingscel heeft kernvoordelen van "precisie in het middelste bereik, flexibele installatie en hoge slagvastheid", en lost voornamelijk problemen op zoals randinstallatie van apparatuur, meting van geconcentreerde belasting en bescherming tegen dynamische schokken in industriële toepassingen met middelzware belasting. De gebruikerservaring richt zich op gemakkelijke installatie, onderhoudsvrij gebruik en goede systeemcompatibiliteit. Bij het kiezen van een model moet eerst duidelijkheid zijn over de vier kernvereisten: meetbereik, nauwkeurigheid, installatielocatie en omgeving, waarna de keuze gemaakt dient te worden op basis van systeemcompatibiliteit en aanvullende functies; tijdens het gebruik dienen zijdelingse krachten en overbelasting vermeden te worden, en moeten regelmatige kalibratieprocedures strikt worden nageleefd om een langdurig stabiele werking te garanderen. Het is geschikt voor industriële materiaalvaten, bandweegschalen, kleine en middelgrote weeginstrumenten en andere toepassingen, en vormt de gangbare sensorsoplossing voor industriële weegtoepassingen met lage tot middelzware belasting.