Czujnik ważenia typu równoległego CZL638

Wprowadzenie do produktu

Równoległa belka komórkach wagowych to elementy wykrywające wrażliwe na siłę, działające na zasadzie oporu odkształcenia, z dwubiegunowym lub jednobiegunowym elastomerem jako strukturą rdzeniową. Gdy są poddawane działaniu siły, odkształcenie giętne belki powoduje zmianę oporu tensometru, która następnie jest przekształcana w standardowy sygnał elektryczny. Łączą one zalety takie jak wysoka dokładność przy małych obciążeniach, odporność na obciążenia mimośrodowe oraz wygodna instalacja, a są powszechnie stosowane w zastosowaniach pomiaru małych zakresów, sił płaskich i pomiarów wbudowanych. Poniższe szczegóły przedstawiono od wymiarów rdzeniowych, aby spełnić potrzeby produkt doboru, oceny technicznej i tworzenia rozwiązań:

1. Funkcje i cechy produktu

Kluczowe cechy

• Projekt konstrukcyjny: Zastosowano zintegrowaną konstrukcję belki równoległej (grubość belki 2 - 15 mm, długość 20 - 150 mm), z jednolitym rozkładem naprężeń skoncentrowanym w środkowej części belki, obsługującą siły wielokątne w płaszczyźnie, doskonałą odporność na obciążenia mimośrodowe (zdolność wytrzymywania mimośrodowych obciążeń płaskich w zakresie ±20% - ±30% obciążenia znamionowego) oraz brak wyraźnych martwych stref naprężeniowych.

• Wysoka precyzja: Poziomy dokładności obejmują klasy C1 - C3, modele mainstreamowe osiągają klasę C2. Błąd nieliniowości ≤ ±0,01%WK, błąd powtarzalności ≤ ±0,005%WK, dryft zera ≤ ±0,002%WK/℃, a wyższa precyzja pracy niż u podobnych czujników w zakresach małych od 0,1 kg do 500 kg.

• Materiały i ochrona: Elastomery często wykorzystują stopy aluminium (do zastosowań lekkich), stal stopową (do konwencjonalnych zastosowań przemysłowych) lub stal nierdzewną 304/316L (do zastosowań w warunkach korozyjnych), z powierzchniową obróbką anodowania, niklowania lub pasywacji; poziomy ochrony to zazwyczaj IP65/IP67, a modele przeznaczone do żywności osiągają IP68, co czyni je odpowiednimi dla różnych złożonych środowisk.

• Kompatybilność montażu: Na spodzie zapewniono ustandaryzowane otwory montażowe (otwory gwintowane lub gładkie), umożliwiające mocowanie śrubami lub za pomocą kleju. Niektóre mikro modele mogą być wbudowywane, co czyni je odpowiednimi do montażu w ciasnych przestrzeniach urządzeń wagowych stołowych i sprzętu automatycznego, a pojedyncza jednostka może spełniać wymagania ważenia na płaszczyźnie. Główne funkcje

• Pomiar siły przy małym obciążeniu: Skupia się na statycznym/półdynamicznym pomiarze lekkich obciążeń (czas reakcji ≤ 4 ms), z zakresem obejmującym 0,1 kg - 500 kg, a typowe zastosowania skupione są w zakresie 1 kg - 200 kg. Modele mikro mogą osiągać pomiar ultra-małego zakresu 0,01 kg.

• Różne typy wyjścia sygnału: Zapewnia sygnały analogowe (4-20 mA, 0-3 V, 0-5 V) i sygnały cyfrowe (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikrointeligentne modele integrują moduły kondycjonowania sygnału i mogą być bezpośrednio podłączane do mikrokontrolerów i modułów IoT.

• Funkcja ochrony bezpieczeństwa: Integruje kompensację temperatury w szerokim zakresie (-10℃ ~ 70℃), posiada ochronę przed przeciążeniem (150% - 200% nominalnego obciążenia, zazwyczaj 150% dla modeli z aluminium), a niektóre modele zawierają struktury buforowe przeciwudarowe.

• Długoterminowa stabilność: Żywotność zmęczeniowa ≥ 10⁷ cykli obciążenia, z dryftem rocznym ≤ ±0,01% FS przy nominalnym obciążeniu, odpowiedni do długotrwałych scenariuszy pracy ciągłej, takich jak supermarkety i laboratoria.

2. Główne rozwiązane problemy

• Niedostateczna precyzja w warunkach małego obciążenia: Rozwiązując problem nadmiernego błędu tradycyjnych czujników w zakresach poniżej 10 kg, dzięki zoptymalizowanemu projektowi naprężeń belki, błąd pomiaru został ograniczony do ±0,005%FS, co rozwiązuje problemy związane z wysokimi wymaganiami dotyczącymi dokładności ważenia produktów spożywczych i dawkowania leków itp.

• Nieprecyzyjny pomiar obciążenia mimośrodowego na powierzchni płaskiej: Jednolita charakterystyka rozkładu naprężeń w strukturze belki równoległej skutecznie niweluje wpływ obciążenia mimośrodowego spowodowanego przesunięciem ważonego obiektu, rozwiązując problem dokładności przy nieustalonych pozycjach umieszczania materiałów w przyrządach wagowych do blatów i urządzeniach sortujących.

• Trudności z integracją urządzenia: Kompaktowa konstrukcja i elastyczne metody montażu spełniają wymagania dotyczące wbudowanej instalacji w sprzęcie automatyzacyjnym i inteligentnych urządzeniach domowych, eliminując konieczność modyfikacji głównej konstrukcji urządzenia oraz obniżając koszty integracji.

• Słaba adaptowalność do różnych środowisk: Dzięki ulepszeniom materiału i poziomu ochrony rozwiązuje problemy uszkodzeń czujników i dryftu sygnału w warunkach wilgoci (np. ważenia w akwakulturze), korozji (np. ważenia odczynników chemicznych) oraz pyłu (np. przetwórstwo mąki).

• Presja kosztów w małym sprzęcie: Pojedynczy czujnik może spełniać wymagania ważenia płaskiego, eliminując potrzebę wielokrotnych kombinacji. Tymczasem materiał z aluminium zmniejsza wagę i koszt produktu, rozwiązując problem kontroli kosztów małych przyrządów wagowych i urządzeń elektronicznych.

3. doświadczenie użytkownika

• Skrajnie uproszczona instalacja: Standardowe otwory montażowe i powierzchnie odniesienia pozycjonowania eliminują potrzebę stosowania profesjonalnych narzędzi kalibracyjnych. Instalacja może być wykonana za pomocą zwykłego śrubokręta, przy niewielkich wymaganiach płaskości (≤0,1 mm/m), a pojedyncza osoba może wykonać uruchomienie w ciągu 10 minut. .

• Niski próg obsługi: Obsługuje jednoprzyciskowe wyzerowanie i kalibrację w jednym punkcie mierników wagowych (wymagana tylko standardowa masa równa 100% nominalnego obciążenia). Modele cyfrowe można szybko skalibrować za pomocą oprogramowania komputerowego, co pozwala na łatwe użytkowanie przez osoby nieprofesjonalne.

• Bardzo niski koszt konserwacji: Całkowicie uszczelniona konstrukcja zmniejsza przedostawanie się pyłu i wilgoci, średnia roczna awaryjność ≤0,2%. Model z aluminium jest lekki (minimalna waga tylko 5 g), łatwy do wymiany i nie wymaga demontażu dużych struktur podczas konserwacji.

• Precyzyjna informacja zwrotna dotycząca danych: Fluktuacja danych statycznych pomiaru ≤±0,003%WS, brak histerezy w scenariuszach quasi-dynamicznych. Modele cyfrowe wyposażone są w funkcję kompensacji dryftu zera, eliminując potrzebę częstej kalibracji i zapewniając wysoką stabilność danych.

• Dobra integracja i adaptowalność: Model mikro ma małą wielkość (minimalny rozmiar 20 mm × 10 mm × 5 mm), może być wbudowany w urządzenia inteligentne bez wpływu na projekt wyglądu urządzenia. Sygnał wyjściowy jest kompatybilny z popularnymi małymi sterownikami, podłącz i graj.

4. Typowe scenariusze zastosowania

1) Cywilne i handlowe urządzenia ważące o lekkim obciążeniu

• Wagi supermarketowe/elektroniczne wagi platformowe: podstawowa jednostka pomiarowa dla wag cenotwórczych 3-30 kg, z lekką konstrukcją z aluminium. Właściwość kompensacji obciążenia mimośrodowego zapewnia stałą dokładność ważenia w różnych pozycjach umieszczenia, z błędem ≤±1 g.

• Elektroniczne wagi przewozowe: urządzenia ważące 1-50 kg do przesyłek, wykonane ze stali nierdzewnej, odporne na zabrudzenia i łatwe w czyszczeniu. Stopień ochrony IP67 nadaje się do wilgotnych i pylistych środowisk punktów przesyłek, obsługuje szybkie i ciągłe ważenie.

• Waga kuchenna/waga do pieczenia: wysokodokładna waga kuchenna 0,01–5 kg, z czujnikami mikrowspółbieżnych belek osiągającymi dokładność na poziomie miligramów. Cyfrowe wyjście sygnału kompatybilne z wyświetlaczami wysokiej rozdzielczości, spełnia wymagania dotyczące precyzyjnego dawkowania składników.

2) Sprzęt do automatyzacji przemysłowej

• Wyposażenie do automatycznego sortowania: sortery wagowe w branżach spożywczej i hardware'owej, montowane pod taśmą sortującą, wykrywają rzeczywistą wagę produktu w czasie rzeczywistym i współpracują z mechanizmem sortującym, dokładność sortowania do ±0,1 g.

• Wykrywanie materiałów na liniach montażowych: wykrywanie braków materiałów na liniach montażu komponentów elektronicznych, określające braki materiałów poprzez ważenia (np. montaż baterii telefonów komórkowych), z czasem reakcji ≤4 ms dostosowanym do szybkobieżnych linii produkcyjnych.

• Kontrola dawkowania w maszynach pakujących: ważyenie dawkowe dla maszyn pakujących drobne granulki/proszki, modele o dokładności C2 zapewniają błąd wagowy na worek ≤ ±0,2%, spełniając normy metrologiczne.

3) Przemysł spożywczy i farmaceutyczny

• Ważenie składników farmaceutycznych: Ważenie surowców o małych dawkach (0,1 - 10 kg) w przemyśle farmaceutycznym, wykonane ze stali nierdzewnej 316L + certyfikowane GMP, z powierzchnią polerowaną bez martwych kątów, ułatwiającą dezynfekcję i sterylizację, dokładność ≤ ±0,01% pełnej skali.

• Ważenie produktów rybnych/mięsa: Urządzenia do ważenia i porcjowania w rzeźniach i na targowiskach z produktami rybnymi, zaprojektowane z myślą o odporności na wodę i korozję (IP68), nadające się do bezpośredniego mycia, odpowiednie dla wilgotnych środowisk pracy i bogatych w wodę warunków.

4) Sprzęt naukowy i laboratoryjny

• Ważenie w eksperymentach biologicznych: Ważenie odczynników i próbek w laboratoriach, modele o bardzo małym zakresie (0,01 - 1 kg) spełniają wysokie wymagania dotyczące precyzji w hodowlach mikroorganizmów i dozowaniu odczynników chemicznych.

• Pomiar siły w sprzęcie medycznym: Pomiar siły/masy w urządzeniach do rehabilitacji (np. dynamometry ręczne) oraz w wadze medycznej (wagi dla noworodków), z lekką konstrukcją ze stopu aluminium zapewniającą większą przenośność sprzętu i dokładnością do ±0,005%PW.

5) Intelligente urządzenia konsumenckie i urządzenia IoT

• Sprzęt AGD z funkcją inteligentnego sterowania: Wykrywanie masy prania w pralkach oraz pomiar ilości ziaren kawy w zbiornikach do kawy, z mikrowbudowanymi czujnikami umożliwiającymi inteligentne sterowanie pracą urządzeń i poprawiające komfort użytkowania.

• Peryferia IoT: Monitorowanie masy na inteligentnych półkach i inteligentnych koszach na śmieci, z niskim poborem mocy i cyfrowymi modelami wspierającymi transmisję bezprzewodową NB-IoT, dostosowanymi do scenariuszy zdalnego zarządzania przez IoT.

5. Instrukcja użytkowania (praktyczny przewodnik)

1) Proces instalacji

• Przygotowanie: Oczyść powierzchnię montażową (usuwając plamy oleju i zadziory), sprawdź wygląd czujnika (brak odkształcenia korpusu belki i uszkodzeń kabla) oraz dobierz odpowiednie śruby montażowe zgodnie z zakresem (nie używaj wysokowytrzymałych śrub w modelach z aluminium).

• Pozycjonowanie i mocowanie: Zainstaluj czujnik poziomo na powierzchni nośnej, zapewniając, że obciążenie działa pionowo dokładnie nad korpusem belki (unikaj oddziaływań bocznych); dokręć śruby kluczem dynamometrycznym (5–10 N·m dla modeli z aluminium, 10–20 N·m dla stali stopowej), aby zapobiec uszkodzeniu korpusu belki przez nadmierne dokręcenie.

• Zasady okablowania: Dla sygnałów analogowych przestrzegaj kolejności "czerwony – zasilanie +, czarny – zasilanie –, zielony – sygnał +, biały – sygnał –"; dla sygnałów cyfrowych podłącz zgodnie z definicją pinów; podczas okablowania w mikromodelach unikaj naciągania kabla, zaleca się pozostawienie 5 cm zapasu długości.

• Ochrona i konserwacja: W wilgotnym środowisku uszczelnij złącze kablowe taśmą wodoodporną; w przemyśle spożywczym natychmiast po użyciu oczyść powierzchnię czujnika, aby uniknąć korozji spowodowanej resztkami materiałów.

2) Kalibracja i uruchomienie

• Kalibracja zera: Włącz zasilanie i nagrzej przez 10 minut, wykonaj polecenie „kalibracja zera”, upewnij się, że wartość wyjściowa przy zerze mieści się w zakresie ±0,001%FS; jeśli odchylenie jest zbyt duże, sprawdź, czy powierzchnia montażowa jest płaska.

• Kalibracja obciążenia: Umieść standardowy ciężar odpowiadający 100% nominalnego obciążenia (dla małych zakresów użyj ciężarków wzorcowych), zanotuj wartość sygnału wyjściowego i skoryguj błąd za pomocą miernika lub oprogramowania, zapewniając, że błąd ≤ dopuszczalnej wartości odpowiedniego poziomu dokładności (poziom C2 ≤ ±0,01%FS).

• Test obciążenia mimośrodowego: Umieść ten sam ciężar w różnych miejscach powierzchni nośnej czujnika, obserwuj spójność wskazań, a odchylenie powinno być ≤ ±0,02%FS; w przeciwnym razie należy dostosować poziom ustawienia.

3) Konserwacja rutynowa

• Regularne przeglądy: Czyść powierzchnię czujnika co tydzień, sprawdzaj luzy w połączeniach przewodów co miesiąc; kalibruj urządzenia ważące w supermarkecie co kwartał, a sprzęt laboratoryjny co miesiąc.

• Obsługa błędów: Gdy występuje dryft danych, najpierw sprawdź napięcie zasilania (stabilne w zakresie 5–24 V DC, zazwyczaj 5 V w modelach mikro); gdy odczyt jest nieprawidłowy, sprawdź przeciążenie (modele ze stopu aluminium są narażone na trwałe odkształcenia przy przeciążeniu) i w razie potrzeby wymień czujnik.

6. Metoda doboru (dokładne dopasowanie wymagań)

1) Określenie parametrów podstawowych

• Dobór zakresu: Wybierz model o zakresie 1,2–1,4 razy większym od rzeczywistej maksymalnej masy (np. przy maksymalnej wadze 10 kg można dobrać czujnik 12–14 kg) i unikaj nadmiernego zakresu w przypadku małych obciążeń, aby zapobiec niewystarczającej dokładności.

• Klasa dokładności: Dla zastosowań laboratoryjnych/medycznych wybierz klasę C1 (błąd ≤ ±0,005%WS), dla metrologii przemysłowej klasę C2 (błąd ≤ ±0,01%WS), a dla przyrządów wagowych użytku cywilnego klasę C3 (błąd ≤ ±0,02%WS).

• Typ sygnału: Dla urządzeń ważących cywilnych wybierz sygnał analogowy (0–5 V), dla urządzeń inteligentnych sygnał cyfrowy (I2C/RS485), a dla zastosowań IoT modele z modułami bezprzewodowymi.

2) Dobór według odporności na warunki środowiskowe

• Temperatura: Wybierz modele zwykłe do standardowych warunków (-10°C~60°C), odporne na niskie temperatury do zastosowań chłodniczych (-20°C~0°C) oraz z kompensacją wysokiej temperatury do warunków o wysokiej temperaturze (60°C~80°C).

• Średnica: Wybierz stop aluminium dla suchych środowisk, stal nierdzewną 304 dla wilgotnych/żywnościowych gałęzi przemysłu oraz stal nierdzewną 316L dla środowisk chemicznie korozyjnych.

• Klasa ochrony: ≥IP65 dla suchych wnętrz, ≥IP67 dla wilgotnych/umiejscowionych miejsc mycia oraz ≥IP68 dla zanurzonych lub silnie korozyjnych środowisk.

3) Montaż i kompatybilność systemu

• Sposób montażu: Wybierz mocowanie śrubowe dla urządzeń stołowych, wbudowane dla inteligentnych urządzeń; w przypadkach ograniczonej przestrzeni preferowane są mikromodele o długości ≤30 mm.

• Kompatybilność: Upewnij się, że napięcie zasilania i typ sygnału czujnika są zgodne z kontrolerem, a w przypadku mikromodeli sprawdź definicje pinów, aby uniknąć błędów podłączenia, które mogą spowodować uszkodzenie modułu.

4) Potwierdzenie dodatkowych wymagań

• Wymagania certyfikacyjne: Przemysł spożywczy i farmaceutyczny wymaga certyfikatów FDA/GMP, scenariusze pomiarowe wymagają certyfikatu CMC, a produkty wywożone — certyfikatu OIML.

• Cechy szczególne: wybierz modele z czasem reakcji ≤3 ms do sortowania wysokoprędkościowego, modele z IoT z prądem stanu czuwania ≤10 μA do scenariuszy niskich mocy oraz modele zintegrowane bez gwintów i martwych stref dla zastosowań higienicznych.

Podsumowanie

Komórkę obciążeniową o wiązce równoległej charakteryzują podstawowe zalety takie jak „wysoka dokładność przy małym obciążeniu, płaskie antywypadkowe obciążenie i wygodna integracja”, które rozwiązują głównie problemy związane z dokładnym ważeniem w małym zakresie, niecentralnym obciążeniem materiału oraz wbudowaniem urządzeń. Doświadczenie użytkownika koncentruje się na prostym użytkowaniu, braku potrzeby serwisowania oraz kontrolowanych kosztach. Przy doborze modelu należy najpierw ustalić cztery podstawowe wymagania: zakres, dokładność, przestrzeń instalacyjna i środowisko pracy, a następnie podjąć decyzję uwzględniając kompatybilność systemu i dodatkowe funkcje; w trakcie użytkowania należy unikać przeciążeń i uderzeń bocznych oraz ściśle przestrzegać procedur regularnej kalibracji, aby zapewnić długotrwałą i stabilną pracę. Nadaje się do przyrządów ważących przy niewielkim obciążeniu, sprzętu automatycznego, przemysłu spożywczego i farmaceutycznego itp., stanowi optymalne rozwiązanie sensoryczne dla scenariuszy ważenia o małym zakresie i na płaszczyźnie.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry