Czujnik ważenia belkowy równoległy CZL649D

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. Cechy i funkcje produktu

Kluczowe cechy

• Projekt strukturalny : Zastosowano zintegrowaną konstrukcję belek równoległych (grubość belki 2-15 mm, długość 20-150 mm), z równomiernym rozkładem naprężeń skoncentrowanym w środkowej części belki, wspierającą siły przyłożone pod różnymi kątami w płaszczyźnie, doskonałą odporność na obciążenia mimośrodowe (może wytrzymać mimośrodowe obciążenia w płaszczyźnie na poziomie ±20%–±30% obciążenia znamionowego) oraz brak wyraźnych martwych stref naprężeniowych.

• Wysoka precyzja: Poziomy dokładności obejmują zakres C1–C3, z dominującymi modelami osiągającymi klasę C2. Błąd nieliniowości ≤±0,01%WK, błąd powtarzalności ≤±0,005%WK, dryft zera ≤±0,002%WK/℃, a dokładność pracy lepsza niż u podobnych czujników w zakresach małych od 0,1 kg do 500 kg.

• Materiały i ochrona: Elastomery wykonane są zazwyczaj z aluminium (dla zastosowań lekkich), stali stopowej (do ogólnych zastosowań przemysłowych) lub stali nierdzewnej 304/316L (do warunków agresywnych), z powłoką ochronną w postaci anodowania, niklowania lub pasywacji; stopień ochrony wynosi zazwyczaj IP65/IP67, a dla modeli przeznaczonych do przetwórstwa żywności nawet IP68, co czyni je odpowiednimi dla różnych, trudnych warunków środowiskowych.

• Kompatybilność montażu: Na dole znajdują się ustandaryzowane otwory montażowe (otwory gwintowane lub gładkie), obsługujące mocowanie za pomocą śrub lub instalację przy użyciu kleju. Niektóre mikromodelle mogą być montowane w sposób wbudowany, co czyni je odpowiednimi dla wąskich przestrzeni montażowych przyrządów wagowych do montażu na biurku i urządzeń automatycznych, a pojedyncza jednostka może spełniać wymagania związane z ważeniem płaskim.

Podstawowe funkcje

• Pomiar siły przy małym obciążeniu: Skupia się na statycznym/półdynamicznym ważeniu lekkich obciążeń (czas reakcji ≤4 ms), z zakresem obejmującym 0,1 kg–500 kg, a typowe zastosowania koncentrują się w zakresie 1 kg–200 kg. Mikromodelle mogą realizować pomiar w bardzo małym zakresie aż do 0,01 kg.

• Różne typy wyjścia sygnału: Dostarcza sygnały analogowe (4–20 mA, 0–3 V, 0–5 V) oraz sygnały cyfrowe (RS485/Modbus RTU, I2C). Inteligentne mikromodelle 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% obciążenia znamionowego, zazwyczaj 150% dla modeli z aluminium), a niektóre modele zawierają struktury buforowe przeciwudarowe.

• Długoterminowa stabilność: Żywotność zmęczeniowa ≥10⁷ cykli obciążenia, z roczną dryftą ≤±0,01%FS przy obciążeniu znamionowym, odpowiednia do długotrwałych scenariuszy pracy ciągłej, takich jak supermarkety i laboratoria.

2. Główne rozwiązane problemy

• Niedostateczna precyzja w warunkach małego obciążenia: W celu rozwiązania problemu nadmiernego błędu tradycyjnych czujników w zakresach poniżej 10 kg, dzięki zoptymalizowanemu projektowi naprężeń belki, błąd pomiaru został ograniczony do ±0,005%FS, rozwiązując problemy związane z dokładnym ważeniem żywności, liczbowym dawkowaniem leków oraz innymi wymagającymi wysokiej precyzji zastosowaniami.

• Nieprecyzyjny pomiar obciążenia mimośrodowego na powierzchni płaskiej: Jednolity rozkład naprężeń charakterystyczny dla konstrukcji belki równoległej skutecznie niweczy wpływ obciążenia mimośrodowego spowodowanego przesunięciem ważonego obiektu, rozwiązując problem dokładności w przypadku niestacjonarnych pozycji umieszczania materiału w przyrządach do ważenia stołowego 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 rozwiązano problemy takie jak uszkodzenie czujnika i dryft sygnału w warunkach wilgoci (np. ważenia w akwakulturze), korozji (np. ważenia odczynników chemicznych) oraz kurzu (np. przetwarzanie mąki).

• Presja kosztów w małych urządzeniach: Pojedynczy czujnik może spełniać wymagania związane z ważeniem na płaszczyźnie, eliminując potrzebę stosowania wielu czujników w połączeniu. Jednocześnie materiał z aluminium zmniejsza wagę i koszt produktu, rozwiązuje problem kontroli kosztów w małych przyrządach do ważenia i elektronice użytkowej.

3. doświadczenie użytkownika

• Skrajnie uproszczona instalacja: Standardowe otwory montażowe i powierzchnie odniesienia pozycjonowania eliminują potrzebę stosowania profesjonalnych narzędzi kalibracyjnych. Montaż można wykonać za pomocą zwykłego śrubokręta, przy niewielkich wymaganiach płaskości (≤0,1 mm/m), a konfigurację jednej osoby można ukończyć w ciągu 10 minut.

• Niski próg obsługi: Obsługuje jednoprzyciskowe wyzerowanie i kalibrację w jednym punkcie mierników wagowych (wymagana tylko standardowa masa wynosząca 100% nominalnego obciążenia). Modele cyfrowe można szybko skalibrować za pomocą oprogramowania komputerowego, a osoby niebędące specjalistami mogą łatwo z nich korzystać.

• Bardzo niski koszt konserwacji: Całkowicie uszczelniona konstrukcja ogranicza przedostawanie się kurzu i wilgoci, roczna średnia awaryjność wynosi ≤0,2%. Model z aluminium jest lekki (minimalnie tylko 5 g), łatwy w wymianie i nie wymaga demontażu dużych struktur podczas konserwacji.

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

• Dobra przystosowalność integracji: 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 do przesyłek: urządzenia ważące 1-50 kg do przesyłek, ze stali nierdzewnej, odpornej na zabrudzenia i łatwej w czyszczeniu. Stopień ochrony IP67 nadaje się do wilgotnych i pylistych środowisk w punktach przesyłek, obsługując szybkie i ciągłe ważenia.

• Wagi kuchenne/wagi do pieczenia: precyzyjne wagi kuchenne 0,01-5 kg, z czujnikami mikro równoległej belki zapewniającymi dokładność na poziomie miligramów. Cyfrowe wyjście sygnału kompatybilne z wyświetlaczami wysokiej rozdzielczości, spełniające wymagania dotyczące dokładnego dawkowania składników.

2) Sprzęt do automatyzacji przemysłowej

• Sprzęt do automatycznego sortowania: sortery wagowe w przemyśle spożywczym i metalowym, montowane pod taśmą sortującą, wykrywają masę produktu w czasie rzeczywistym i współpracują z mechanizmem sortującym, z dokładnością sortowania do ±0,1 g.

• Wykrywanie materiałów na liniach montażowych: wykrywanie braków materiałów na liniach montażu komponentów elektronicznych poprzez ważenie (np. montaż baterii telefonów komórkowych), z czasem reakcji ≤4 ms, odpowiedni dla szybkobieżnych linii produkcyjnych.

• Kontrola dawkowania w maszynach pakujących: dawkowanie wagowe dla maszyn pakujących drobne granulki/proszki, modele o dokładności C2 zapewniające błąd wagi na worek ≤ ±0,2%, zgodne z wymogami metrologii.

3) Przemysł spożywczy i farmaceutyczny

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

• Ważenie produktów rybołówstwa/mięsa: urządzenia do cięcia i ważenia w rzeźniach i na targowiskach produktów morskich, z konstrukcją wodoodporną i odporną na korozję (IP68), nadające się do bezpośredniego mycia, odpowiednie dla wilgotnych środowisk pracy i bogatych w wodę.

4) Sprzęt naukowy i badawczy

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

• Pomiar siły w sprzęcie medycznym: Pomiar siły/masy w urządzeniach rehabilitacyjnych (takich jak dynamometry do rąk) i wadze medycznej (wagi niemowlęce), z lekką konstrukcją ze stopu aluminium ułatwiającą przenośność sprzętu, dokładność do ±0,005%WS. 5. Inteligentne 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.

• Terminaly IoT: monitorowanie masy inteligentnych półek i inteligentnych koszy na śmieci, z niskim poborem mocy i cyfrowymi modelami obsługującymi transmisję bezprzewodową NB-IoT, odpowiednie dla 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: ustaw czujnik poziomo na powierzchni nośnej, zapewniając, że obciążenie działa pionowo nad korpusem belki (unikaj oddziaływania bocznego); 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.

• Specyfikacja okablowania: Dla sygnałów analogowych postępuj zgodnie z zasadą „czerwony – zasilanie +, czarny – zasilanie –, zielony – sygnał +, biały – sygnał –”; dla sygnałów cyfrowych podłącz zgodnie z definicją pinów; podczas okablowania mikromodeli unikaj ciągnięcia 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 rozgrzej przez 10 minut, wykonaj polecenie „kalibracja zera”, upewnij się, że sygnał wyjściowy na zerze mieści się w zakresie ±0,001%WS. Jeżeli odchylenie jest zbyt duże, sprawdź, czy powierzchnia montażowa jest płaska.

• Kalibracja obciążeniowa: Umieść standardowy ciężar odpowiadający 100% nominalnego obciążenia (w przypadku małych zakresów użyj ciężarków wzorcowych), zapisz wartość sygnału wyjściowego, skoryguj błąd za pomocą miernika lub oprogramowania i upewnij się, że błąd ≤ dopuszczalnej wartości odpowiadającego poziomu dokładności (dla klasy C2 ≤ ±0,01%WS).

• Test obciążenia mimośrodowego: Umieść tę samą masę w różnych pozycjach na powierzchni nośnej czujnika, obserwuj spójność odczytów, a odchylenie powinno być ≤ ±0,02% WS; w przeciwnym razie należy dostosować poziom ustawienia.

3) Konserwacja codzienna

• Regularne przeglądy: Czyść powierzchnię czujnika co tydzień, sprawdzaj co miesiąc stan połączeń kablowych; kalibruj wagę supermarketową co kwartał, a sprzęt laboratoryjny co miesiąc.

• Obsługa usterek: Najpierw sprawdź napięcie zasilania, gdy występuje dryft danych (stabilne napięcie 5–24 V DC, zazwyczaj 5 V dla modeli mikro); sprawdź nadmiar obciążenia, gdy odczyt jest nieprawidłowy (modele aluminiowe są narażone na trwałe odkształcenia przy przeciążeniu) i w razie potrzeby wymień czujnik.

6. Metoda doboru (precyzyjne dopasowanie wymagań)

1) Określenie parametrów podstawowych

• Zakres pomiarowy: Wybierz zgodnie z 1,2–1-krotnością rzeczywistej maksymalnej masy (np. przy maksymalnej masie 10 kg, wybierz czujnik 12–14 kg), aby uniknąć niedostatecznej dokładności spowodowanej zbyt dużym zakresem w przypadku małych obciążeń.

• Klasa dokładności: W laboratoriach/medycynie wybiera się klasę C1 (błąd ≤ ±0,005% FW), w metrologii przemysłowej klasę C2 (błąd ≤ ±0,01% FW), a w przyrządach ważących cywilnych klasę C3 (błąd ≤ ±0,02% FW).

• Typ sygnału: W przyrządach ważących cywilnych wybiera się sygnał analogowy (0–5 V), w urządzeniach inteligentnych sygnał cyfrowy (I2C/RS485), a w scenariuszach IoT modele z modułami bezprzewodowymi.

2) Dobór pod kątem przystosowania do środowiska

• Temperatura: Dla standardowych warunków (-10 ℃~ 60 ℃) wybiera się model standardowy; dla niskich temperatur chłodniczych (-20 ℃~ 0 ℃) – model odporny na niskie temperatury; dla wysokich temperatur (60 ℃~ 80 ℃) – model z kompensacją temperatury.

• Średnia: Dla suchych środowisk wybierz stop aluminium; dla wilgotnych/żywnościowych branż wybierz stal nierdzewną 304; dla środowisk chemicznie korozyjnych wybierz stal nierdzewną 316L.

• Poziom ochrony: Dla suchych wnętrz, ≥ IP65; dla wilgotnych/umywalnych środowisk, ≥ IP67; dla podwodnych lub wysoce korozyjnych środowisk, ≥ IP68.

3) Montaż i kompatybilność systemu

• Sposób instalacji: Dla wad tradycyjnych wybierz mocowanie śrubowe; dla inteligentnych urządzeń wybierz instalację wbudowaną; dla scenariuszy z ograniczoną przestrzenią preferuj mikromodel z długością ≤ 30 mm.

• Kompatybilność: Upewnij się, że napięcie zasilania i typ sygnału czujnika są zgodne z kontrolerem. W przypadku mikromodeli sprawdź definicję pinów, aby uniknąć błędów przyłączenia i spalenia modułu.

4) Potwierdzenie dodatkowych wymagań

• Wymagania certyfikacyjne: Dla przemysłu spożywczego i farmaceutycznego wymagane jest certyfikowanie FDA/GMP, dla zastosowań pomiarowych wymagane jest certyfikowanie CMC, a dla produktów wywożonych – certyfikowanie OIML.

• Funkcje specjalne: do sortowania wysokoprędkościowego wybierz model z czasem reakcji ≤ 3 ms; do scenariuszy niskiego poboru mocy wybierz model IoT z prądem uśpienia ≤ 10 μA; do zastosowań higienicznych wybierz model całkowicie integracyjny bez gwintów i martwych stref

Podsumowanie

Czujnik ważenia o konstrukcji równoległej belki charakteryzuje się kluczowymi zaletami takimi jak „wysoka dokładność przy małym obciążeniu, odporność na obciążenie boczne i łatwa integracja”. Rozwiązanie to ma na celu wyeliminowanie problemów związanych z dokładnym ważeniem w małych zakresach, obciążeniem mimośrodowym oraz wbudowaną instalacją urządzeń. Doświadczenie użytkownika skupia się na prostocie obsługi, braku konieczności dbania o konserwację oraz kontrolowanych kosztach. Podczas doboru należy uprzywilejować cztery podstawowe wymagania: zakres, dokładność, przestrzeń instalacyjna i warunki środowiskowe, łącząc je z decyzjami dotyczącymi kompatybilności systemu i dodatkowych funkcji. W trakcie użytkowania należy unikać przeciążenia i uderzeń bocznych, a także ściśle przestrzegać regularnej kalibracji, aby zagwarantować długotrwałą i stabilną pracę. Nadaje się do zastosowań w przyrządach wagowych przeznaczonych do małych obciążeń, urządzeniach automatyzacyjnych, przemyśle spożywczym i farmaceutycznym oraz innych dziedzinach, stanowiąc optymalne rozwiązanie czujnikowe dla scenariuszy ważenia o małym zakresie i płaskich powierzchniach.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry