Czujnik Wagi Typu Równoległego CZL639MB

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 zakres C1 - C3, przy czym modele mainstreamowe osiągają klasę C2. Błąd nieliniowości ≤ ±0,01%WS, błąd powtarzalności ≤ ±0,005%WS, dryft zera ≤ ±0,002%WS/°C oraz lepsza dokładność 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 (dla typowych zastosowań przemysłowych) lub stali nierdzewnej 304/316L (dla warunków agresywnych), a powierzchnie są traktowane anodowaniem, niklowaniem lub pasywacją; stopnie ochrony to zazwyczaj IP65/IP67, a modele przeznaczone do kontaktu z żywnością osiągają IP68, co czyni je odpowiednimi dla różnych złożonych środowisk.

• Kompatybilność montażu: Na dole znajdują się ustandaryzowane otwory montażowe (gwintowane lub gładkie), umożliwiające mocowanie śrubami lub za pomocą kleju. Niektóre mikro modele mogą być montowane w sposób wbudowany, co czyni je odpowiednimi dla ciasnych przestrzeni montażowych w przyrządach wagowych stacjonarnych i urządzeniach automatycznych, a pojedyncza jednostka może spełniać wymagania ważenia na płaszczyźnie.

Podstawowe funkcje

• Pomiar siły przy małym obciążeniu: Skupia się na statycznym/półdynamicznym ważeniu przy niskim obciążeniu (czas reakcji ≤ 4 ms), z zakresem obejmującym od 0,1 kg do 500 kg, a typowe zastosowania skupione są w zakresie od 1 kg do 200 kg. Mikromodele mogą osiągać nadzwyczaj mały zakres pomiarowy wynoszący 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°C ~ 70°C), posiada ochronę przed przeciążeniem (150% - 200% nominalnego obciążenia, zazwyczaj 150% dla modeli z aluminium) oraz niektóre modele wyposażone są w struktury buforowe chroniące przed wstrząsami.

• 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: Kierowane do problemu nadmiernego błędu tradycyjnych czujników w scenariuszach o małym zakresie poniżej 10 kg, dzięki zoptymalizowanemu projektowi naprężeń belki błędy pomiarowe ograniczane są do ±0,005% pełnej skali, rozwiązuje to wysokie wymagania dotyczące dokładności w dziedzinach takich jak ważyenie żywności czy dawkowanie leków.

• 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 elastyczny sposób montażu spełniają wymagania dotyczące wbudowania w urządzenia automatyzujące i inteligentne urządzenia domowe, eliminując potrzebę modyfikowania głównej struktury urządzenia oraz redukując 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 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

• Nadzwyczaj uproszczony montaż: Standardowe otwory montażowe i powierzchnie odniesienia pozycjonowania eliminują potrzebę używania profesjonalnych narzędzi kalibracyjnych. Instalacja może być wykonana za pomocą zwykłego śrubokręta, przy niewielkich wymaganiach dotyczących płaskości (≤0,1 mm/m), a jedna 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 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 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 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 komercyjne przyrządy pomiarowe do ważenia małych obciążeń

• 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.

• Wagi elektroniczne do przesyłek: urządzenia ważące 1-50 kg, wykonane ze stali nierdzewnej, odpornej na zabrudzenia i łatwe w czyszczeniu. Stopień ochrony IP67 nadaje się do wilgotnych i pylistych środowisk w punktach dostaw przesyłek, umożliwia szybkie i ciągłe ważenie.

• Wagi kuchenne/wagi do pieczenia: wysokodokładne wagi kuchenne 0,01-5 kg z czujnikami mikrowiązkowymi zapewniające dokładność na poziomie miligramów. Cyfrowe wyjście sygnału kompatybilne z wyświetlaczami HD, spełnia wymagania dotyczące precyzyjnego dawkowania składników .

2) Sprzęt do automatyzacji przemysłowej

• Automatyczne urządzenia sortujące: sortery wagowe w przemyśle spożywczym i przemyśle metalowym, montowane pod taśmą sortującą, wykrywają masę produktu w czasie rzeczywistym i łączą się z mechanizmem sortującym, z dokładnością 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: 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 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/wagi w sprzęcie rehabilitacyjnym (np. dynamometry ręczne) oraz w skalach medycznych (wagi niemowlęce), z lekką konstrukcją z aluminium, poprawiającą przenośność sprzętu, dokładność do ±0,005%FS.

5) Intelligente urządzenia elektroniczne konsumenckie i urządzenia IoT

• Urządzenia inteligentnego domu: wykrywanie masy prania w pralkach oraz ważenia pojemników z ziarnami kawy w ekspresach do kawy, z mikrosensorami wbudowanymi umożliwiającymi inteligentną kontrolę urządzeń i poprawiającą wrażenia użytkownika.

• 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 (usuwaj plamy oleju i zadziory), sprawdź wygląd czujnika (brak odkształcenia korpusu belki i uszkodzeń kabla), dobierz odpowiednie śruby montażowe zgodnie z zakresem (unikaj stosowania wysokowytrzymałych śrub w modelach ze stopu aluminium)

• Pozycjonowanie i mocowanie: Ustawienie poziome czujnika na nośnej powierzchni, zapewnienie, że obciążenie działa pionowo powyżej korpusu belki (unikanie bocznych uderzeń); użyć klucza dynamometrycznego do dokręcania śrub (5 - 10 N·m dla modeli z aluminium, 10 - 20 N·m dla stali stopowej), unikać nadmiernego dokręcania, które może uszkodzić korpus belki.

• 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; unikaj ciągnięcia kabla podczas okablowania dla mikromodeli, zaleca się pozostawienie 5 cm zapasowej długości.

• Ochrona i konserwacja: W wilgotnym środowisku zabezpiecz złącze kablowe taśmą wodoodporną, a w przemyśle spożywczym natychmiast po użyciu usuń pozostałości materiałów z powierzchni czujnika, aby uniknąć korozji.

2) Kalibracja i uruchomienie

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

• Kalibracja obciążenia: Umieść standardową masę odpowiadającą 100% nominalnego obciążenia (użyj standardowych odważników w przypadkach małych zakresów), zapisz wartość sygnału wyjściowego, skoryguj błąd za pomocą miernika lub oprogramowania, upewnij się, że błąd ≤ dopuszczalna wartość odpowiedniej klasy dokładności (klasa C2 ≤ ±0,01%WS).

• Test obciążenia mimośrodowego: Umieść tę samą masę w różnych pozycjach na powierzchni nośnej czujnika, obserwuj spójność odczytów, odchylenie powinno być ≤ ±0,02%WS, 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-krotnie przekraczającym rzeczywistą maksymalną masę (np. dla maksymalnej wagi 10 kg można wybrać czujnik o zakresie 12–14 kg) i unikaj nadmiernie dużego zakresu w przypadkach małych obciążeń, aby zapobiec niedostatecznej dokładności.

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

• Typ sygnału: wybierz sygnały analogowe (0-5 V) dla przyrządów ważących użytku cywilnego, sygnały cyfrowe (I2C/RS485) dla urządzeń inteligentnych oraz modele z modułami bezprzewodowymi dla scenariuszy IoT.

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.

• w przypadku klasa ochrony: ≥IP65 dla suchych środowisk wewnętrznych, ≥IP67 dla wilgotnych/umywalnych środowisk oraz ≥IP68 dla środowisk podwodnych lub wysoce korozyjnych.

3) Montaż i kompatybilność systemu

• Metoda montażu: wybierz mocowanie śrubowe dla przyrządów ważących stacjonarnych, instalację wbudowaną dla urządzeń inteligentnych; w przypadkach ograniczonej przestrzeni preferowane są mikromodele o długości ≤30 mm.

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

4) Potwierdzenie dodatkowych wymagań

• Wymagania certyfikacyjne: Przemysł spożywczy i farmaceutyczny wymaga certyfikatów FDA/GMP, scenariusze miernictwa wymagają certyfikatu CMC, a produkty eksportowe – certyfikatu OIML.

• Funkcje specjalne: Dla szybkiego sortowania wybierz modele o czasie reakcji ≤3 ms, dla aplikacji niskoprądowych – modele IoT ze stanem gotowości ≤10 μA, a dla warunków higienicznych – modele zintegrowane bez gwintów i martwych kątów.

Podsumowanie

Komórkę obciążeniowe typu równoległego cechują podstawowe zalety takie jak „wysoka dokładność przy małym obciążeniu, odporność na mimośrodowe obciążenie płaskie oraz łatwa integracja”, które rozwiązują głównie problemy związane z precyzyjnym ważeniem w małym zakresie, mimośrodowym obciążeniem materiału oraz wbudowaniem urządzeń. Doświadczenie użytkownika koncentruje się na prostym użytkowaniu, braku potrzeby serwisowania i kontrolowanych kosztach. Przy doborze modelu należy najpierw określić cztery podstawowe wymagania: zakres, dokładność, przestrzeń instalacyjna i warunki środowiskowe, a następnie podjąć decyzję uwzględniającą kompatybilność systemu oraz dodatkowe funkcje; w trakcie użytkowania należy unikać przeciążeń i uderzeń bocznych oraz ściśle przestrzegać regularnej kalibracji, aby zapewnić długotrwałą stabilną pracę. Nadaje się do przyrządów ważących przeznaczonych na małe obciążenia, sprzętu automatycznego, przemysłu spożywczego i farmaceutycznego itp., stanowi optymalne rozwiązanie sensoryczne dla scenariuszy ważenia o małym zakresie i na powierzchni płaskiej.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry