Czujnik mikro stalowy CZL902

Wprowadzenie do produktu

Mikro komórkach wagowych to zminiaturyzowane komponenty pomiaru masy opracowane na podstawie efektu odkształcenia. Ich rdzeń przekształca sygnały masy w mierzalne sygnały elektryczne za pośrednictwem mikrostruktur wrażliwych (np. elastomerów typu tensometrycznego). Ich objętość jest zazwyczaj ograniczona do zakresu od kilku centymetrów sześciennych do kilkudziesięciu centymetrów sześciennych, a zakres pomiarowy obejmuje wartości od gramów do kilogramów, łącząc w sobie podwójną przewagę „małych rozmiarów” i „wysokiej dokładności”. Jako kluczowy komponent w sytuacjach ważenia przy niewielkim obciążeniu i w ograniczonej przestrzeni, są powszechnie stosowane w takich dziedzinach jak sprzęt medyczny, elektronika użytkowa, urządzenia inteligentne oraz badania naukowe i testowanie, stanowiąc podstawę umożliwiającą czujnikiom wagowym działanie w mikrourządzeniach.

1. Główne cechy i funkcje

1) Zminiaturyzowane cechy rdzenia

• Nadzwyczaj mała objętość i lekkość: Standardowy rozmiar mieści się w zakresie od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, a niektóre niestandardowe modele mogą być zmniejszone do poziomu milimetrowego, z wagą jedynie 0,1 g ~ 5 g, umożliwiając łatwe umieszczenie w ciasnych przestrzeniach, takich jak smartwatche czy mikropompy, bez wpływu na ogólny projekt konstrukcyjny urządzenia.

• Kompaktowa konstrukcja: Większość modeli wykorzystuje obudowę całkowicie zintegrowaną, łączącą elementy czujnikowe i obwody kondycjonowania sygnału w mikroobudowie. Niektóre modele obsługują cienkie i lekkie formy montażu, takie jak montaż powierzchniowy lub z wyprowadzeniami, odpowiednie do bezpośredniego lutowania lub zamocowania typu snap-fit na płytce PCB.

2) Zalety wydajności ważenia

• Dokładny pomiar w szerokim zakresie: Zakres pomiarowy obejmuje 0,1 g~50 kg, z dokładnością pomiarową ±0,01%WS~±0,1%WS oraz rozdzielczością do 0,001 g, co pozwala spełnić wymagania zarówno dokładnego ważenia próbek na poziomie mikrogramów w laboratoriach, jak i monitorowania masy na poziomie gramów w urządzeniach elektronicznych użytku domowego.

• Szybka odpowiedź dynamiczna: Czas odpowiedzi wynosi ≤10 ms, co pozwala na rzeczywisty odczyt chwilowych zmian masy, na przykład szybkie ważyenie lekkich ładunków na liniach sortujących automatycznie czy monitorowanie zmiany masy w trakcie infuzji medycznej, unikając błędów pomiarowych spowodowanych opóźnieniem sygnału.

• Stabilna odporność na zakłócenia: Wbudowany moduł kompensacji temperatury (przystosowany do pracy w zakresie temperatur -10℃~60℃) niweluje wpływ zmian temperatury otoczenia; stosuje różnicowe wyjście sygnału lub konstrukcję z ekranowaniem elektromagnetycznym, aby zapobiegać zakłóceniom elektromagnetycznym pochodzącym od obwodów wewnętrznych urządzenia, zapewniając stabilność danych.

3) Funkcje integracji i adaptacji

• Adaptacja wielu sygnałów wyjściowych: Obsługuje sygnały analogowe (0-5 V, 4-20 mA) i sygnały cyfrowe (I2C, SPI, UART), umożliwiające bezpośrednie podłączenie do mikrokontrolerów (MCU), mikrokomputerów jednoukładowych oraz małych sterowników PLC bez konieczności stosowania dodatkowych modułów wzmacniania sygnału.

• Kompatybilność materiałów i ośrodków: Elementy czujnika wykonane głównie ze stali nierdzewnej 316L, stopu tytanu lub tworzyw sztucznych, a obudowa jest traktowana powłoką antykorozyjną, co czyni ją odpowiednią do pracy z różnymi medium wagowymi, takimi jak ciecze ciała ludzkiego, surowce spożywcze czy komponenty elektroniczne, zapobiegając zanieczyszczeniu lub uszkodzeniom korozyjnym.

• Niskie zużycie energii: Pobór mocy w stanie spoczynku wynosi ≤10 mA, a w trybie uśpienia może spaść do 10 μA, co czyni urządzenie odpowiednim dla przenośnych urządzeń zasilanych bateriami (takich jak ręczne wagi i inteligentne urządzenia noszone), przedłużając żywotność baterii.

2. Kluczowe problemy branżowe, które zostały rozwiązane
W scenariuszach lekkiego obciążenia i miniaturyzacji ważenia tradycyjne czujniki siły (takie jak czujniki wagi platformowej i przemysłowe moduły ważące) mają problemy takie jak „zbyt duże rozmiary, wysokie zużycie energii, niewystarczająca dokładność i trudności z integracją”. Miniaturyzowane czujniki siły rozwiązują specjalnie następujące kluczowe problemy:
• Przeszkody w integracji w urządzeniach miniaturyzowanych: Rozwiązują problem niemożności wbudowania tradycyjnych czujników w małe urządzenia, na przykład funkcję monitorowania masy ciała w inteligentnych opaskach czy kontrolę wagi ciekłych leków w miniaturowych pompach medycznych, spełniając jednocześnie wymagania „funkcji ważenia + miniaturyzacji” dzięki kompaktowej konstrukcji.
• Trudności w dokładnym pomiarze przy małych obciążeniach : Rozwiązuje problem niewystarczającej dokładności tradycyjnych czujników w ważących na poziomie gramów i miligramów, takich jak ważenie próbek śladowych w laboratoriach czy wykrywanie masy pinów komponentów elektronicznych, zapewniając wiarygodne dane do precyzyjnej produkcji i badań naukowych.
• Problemy związane z zużyciem energii w urządzeniach przenośnych: Rozwiązuje problem krótkiego czasu pracy baterii spowodowanego dużym zużyciem energii przez tradycyjne czujniki, takie jak przenośne wagi kurierskie czy urządzenia do ważenia próbek w terenie, przedłużając czas pracy w pojedynczym cyklu dzięki niskiemu poborowi mocy.
• Ograniczenia skomplikowanej przestrzeni montażowej: Spełnia wymagania związane z ważeniem w ciasnych i specjalnie ukształtowanych przestrzeniach, takich jak ważenie wewnętrznych komponentów urządzeń zautomatyzowanych czy monitorowanie masy płynów w rurociągach, pokonując ograniczenia przestrzenne dzięki montażowi typu 'patch' i wbudowanemu.
• Problemy kompatybilności sygnałów w wielu scenariuszach: Rozwiązuje problem niezgodności sygnałów tradycyjnych czujników z sygnałami miniaturowych jednostek sterujących. Modele z cyfrowym wyjściem sygnału mogą być bezpośrednio podłączone do mikrokontrolerów i MCU, co zmniejsza złożoność projektowania obwodów w małych urządzeniach i obniża koszty badań i rozwoju.

3. Główne zalety dla użytkownika
•Wysoka integracja i wygoda: Standardowa konfiguracja pinów i wymiary obudowy pozwalają na bezpośrednie lutowanie lub zamocowanie przez wciskanie na płytce PCB, eliminując potrzebę skomplikowanych konstrukcji mechanicznych oraz skracając czas integracji do mniej niż 30 minut, znacznie poprawiając wydajność produkcji urządzeń.
• Prosta obsługa podczas uruchamiania: Modele z sygnałem cyfrowym obsługują jednokomendowe kalibrowanie punktu zerowego i zakresu za pomocą poleceń, a modele z sygnałem analogowym charakteryzują się doskonałą liniowością, wymagając jedynie prostego ustawienia obwodu przed uruchomieniem, co obniża próg techniczny dla pracowników zajmujących się badaniami i rozwojem.
•Duża stabilność w użytkowaniu: Kompensacja temperatury i projekt zapewniający odporność na zakłócenia gwarantują dryft danych ≤±0,05%WS/rok, eliminując konieczność częstej kalibracji w zastosowaniach przenośnych i wbudowanych oraz zmniejszając obciążenie pracami serwisowymi po eksploatacji.
•Elastyczny i różnorodny wybór modeli: Dostępna jest szeroka gama modeli o różnych zakresach, typach sygnałów i metodach montażu, umożliwiająca bezpośredni dobór według wymiarów urządzenia, napięcia zasilania i wymagań dotyczących dokładności. Niektórzy producenci oferują niestandardowe wersje w małych partiach, aby spełnić indywidualne potrzeby.
•Uzasadniona kontrola kosztów: Koszt jednostkowy może być kontrolowany w przedziale od kilkudziesięciu do kilkuset yuanów przy zakupach hurtowych, co oznacza obniżkę kosztów o ponad 50% w porównaniu z niestandardowymi miniaturkowymi rozwiązaniami pomiarowymi; jednocześnie niskie zużycie energii zmniejsza całkowity koszt zużycia energii przez urządzenie.

4. Typowe scenariusze użycia
1) Opieka zdrowotna
• Urządzenia do monitorowania infuzji: wbudowane w pompy infuzyjne, monitorują rzeczywistą zmianę masy roztworu leku, obliczają prędkość infuzji i uruchamiają alarm, gdy roztwór jest na wyczerpaniu, unikając ryzyka pustych butelek, na przykład precyzyjna kontrola infuzji w jednostkach intensywnej terapii.
• Wyposażenie do rehabilitacji i opieki: stosowane w inteligentnych wadze rehabilitacyjnych i modułach czujników masy protez, na przykład do monitorowania zmian masy podczas rehabilitacji osób starszych lub zapewniania sprzężenia siłowego w protezach, zwiększając bezpieczeństwo rehabilitacji.
• Laboratoryjne urządzenia medyczne: w mikropipetach i analizatorach biochemicznych mierzą masę odczynników lub próbek, aby zapewnić dokładność dawkowania próbek, na przykład ważenie mikropróbek odczynników do testów na COVID-19.
2) Elektronika użytkowa i inteligentne urządzenia noszone
• Urządzenia noszone inteligentne: Integrowane w inteligentne opaski i inteligentne zegarki, umożliwiają pośrednie pomiar masy ciała i zawartości tłuszczu w organizmie lub monitorowanie siły wywieranej podczas ćwiczeń, na przykład analizując obciążenie stopy podczas lądowania w biegu.
• Urządzenia inteligentnego domu: Stosowane do ważenia surowców w inteligentnych wadze kuchennej i ekspresach do kawy, na przykład dokładne ważenie proszku kawowego w celu kontrolowania stężenia parzenia; lub monitorowanie napełnienia inteligentnych koszy na śmieci (poprzez ocenę pojemności śmieci na podstawie wagi).
• Przenośne urządzenia ważące: Na przykład miniaturowe wagi ekspresowe i wagi do bagażu, o małych gabarytach i niskim zużyciu energii, ułatwiające użytkownikom przenoszenie i pomiar masy przedmiotów w czasie rzeczywistym.
3) Automatyzacja przemysłowa i mikrowytwarzanie
• Produkcja komponentów elektronicznych: W liniach produkcyjnych SMT typu pick-and-place monitorują wagę elementów takich jak układy i rezystory, aby wyeliminować wadliwe produkty; lub w pakowaniu półprzewodników mierzą wagę kładu zamkniętego, aby zapewnić jakość opakowania.
• Mikrourządzenia automatyzacyjne: Stosowane w organach wykonawczych mikrorobotów montażowych do pomiaru masy chwyconych części i określania, czy chwyt przebiegł pomyślnie, na przykład ważenia i wykrywania podczas montażu modułów aparatów telefonów komórkowych.
• Urządzenia sterujące przepływem cieczy: Osadzone w mikrodawkownikach i wtryskiwaczach paliwa, monitorują ilość dostarczanej cieczy poprzez wagę, na przykład ważenie mikrodawków paliwa w systemach wtryskowych w celu zapewnienia sprawności spalania.
4) Badania naukowe i testowanie
• Badania materiałoznawcze: Pomiar masy małych próbek materiałów (takich jak nanomateriały i cienkie warstwy) lub zmiany masy materiałów podczas rozciągania i ściskania, dostarczanie danych do analizy właściwości.
• Urządzenia do monitoringu środowiska: W mikroskopijnych miernikach jakości wody i urządzeniach do pobierania próbek powietrza pomiar masy zebranych próbek służy do obliczania stężenia zanieczyszczeń, na przykład analiza wagowa po pobraniu próbek materii cząstkowej z atmosfery.
5) Logistyka i handel detaliczny
• Systemy mikrosortujące: Na końcu automatycznej linii sortującej przesyłki pomiar masy małych paczek umożliwia ich klasyfikację według wagi; lub na stanowiskach samoobsługowego kasowania w sklepach bezobsługowych identyfikacja produktów odbywa się poprzez ważenie (w połączeniu z bazą danych wag).
• Sprzęt ważący do sprzedaży detalicznej: takie jak wagi jubilerskie i wagi do metali szlachetnych, używane do dokładnego ważenia przedmiotów wartościowych, takich jak złoto i diamenty, o małych gabarytach, które można umieścić na ladzie bez zajmowania zbyt dużo miejsca.

Podsumowanie

Ogniva obciążeniowe mikro, których podstawową przewagą konkurencyjną jest „małe rozmiary, wysoka precyzja i niskie zużycie energii”, przełamały ograniczenia tradycyjnych urządzeń ważących pod względem przestrzeni i zakresu, spełniając dokładnie wymagania związane z ważeniem lekkich ładunków w dziedzinach takich jak medycyna, elektronika użytkowa i mikrowytwarzanie. Ich wygodna metoda integracji, stabilna wydajność oraz racjonalna kontrola kosztów nie tylko napędzają ulepszanie funkcjonalności mikrourządzeń, ale również zapewniają wiarygodne wsparcie dla różnych branż dążących do osiągnięcia „precyzji, miniaturyzacji i inteligencji” w procesie ważenia, stając się nieodłącznym i ważnym segmentem współczesnej technologii sensorycznej.

Wyświetlacz szczegółów

Parametry