Célula de Carga de Viga Paralela CZL601

Introdução do Produto

Viga paralela células de carga são elementos de detecção sensíveis à força baseados no princípio da resistência à deformação, com um elastômero de viga paralela dupla ou simples como estrutura principal. Quando submetidos a uma força, a deformação por flexão da viga faz com que o extensômetro produza mudanças de resistência, as quais são então convertidas em sinais elétricos padronizados. Eles combinam vantagens como alta precisão sob cargas leves, proteção plana contra cargas excêntricas e instalação conveniente, sendo amplamente utilizados em aplicações de pesagem de pequeno alcance, força planar e medição embutida. Os detalhes a seguir são apresentados a partir das dimensões principais para atender às necessidades de produto seleção, avaliação técnica e elaboração de soluções:

1. Características e Funções do Produto

Principais Funcionalidades

• Design estrutural: Adota uma estrutura integrada de viga paralela (espessura do corpo da viga 2-15 mm, comprimento 20-150 mm), com distribuição uniforme de tensão concentrada na seção central do corpo da viga, suportando forças em múltiplos ângulos no plano, apresentando excelente capacidade de resistência a cargas excêntricas (capaz de suportar cargas excêntricas no plano de ±20% a ±30% da carga nominal), e sem pontos cegos de tensão evidentes.
• Performance de precisão: Os níveis de precisão abrangem C1-C3, com modelos principais alcançando C2. Erro de não linearidade ≤±0,01%FM, erro de repetibilidade ≤±0,005%FM, deriva do zero ≤±0,002%FM/℃, e o desempenho de precisão é superior ao de sensores semelhantes em cenários de pequena escala de 0,1 kg a 500 kg.
• Materiais e Proteção: O corpo elástico geralmente utiliza liga de alumínio (para cenários leves), aço-liga (para cenários industriais convencionais) ou aço inoxidável 304/316L (para cenários corrosivos), com superfície tratada por anodização, niquelagem ou passivação; o nível de proteção é tipicamente IP65/IP67, e modelos para uso alimentício podem atingir IP68, adequados para diversos ambientes complexos.
• Compatibilidade de Instalação: São fornecidos orifícios de montagem padronizados (com rosca ou lisos) na base, permitindo fixação por parafusos ou adesivo. Alguns modelos micro podem ser instalados de forma embutida, adequados para espaços reduzidos de instalação em instrumentos de pesagem de bancada e equipamentos automatizados, sendo que uma única unidade pode atender às necessidades de pesagem plana.

Funções principais

• Medição de Força em Carga Leve: Foca na pesagem estática/quase-dinâmica com carga leve (tempo de resposta ≤ 4 ms), com faixa de medição que abrange de 0,1 kg a 500 kg. As aplicações comuns concentram-se na faixa de 1 kg a 200 kg, e o modelo micro pode alcançar medição em faixa ultra-reduzida de 0,01 kg.
• Múltiplos Tipos de Saída de Sinal: Fornece sinais analógicos (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) e sinais digitais (RS485/Modbus RTU, I2C). O modelo micro inteligente integra um módulo de condicionamento de sinal e pode ser conectado diretamente a microcontroladores e módulos IoT.
• Função de Proteção de Segurança: Integra compensação de temperatura em ampla faixa (-10 °C ~ 70 °C), possui proteção contra sobrecarga (150% - 200% da carga nominal, geralmente 150% para modelos de liga de alumínio) e alguns modelos incluem estrutura amortecedora anti-choque.
• Estabilidade a longo prazo: Vida útil à fadiga ≥ 10⁷ ciclos de carga, com deriva anual ≤ ±0,01% FS sob carga nominal, adequado para cenários de operação contínua prolongada, como supermercados e laboratórios.

2. Problemas Principais Solucionados

• Precisão insuficiente em cenários de carga leve: Para resolver o problema do erro excessivo em sensores tradicionais em cenários de pequena escala abaixo de 10 kg, por meio da otimização do estresse no corpo da viga, o erro de medição é controlado dentro de ±0,005%FS, atendendo aos requisitos de alta precisão em pesagem de alimentos, dosagem farmacêutica, etc.

•Medição imprecisa de carga excêntrica planar: A característica de distribuição uniforme de tensão da estrutura de viga paralela pode efetivamente compensar a influência da carga excêntrica causada pelo deslocamento do objeto pesado, resolvendo o problema de precisão em posições variáveis de colocação de materiais em instrumentos de pesagem de mesa e equipamentos de classificação.

•Dificuldades na integração e instalação do equipamento: A estrutura compacta e o método flexível de instalação atendem aos requisitos de instalação embutida em equipamentos automatizados e eletrodomésticos inteligentes, eliminando a necessidade de modificar a estrutura principal do equipamento e reduzindo os custos de integração.

• Baixa adaptabilidade a múltiplos ambientes: Através de melhorias nos materiais e nível de proteção, são resolvidos problemas como danos aos sensores e desvios de sinal em cenários de umidade (por exemplo, pesagem de produtos aquáticos), corrosão (por exemplo, pesagem de reagentes químicos) e poeira (por exemplo, processamento de farinha).

•Pressão de custo em dispositivos pequenos: Um único sensor pode atender aos requisitos de pesagem planar, eliminando a necessidade de uso combinado de múltiplos sensores. Ao mesmo tempo, o material de liga de alumínio reduz o peso e o custo do produto, resolvendo o problema de controle de custos em instrumentos de pesagem pequenos e eletrônicos de consumo.

3. experiência do utilizador

• Instalação ultra-simplificada: Furos de montagem padronizados e superfícies de referência de posicionamento eliminam a necessidade de ferramentas profissionais de calibração. A instalação pode ser concluída com uma chave de fenda comum, com baixos requisitos de planicidade (≤0,1 mm/m), e uma única pessoa pode realizar o ajuste em até 10 minutos.

• Baixo nível de operação: Suporta a zeroização por uma tecla e calibração em um único ponto para medidores de instrumentos de pesagem (requer apenas um peso padrão de 100% da carga nominal). Modelos digitais podem ser calibrados rapidamente por meio de software de computador, permitindo que não especialistas operem facilmente.

• Custo extremamente baixo de manutenção: A estrutura totalmente selada reduz a entrada de poeira e umidade, com taxa média anual de falhas ≤0,2%. Modelos em liga de alumínio são leves (mínimo apenas 5 g), fáceis de substituir e não exigem desmontagem de grandes estruturas durante a manutenção.

•Retorno preciso de dados: Flutuação dos dados de medição estática ≤±0,003%FS, sem atraso em cenários quase dinâmicos. Modelos digitais possuem função embutida de compensação de deriva do zero, eliminando a necessidade de calibrações frequentes e garantindo forte estabilidade dos dados.

• Boa compatibilidade de integração: Os modelos micro são pequenos em tamanho (dimensões mínimas 20 mm × 10 mm × 5 mm), podendo ser embutidos dentro de dispositivos inteligentes sem afetar o design estético do dispositivo. A saída de sinal é compatível com controladores pequenos mainstream, suportando conexão e uso imediato (Plug and Play).

4. Cenários típicos de aplicação

1) Instrumentos de Pesagem Leve para Uso Civil e Comercial

• Balanças de Preços para Supermercados/Balanças Eletrônicas de Plataforma: unidades sensoras principais para balanças de precificação de 3-30 kg, com design leve em material de liga de alumínio; características antidesequilíbrio garantem precisão constante de pesagem em diferentes posições de colocação, com erro ≤ ±1 g.

• Balanças Eletrônicas para Entregas Expressas: equipamentos de pesagem de 1-50 kg para entregas expressas, fabricados em aço inoxidável para resistência à sujeira e fácil limpeza, com classificação de proteção IP67 adequada para ambientes úmidos e empoeirados de pontos de entrega expressa, suportando pesagem rápida e contínua.

• Balanças de Cozinha/Balanças para Confeitaria: balanças de alta precisão de 0,01-5 kg, com sensores micro de viga paralela que alcançam precisão em nível de miligrama, saída de sinal digital compatível com displays de alta definição, atendendo à necessidade de dosagem precisa de ingredientes.

2）Equipamentos de Automação Industrial

• Equipamentos de Classificação Automatizada: classificadores por peso nas indústrias alimentícia e de ferragens, instalados sob a esteira transportadora de classificação, detectam em tempo real o peso do produto e se integram ao mecanismo de separação, com precisão de classificação de até ±0,1 g.

• Detecção de Materiais em Linha de Montagem: detecção de falta de materiais em linhas de montagem de componentes eletrônicos, determina se há ausência de materiais por meio de pesagem (por exemplo, montagem de baterias para telefone celular), tempo de resposta ≤ 4 ms, adequado para linhas de montagem de alta velocidade.

• Controle Quantitativo de Máquinas de Embalagem: Peso quantitativo para máquinas de embalagem de partículas/pó fino, modelos com precisão classe C2 garantem erro de peso por saco ≤ ±0,2%, atendendo aos padrões metrológicos.

3) Indústrias Alimentícia e Farmacêutica

• Pesagem de Ingredientes Farmacêuticos: Pesagem de matérias-primas em pequenas doses (0,1-10 kg) na indústria farmacêutica, material em aço inoxidável 316L + certificação GMP, superfície polida sem cantos mortos, fácil desinfecção e esterilização, precisão ≤ ±0,01%FS.

• Pesagem de Produtos Aquáticos/Carnes: Equipamentos de corte e pesagem em frigoríficos e mercados de produtos aquáticos, design à prova d'água e anticorrosão (IP68), pode ser lavado diretamente, adequado para ambientes úmidos e ricos em água.

4) Equipamentos para Pesquisa Científica e Experimentação

• Pesagem em Experimentos Biológicos: Pesagem de reagentes e amostras em laboratórios, modelos de faixa ultrapequena (0,01-1 kg) atendem aos requisitos de alta precisão para cultura microbiana e dosagem de reagentes químicos.

• Medição de Força em Equipamentos Médicos: Medição de força/peso para equipamentos de reabilitação (por exemplo, dinamômetros manuais) e balanças médicas (balanças infantis), design leve em liga de alumínio melhora a portabilidade do equipamento, com precisão de até ±0,005%FS.

5) Eletrônicos de Consumo Inteligentes e Dispositivos da Internet das Coisas (IoT)

• Eletrodomésticos Inteligentes: Detecção do peso de roupas em máquinas de lavar e pesagem de reservatórios de grãos de café em cafeteiras, sensores microembutidos permitem o controle inteligente dos dispositivos, melhorando a experiência do usuário.

• Terminal da Internet das Coisas: Monitoramento de peso em prateleiras inteligentes e lixeiras inteligentes, modelos digitais de baixo consumo energético suportam transmissão sem fio NB-IoT, adequados para cenários de gerenciamento remoto IoT.

5. Instruções de Uso (Guia Prático)

1）Processo de Instalação

• Preparação: Limpe a superfície de instalação (remova manchas de óleo e rebarbas), verifique a aparência do sensor (sem deformação no corpo da viga e sem danos ao cabo) e selecione os parafusos de montagem adequados conforme a faixa de medição (evite usar parafusos de alta resistência em modelos de liga de alumínio).

• Posicionamento e Fixação: Instale o sensor horizontalmente na superfície portante, garantindo que a carga atue verticalmente acima do corpo da viga (evite impacto lateral); use uma chave de torque para apertar os parafusos (5-10 N·m para modelos de liga de alumínio, 10-20 N·m para aço-liga), evitando superaperto que possa danificar o corpo da viga.

• Especificação de Fiação: Para sinais analógicos, siga "vermelho - alimentação +, preto - alimentação -, verde - sinal +, branco - sinal -"; para sinais digitais, conecte conforme a definição dos pinos; ao ligar o modelo micro, evite puxar o cabo, sendo recomendado deixar 5 cm de comprimento adicional.

• Tratamento de Proteção: Em ambientes úmidos, selar o conector do cabo com fita impermeável; na indústria alimentícia, limpar imediatamente a superfície do sensor após o uso para evitar corrosão por materiais residuais.

2) Calibração e Depuração

• Calibração de Zero: Ligue a energia e aqueça por 10 minutos, execute o comando "calibração de zero", garanta que a saída em zero esteja dentro de ±0,001%FS; caso o desvio seja muito grande, verifique se a superfície de instalação está plana.

• Calibração de Carga: Coloque um peso padrão equivalente a 100% da carga nominal (utilize pesos padrão em cenários de pequena escala de medição), registre o valor do sinal de saída, corrija o erro através do medidor ou software, e garanta que o erro ≤ valor permitido da classe de precisão correspondente (classe C2 ≤ ±0,01%FS).

• Teste de Carga Excêntrica: Coloque o mesmo peso em diferentes posições na superfície de carga do sensor, observe a consistência das leituras, e o desvio deve ser ≤ ±0,02%FS; caso contrário, ajuste o nivelamento da instalação.

3) Manutenção Rotineira

• Inspeção Regular: Limpe semanalmente a superfície do sensor, verifique mensalmente se a fiação está solta; calibre instrumentos comerciais de pesagem trimestralmente e equipamentos de laboratório mensalmente.

• Tratamento de Falhas: Quando ocorrer deriva nos dados, verifique primeiro a tensão da fonte de alimentação (estável entre 5-24V CC, geralmente 5V para modelos micro); quando a leitura estiver anormal, verifique se há sobrecarga (modelos de liga de alumínio são propensos a deformação permanente sob sobrecarga), e substitua o sensor se necessário.

6. Método de Seleção (Correspondência Precisa aos Requisitos)

1) Determinação dos Parâmetros Principais

• Seleção de Faixa: Selecione o modelo com base em 1,2 - 1,4 vezes o peso máximo real (por exemplo, para uma capacidade máxima de pesagem de 10 kg, pode-se selecionar um sensor de 12 - 14 kg) e evite selecionar uma faixa excessivamente grande em cenários de carga leve para evitar precisão insuficiente.

• Classe de Precisão: Selecione a Classe C1 (erro ≤ ±0,005%FM) para aplicações laboratoriais/médicas, Classe C2 (erro ≤ ±0,01%FM) para metrologia industrial e Classe C3 (erro ≤ ±0,02%FM) para instrumentos de pesagem civil.

• Tipo de Sinal: Selecione sinais analógicos (0 - 5V) para instrumentos de pesagem civil, sinais digitais (I2C/RS485) para dispositivos inteligentes e modelos com módulos sem fio para cenários de IoT.

2) Seleção com Base na Adaptabilidade ao Ambiente

• Temperatura: Selecione modelos comuns para cenários normais (-10°C ~ 60°C), modelos resistentes a baixas temperaturas para refrigeração em baixa temperatura (-20°C ~ 0°C) e modelos com compensação de alta temperatura para cenários de alta temperatura (60°C ~ 80°C).

• Meio: Selecione liga de alumínio para ambientes secos, aço inoxidável 304 para indústrias úmidas/alimentícias e aço inoxidável 316L para ambientes com corrosão química.

• Classe de Proteção: ≥IP65 para ambientes internos secos, ≥IP67 para ambientes úmidos/lavados e ≥IP68 para ambientes subaquáticos ou altamente corrosivos.

3) Instalação e Compatibilidade do Sistema

• Método de Instalação: Selecione fixação por parafuso para instrumentos de pesagem de bancada, instalação embutida para dispositivos inteligentes; em cenários com espaço limitado, priorize modelos micro com comprimento ≤30 mm.

• Compatibilidade: Confirme se a tensão de alimentação e o tipo de sinal do sensor são compatíveis com o controlador. Para modelos micro, verifique as definições dos pinos para evitar erros de fiação que possam danificar o módulo.

4) Confirmação dos Requisitos Adicionais

• Requisitos de Certificação: As indústrias alimentícia e farmacêutica exigem certificação FDA/GMP, cenários de metrologia exigem certificação CMC e produtos para exportação exigem certificação OIML.

• Funções Especiais: Selecione modelos com tempo de resposta ≤3 ms para classificação de alta velocidade, modelos IoT com corrente em espera ≤10 μA para cenários de baixa potência e modelos integrados sem roscas e cantos mortos para cenários higiênicos.

Resumo

A célula de carga de feixe paralelo apresenta "carga leve com alta precisão, resistência planar a cargas descentralizadas e integração conveniente" como suas principais vantagens, abordando principalmente questões como pesagem precisa de pequenas faixas, descentramento de materiais e instalação embutida de equipamentos. A experiência do usuário foca em operação simples, manutenção sem preocupações e custos controláveis. Ao selecionar uma célula de carga, é necessário primeiro esclarecer os quatro requisitos principais de faixa, precisão, espaço de instalação e ambiente, e então tomar uma decisão combinando compatibilidade do sistema e funções adicionais; durante o uso, devem-se evitar sobrecargas e impactos laterais, além de seguir rigorosamente as especificações de calibração periódica para garantir funcionamento estável a longo prazo. É adequada para aplicações em instrumentos de pesagem de carga leve, equipamentos de automação, alimentos e medicamentos, entre outros campos, sendo a solução ideal de sensoriamento para cenários de pesagem de pequena escala e superfícies planas.

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