Sensor de Pesagem de Viga Paralela CZL619EA

Introdução do Produto

Viga paralela células de carga são elementos de detecção sensíveis à força baseados no princípio strain-resistive, com um elastômero de viga paralela dupla ou viga paralela simples como estrutura principal. Quando submetidos a uma força, a deformação por flexão da viga faz com que o extensômetro produza uma variação de resistência, a qual é então convertida em um sinal elétrico padronizado. Eles combinam vantagens como alta precisão sob cargas leves, capacidade planar de resistência a cargas excêntricas e instalação conveniente, sendo amplamente utilizados em pesagem de pequeno alcance, medição de força planar e cenários de medição embutida. A seguir, apresenta-se uma explicação detalhada 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 de viga paralela integrada (espessura da viga 2 - 15 mm, comprimento 20 - 150 mm), com distribuição uniforme de tensão concentrada na seção central da viga, suportando forças em múltiplos ângulos no plano e com excelente capacidade de resistência a cargas excêntricas (capaz de suportar cargas excêntricas planares de ±20% - ±30% da carga nominal), sem pontos cegos de tensão evidentes.

• Performance de precisão: Os níveis de precisão abrangem C1 - C3, com modelos convencionais alcançando C2. Erro de não linearidade ≤ ±0,01%FS, erro de repetibilidade ≤ ±0,005%FS, deriva do zero ≤ ±0,002%FS/℃, e desempenho de precisão superior ao de sensores semelhantes em cenários de pequena escala de 0,1 kg - 500 kg.

•Materiais e Proteção: Os elastômeros geralmente utilizam liga de alumínio (para aplicações leves), aço-liga (para aplicações industriais gerais) ou aço inoxidável 304/316L (para ambientes corrosivos), com superfícies tratadas por anodização, niquelação ou passivação; os graus de proteção são tipicamente IP65/IP67, e modelos para uso alimentício podem alcançar IP68, adequados para diversos ambientes complexos.

• Compatibilidade de Instalação: São fornecidos orifícios de montagem padronizados (orifícios roscados ou orifícios lisos) na parte inferior, suportando fixação por parafuso ou instalação adesiva. Alguns modelos micro podem ser instalados de forma embutida, adequados para espaços de instalação estreitos de instrumentos de pesagem de bancada e equipamentos automatizados, e uma única unidade pode atender requisitos de pesagem planar.

Funções principais

• Medição de Força em Carga Leve: Foca em pesagem estática/quase-dinâmica com carga leve (tempo de resposta ≤ 4 ms), com uma faixa que abrange de 0,1 kg a 500 kg, e aplicações típicas concentradas na faixa de 1 kg a 200 kg. Modelos micro podem alcançar medição de 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). Modelos micro inteligentes integram módulos de condicionamento de sinal e podem ser diretamente conectados a microcontroladores e módulos IoT.

• Função de Proteção de Segurança: Integra compensação de temperatura em ampla faixa (-10 ℃ ~ 70 ℃), possui proteção contra sobrecarga (150% - 200% da carga nominal, geralmente 150% para modelos em liga de alumínio) e alguns modelos incluem estruturas amortecedoras antichoques.

• 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: Resolvendo o problema de erro excessivo em sensores tradicionais em cenários de pequena escala abaixo de 10 kg, por meio da otimização do design da tensão da viga, o erro de medição é controlado dentro de ±0,005%FS, solucionando problemas de pesagem de alimentos, contagem farmacêutica e outros requisitos de alta precisão.

• 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 instalação integrada de equipamentos: 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 dos equipamentos e reduzindo os custos de integração.

• Baixa adaptabilidade a múltiplos ambientes: Por meio de melhorias nos materiais e nível de proteção, resolve os problemas de danos aos sensores e desvios de sinal em cenários como umidade (por exemplo, pesagem em aquicultura), corrosão (por exemplo, pesagem de reagentes químicos) e poeira (por exemplo, processamento de farinha).

• Pressão de custo em equipamentos pequenos: Um único sensor pode atender às exigências de pesagem plana, eliminando a necessidade de múltiplas combinações. Ao mesmo tempo, o material em 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 extremamente 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 com uma tecla e calibração de ponto único em 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%. O modelo em liga de alumínio é leve (mínimo apenas 5g), fácil de substituir e não requer desmontagem de estruturas grandes durante a manutenção.

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

• Boa adaptabilidade de integração: O modelo micro é pequeno em tamanho (tamanho mínimo 20 mm × 10 mm × 5 mm), podendo ser embutido dentro de dispositivos inteligentes sem afetar o design estético do dispositivo. A saída de sinal é compatível com controladores pequenos mais utilizados, plug and play.

4. Cenários típicos de aplicação

1) Instrumentos de Pesagem Leve para Uso Civil e Comercial

• Balanças de supermercado/plataformas eletrônicas: unidade sensorial principal de balanças de precificação de 3-30 kg, com design leve em material de liga de alumínio. A característica antidesequilíbrio garante 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, feitos de aço inoxidável para facilitar a limpeza e resistir à sujeira. O nível de proteção IP67 é adequado 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 de feixe paralelo micro que alcançam precisão em nível de miligrama. A saída de sinal digital é compatível com displays de alta definição, atendendo aos requisitos de dosagem precisa de ingredientes.

2) Equipamentos para Automação Industrial

• Equipamentos de classificação automatizados: máquinas de classificação por peso nas indústrias de alimentos e ferramentas, instaladas sob a esteira transportadora de classificação, detectam em tempo real o peso dos produtos e se integram ao mecanismo de classificação, com precisão de até ±0,1 g.

• Detecção de material em linhas de montagem: detecção de falta de material em linhas de montagem de componentes eletrônicos, determinando se há ausência de materiais por meio de pesagem (por exemplo, montagem de baterias para telefones celulares), com tempo de resposta ≤4 ms, adequado para linhas de alta velocidade.

• Controle quantitativo de máquinas de embalagem: pesagem quantitativa para máquinas de embalagem de partículas/pós finos, com modelos de precisão C2 garantindo erro de peso por saco ≤ ±0,2%, atendendo aos padrões metrológicos.

3) Indústrias de alimentos e farmacêutica

• Pesar de ingredientes farmacêuticos: Pesar de matérias-primas de baixa dose (0,1 - 10 kg) na indústria farmacêutica, fabricado em aço inoxidável 316L + certificado GMP, com superfície polida isenta de cantos mortos para facilitar a desinfecção e esterilização, e precisão ≤ ±0,01%FS.

• Pesagem de produtos aquáticos/carne: Equipamentos de corte e pesagem em frigoríficos e mercados de produtos aquáticos, com design à prova d'água e anticorrosão (IP68), podem ser lavados diretamente, adequados para ambientes de trabalho 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 cultivo microbiano e dosagem de reagentes químicos.

• Medição de força em equipamentos médicos: Medição de força/peso em equipamentos de reabilitação (como dinamômetros de mão) e balanças médicas (balanças infantis), com design leve em liga de alumínio para melhorar a portabilidade dos equipamentos, e precisão de até ±0,005%FS.

5) Eletrônicos de Consumo Inteligentes e Dispositivos IoT

• Eletrodomésticos inteligentes: Detecção do peso da roupa em máquinas de lavar e pesagem de reservatórios de grãos de café em cafeteiras, com sensores microembutidos permitindo controle inteligente dos equipamentos e melhorando a experiência do usuário.

• Pontos finais IoT: Monitoramento de peso em prateleiras inteligentes e lixeiras inteligentes, com modelos digitais de baixo consumo que suportam transmissão sem fio NB-IoT, adequados para cenários de gerenciamento remoto IoT.

5. Método 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 do corpo da viga e sem danos ao cabo) e selecione os parafusos de montagem adequados conforme a faixa (evite usar parafusos de alta resistência em modelos de liga de alumínio).

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

• Especificações de fiação: Para sinais analógicos, siga "vermelho - alimentação +, preto - alimentação -, verde - sinal +, branco - sinal -"; para sinais digitais, conecte de acordo com a definição dos pinos; evite puxar o cabo ao fazer a fiação em modelos micro, sendo recomendado deixar uma folga de 5 cm.

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

2) Calibração e ajuste

• 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: Colocar um peso padrão equivalente a 100% da carga nominal (utilizar pesos padrão em cenários de pequena escala), registrar o valor do sinal de saída, corrigir o erro por meio do indicador ou software, e garantir que o erro ≤ ao valor permitido do nível de precisão correspondente (nível C2 ≤ ±0,01% FS).

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

3) Manutenção Diária

• Inspeção regular: Limpe a superfície do sensor semanalmente, verifique mensalmente se há folga na fiação; calibre a balança de supermercado trimestralmente e calibre os equipamentos de laboratório mensalmente.

• Tratamento de falhas: Verifique primeiro a tensão da fonte de alimentação quando houver deriva nos dados (estável entre 5-24 V CC, geralmente 5 V para modelos pequenos); verifique sobrecarga quando a leitura estiver anormal (modelos de liga de alumínio são propensos à deformação permanente por sobrecarga) e substitua o sensor se necessário.

6. Método de seleção (correspondência precisa dos requisitos)

1) Determinação do parâmetro principal

• Seleção de faixa: Selecione de acordo com 1,2 a 1 vez o peso máximo real (por exemplo, um peso máximo de 10 kg, sensor opcional de 12-14 kg), evitando imprecisão causada por uma faixa excessivamente grande em cenários de carga leve.

• Nível de precisão: Laboratório/medicina escolhe o nível C1 (erro ≤ ± 0,005% FS), metrologia industrial escolhe o nível C2 (erro ≤ ± 0,01% FS), instrumentos de pesagem civil escolhem o nível C3 (erro ≤ ± 0,02% FS).

• Tipo de sinal: Instrumentos de pesagem civil utilizam sinal analógico (0-5 V), dispositivos inteligentes utilizam sinal digital (I2C/RS485) e cenários de IoT utilizam modelos com módulos sem fio.

2) Seleção pela Adaptabilidade Ambiental

• Temperatura: Para cenários regulares (-10 ℃~ 60 ℃), escolha o modelo padrão; para cenários de refrigeração de baixa temperatura (-20 ℃~ 0 ℃), escolha o modelo resistente a baixas temperaturas; para cenários de alta temperatura (60 ℃~ 80 ℃), escolha o tipo com compensação de alta temperatura.

• Médio: Para ambientes secos, escolha liga de alumínio; para indústrias úmidas/alimentícias, escolha aço inoxidável 304; para ambientes com corrosão química, escolha aço inoxidável 316L.

• Nível de proteção: Para ambientes internos e secos, ≥ IP65; para ambientes úmidos/com lavagem, ≥ IP67; para ambientes subaquáticos ou altamente corrosivos, ≥ IP68.

3) Instalação e Compatibilidade do Sistema

•Método de instalação: Para balanças de bancada, escolha a fixação por parafuso; para dispositivos inteligentes, escolha instalação embutida; para cenários com espaço limitado, priorize modelos micro com comprimento ≤ 30 mm.

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

4) Confirmação de Requisitos Adicionais

• Requisitos de certificação: é necessária certificação FDA/GMP para a indústria de alimentos e farmacêutica, certificação CMC para cenários de medição e certificação OIML para produtos de exportação.

• Funções especiais: para classificação de alta velocidade, selecione um modelo com tempo de resposta ≤ 3 ms; para cenários de baixo consumo de energia, selecione um modelo IoT com corrente em modo de suspensão ≤ 10 μA; para cenários de higiene, selecione um modelo integrado sem roscas ou pontos mortos.

Resumo

O sensor de pesagem de viga paralela possui as vantagens principais de "alta precisão em cargas leves, resistência a cargas descentralizadas e integração conveniente". A solução principal é resolver problemas como pesagem precisa em pequenas faixas, cargas com desvio de material e instalação embutida de equipamentos. A experiência do usuário foca em operação simples, manutenção sem preocupações e custos controláveis. Ao selecionar, devem-se priorizar os quatro requisitos principais de faixa, precisão, espaço de instalação e ambiente, combinando compatibilidade do sistema e decisões sobre funções adicionais. Durante o uso, deve-se evitar sobrecarga e impactos laterais, e seguir rigorosamente as especificações de calibração periódica para garantir funcionamento estável a longo prazo. É adequado para instrumentos de pesagem com carga leve, equipamentos de automação, alimentos e medicamentos e outros campos, sendo a solução ideal de sensores para cenários de pesagem com pequena faixa e formato plano.

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