Sensor de Pesagem de Viga Paralela CZL642F

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 mudanças de resistência, as quais são então convertidas em sinais elétricos padronizados. Eles combinam vantagens como alta precisão sob cargas leves, resistência planar a cargas excêntricas e instalação conveniente, sendo amplamente utilizados em pesagens de pequena escala, medições de força planar e aplicações embutidas. 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 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, excelente capacidade de resistência a cargas excêntricas (capaz de suportar cargas excêntricas planares de ±20% a ±30% da carga nominal) e sem pontos cegos de tensão evidentes.

• Desempenho 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 desempenho de precisão superior ao de sensores semelhantes em cenários de pequena escala de 0,1 kg a 500 kg.

• Material e Proteção: Os elastômeros utilizam comumente liga de alumínio (para aplicações leves), aço-liga (para cenários industriais gerais) ou aço inoxidável 304/316L (para ambientes corrosivos), com tratamento superficial por anodização, niquelagem ou passivação; os níveis de proteção são 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 furos roscados 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 capazes de atender requisitos de pesagem planar com uma única unidade.

Funções principais

• Medição de Força em Cargas Leves: Focado na pesagem estática/quase dinâmica de cargas leves (tempo de resposta ≤4 ms), com faixa que abrange de 0,1 kg a 500 kg, sendo as aplicações mais comuns concentradas na faixa de 1 kg a 200 kg. Modelos micro podem alcançar medição em faixas ultra reduzidas de 0,01 kg.

• Múltiplos Tipos de Saída de Sinal: Fornece sinais analógicos (4-20mA, 0-3V, 0-5V) e sinais digitais (RS485/Modbus RTU, I2C). Modelos micro inteligentes integram módulos de condicionamento de sinal e podem ser conectados diretamente 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 de liga de alumínio) e alguns modelos incluem estruturas amortecedoras antichoque.

• Estabilidade de 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 de longo prazo, como supermercados e laboratórios.

2. Problemas Principais Solucionados

• Precisão insuficiente em cenários de carga leve: Visando resolver o problema de erro excessivo de sensores tradicionais em faixas pequenas abaixo de 10 kg, por meio do design otimizado da tensão da viga, o erro de medição é controlado dentro de ±0,005%FS, solucionando os requisitos de alta precisão em aplicações como pesagem de alimentos e contagem de medicamentos.

• 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 de instalação flexível resolvem os requisitos de instalação embutida em equipamentos automatizados e eletrodomésticos inteligentes, sem necessidade de modificar a estrutura principal do equipamento, 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, sem necessidade de ferramentas profissionais de calibração, a instalação pode ser concluída com uma chave de fenda comum, baixa exigência de planicidade (≤0,1 mm/m), e a depuração por uma única pessoa pode ser concluída em até 10 minutos.

• Baixo nível de operação: Suporta zeragem com um único toque e calibração em ponto único de instrumentos medidores de peso (requer apenas um peso padrão de 100% da carga nominal), modelos digitais podem ser rapidamente calibrados por meio de software para computador, e não especialistas podem operar facilmente.

• Custo extremamente baixo de manutenção: A estrutura totalmente selada reduz a entrada de poeira e umidade, com uma taxa média anual de falha ≤0,2%; o modelo em liga de alumínio é leve (mínimo apenas 5g), fácil de substituir e não requer desmontagem de grandes estruturas durante a manutenção.

• Retorno preciso de dados: Flutuação dos dados de medição estáticos ≤±0,003%FS, sem histerese em cenários quase dinâmicos; modelos digitais possuem função de compensação de deriva zero, não necessitam calibração frequente e apresentam alta estabilidade de dados.

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

4. Cenários típicos de aplicação

1) Instrumentos de Pesagem Leve para Uso Civil e Comercial

• Balanças de precificação para supermercados/balanças eletrônicas de plataforma: unidade sensorial principal de balanças de precificação de 3-30kg, design leve em material de liga de alumínio e características antidistorção por carga excêntrica garantem precisão constante de pesagem em diferentes posições de colocação, com erro ≤±1g.

• Balanças eletrônicas expresso: equipamento de pesagem rápida de 1-50 kg, material em aço inoxidável antifouling e de fácil limpeza, nível de proteção IP67 adequado para ambientes úmidos e poeirentos de pontos de entrega expressa, e suporta pesagem contínua rápida.

• Balanças de cozinha/balanças para confeitaria: balanças de cozinha de alta precisão de 0,01-5 kg, sensores micro de viga paralela alcançam precisão em nível de miligrama, e saída de sinal digital compatível com displays de alta definição, atendendo aos requisitos 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 o peso do produto em tempo real e se integram ao mecanismo classificador, com precisão de classificação de até ±0,1 g.

• Detecção de material em linhas de montagem: detecção de falta de material em linhas de montagem de componentes eletrônicos, determina se materiais estão faltando por meio de pesagem (por exemplo, montagem de bateria de telefone celular), 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 alimentícia e farmacêutica

• Pesagem de ingredientes farmacêuticos: pesagem de matérias-primas em doses pequenas (0,1 - 10 kg) na indústria farmacêutica, com material em aço inoxidável 316L + certificação GMP, superfície polida sem cantos mortos para facilitar desinfecção e esterilização, 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 medidores de força de preensão) e balanças médicas (balanças infantis), com design leve em liga de alumínio para melhorar a portabilidade do equipamento, precisão de até ±0,005%FS.

5) Eletrônicos inteligentes de consumo 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 que permitem o controle inteligente dos equipamentos e aprimoram a experiência do usuário.

• Terminais 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. 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), 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 carga, assegure-se de que a carga atue verticalmente acima do corpo da viga (evite impactos laterais); utilize 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 danificar o corpo da viga por superaperto.

• Especificação 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 instalar modelos micro, recomenda-se deixar uma folga de 5 cm.

• Tratamento de proteção: Em ambientes úmidos, isole o conector do cabo com fita impermeável; na indústria alimentícia, limpe imediatamente a superfície do sensor após o uso para evitar corrosão por resíduos de materiais.

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; se o desvio for 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), registre o valor do sinal de saída, corrija o erro por meio do medidor ou software, garanta 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 carga do sensor, observe a consistência das leituras, o desvio deve ser ≤ ±0,02% FS; caso contrário, o nível de 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 dos parâmetros principais

• 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 por 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 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 resolve problemas como pesagem precisa em pequenas faixas, cargas com desvio de material e instalação embutida de equipamentos. A experiência do usuário foca-se em operação simples, manutenção sem preocupações e custos controláveis. Na seleção, é necessário priorizar os quatro requisitos principais de faixa, precisão, espaço de instalação e ambiente, e depois combinar compatibilidade do sistema e decisões sobre funções adicionais. Durante o uso, devem ser evitadas sobrecargas e impactos laterais, devendo-se seguir rigorosamente as especificações de calibração periódica para garantir funcionamento estável a longo prazo. É adequado para instrumentos de pesagem de carga leve, equipamentos de automação, alimentos, medicamentos e outros campos, sendo a solução sensorial ideal para cenários de pesagem com pequena faixa e formato plano.

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