Senzor de forță tip S CZL302AC

Introducerea produsului

Celula de încărcare de tip S este un element de detecție sensibil la forță, bazat pe principiul rezistiv la deformație, având ca structură principală un elastomer simetric în formă de S. Atunci când este supusă unei forțe, deformarea la întindere sau compresiune a elastomerului determină modificarea rezistenței țesutului de deformare, care este apoi transformată în semnale electrice standardizate. Aceasta combină avantaje precum capacitatea de susținere a forței în ambele direcții, instalare flexibilă și precizie stabilă, fiind utilizată în mod frecvent în scenarii de măsurare pentru forțe de întindere, compresiune și forțe compuse în sarcini medii și reduse. Detaliile următoare sunt prezentate din dimensiunile principale pentru a satisface nevoile produs selecție, evaluare tehnică și redactare a soluțiilor:

1. Caracteristici și funcții ale produsului

Caracteristici de bază

Proiectarea structurală: Adoptă o structură integrată din elastomer în formă de S (grosime 5-30 mm, lungime 30-200 mm), cu distribuție concentrată și simetrică a efortului, suportă forțe bidirecționale (se pot măsura atât tracțiunea, cât și compresiunea), are capacități puternice de rezistență la torsiune și forțe transversale (poate rezista unor forțe transversale de ±10%-±15% din sarcina nominală) și eficiență ridicată de transmitere a forței.

• Performanță de precizie: Nivelele de precizie acoperă domeniul C2-C6, modelele principale atingând clasa C3, eroare de neliniaritate ≤±0,02%FS, eroare de repetabilitate ≤±0,01%FS, derivă zero ≤±0,003%FS/℃ și atenuare redusă a preciziei în scenariile de măsurare dinamică pentru sarcini mici și medii.

• Material și protecție: Elastomerul utilizează în mod obișnuit oțel aliat de înaltă rezistență (rezistență la curgere ≥850MPa) sau oțel inoxidabil 304/316L, cu suprafața tratată prin nichelare sau acoperire cu pulbere (tratament de pasivare pentru tipurile rezistente la coroziune); gradul de protecție este în mod tipic IP65/IP67, iar modelele personalizate pentru medii umede pot atinge IP68, fiind potrivite pentru aplicații industriale generale și unele medii speciale.

• Compatibilitate instalare: Ambele capete sunt prevăzute cu filete interioare, filete exterioare sau structuri cu inel de ridicare, permițând diverse metode de montare, cum ar fi cârlige, inele de ridicare și flanșe, oferind un spațiu flexibil de instalare și adaptabile la scenarii cu forțe multidirecționale, cum ar fi cele verticale, orizontale și înclinate, fiind utilizate în principal independent.

Funcții Principale

• Măsurare forță bidirecțională: Suportă măsurarea statică/dinamică a tracțiunii și compresiunii (timp de răspuns ≤6ms), cu o gamă de măsurare cuprinsă între 0,01t-50t, aplicațiile obișnuite fiind concentrate în intervalul 0,1t-20t, iar unele modele de înaltă precizie pot măsura intervale mici de 0,001t.

• Ieșire semnal standardizat: Oferă semnale analogice (4-20mA, 0-5V, 0-10V) și semnale digitale (RS485/Modbus RTU), iar unele modele inteligente suportă protocolul Profibus, permițând conectarea directă la instrumente de cântărire, PLC-uri, ecrane tactice industriale și alte dispozitive.

• Funcții de siguranță și protecție: Integrează compensarea temperaturii pe o gamă largă de temperaturi (-20℃~80℃), are protecție la suprasarcină (120%-200% din sarcina nominală, de obicei 150% în scenariile de tracțiune) și unele modele includ pivoți de poziționare anti-răsucire și soluții constructive anti-extragere pentru cablu.

• Stabilitate pe termen lung: Durata de viață la oboseală ≥10⁶ cicluri de încărcare, deriva anuală ≤±0,02%FS în condiții de sarcină nominală, potrivit pentru scenarii de monitorizare a forței intermitente sau continue.

2. Problemele Cheie Rezolvate

• Dificultăți în măsurarea forței bidirecționale: Abordează limitarea senzorilor tradiționali care pot măsura forța doar într-o singură direcție; structura în formă de S poate măsura cu precizie atât forțele de tracțiune, cât și cele de compresiune simultan (cum ar fi variațiile de forță în timpul ridicării și coborârii materialelor), satisfăcând necesitatea monitorizării bidirecționale a forței în scenarii precum ridicarea și tragerea.

• Adaptabilitate la scenarii complexe de instalare: Datorită metodelor flexibile de conectare și a unei structuri compacte, rezolvă provocările de instalare în echipamente cu spațiu limitat și forțe aplicate sub unghiuri multiple. aplicație (cum ar fi cântărirea jgărilor înclinate și monitorizarea tensiunii liniilor de transport suspendate), eliminând necesitatea modificărilor majore ale structurii echipamentelor.

• Precizie insuficientă la sarcini ușoare/domenii mici: În scenariul de gamă mică de 0,1t - 5t, prin optimizarea poziției de lipire a celulei tensometrice și a proiectării stresului elastomerului, eroarea de măsurare este controlată în limitele ±0,01%FS, îndeplinind cerințele de înaltă precizie ale aplicațiilor cu sarcină ușoară din laboratoare, procesarea alimentelor etc.

• Monitorizarea fluctuațiilor dinamice ale tensiunii: Cu un timp de răspuns ≤ 6 ms, poate capta cu acuratețe fluctuațiile de tensiune în timpul proceselor continue de producție a cablurilor, filmelor etc., rezolvând problemele de calitate ale produselor cauzate de tensiunea instabilă în industrii precum textilele și tipografiile.

• Probleme de compatibilitate în colaborarea între mai multe echipamente: Ieșirea standardizată a semnalului și suportul pentru mai multe protocoale rezolvă obstacolele de conectare cu sistemele de control ale diferitelor mărci (cum ar fi PLC-urile din seria Siemens S7 și DCS Delta), reducând erorile și costurile legate de conversia semnalului.

3. Utilizator Experiență

• Comoditate la instalare: Interfețe standardizate filetate/cu inel, împreună cu piese de conectare standard (cum ar fi șuruburi și clemă), nu necesită unelte speciale de instalare. O singură persoană poate finaliza instalarea și poziționarea unui singur senzor în maxim 15 minute, cu cerințe reduse privind planitatea suprafeței de instalare (este suficientă o eroare de planitate ≤ 0,1 mm/m).

• Funcționare și calibrare: Permite zerozarea prin apăsarea unei taste pe instrumentul de cântărire, simplifică procesul de calibrare în două puncte (necesitând doar mase etalon de 10% și 100% din sarcina nominală), iar modelele digitale pot fi calibrate la distanță prin intermediul unei aplicații mobile sau al calculatorului principal, permițând utilizatorilor neexperimentați să opereze rapid.

• Costuri de întreținere controlabile: Structura etanșată izolează eficient praful și umiditatea, având o rată anuală medie de defectare ≤ 0,4%; designul modular al componentelor principale ( traductoare de tensiune , blocuri terminale) permite înlocuirea individuală a defecțiunilor locale, reducând costurile totale de înlocuire.

• Feedback intuitiv al datelor: Fluctuația datelor de măsurare statică ≤ ±0,005%FS, fără întârziere evidentă în scenariile dinamice; modelele digitale sunt echipate cu avertizări integrate pentru suprasarcină, tensiune scăzută etc., afișate vizual prin lumini indicatoare sau interfețe software pentru o depanare ușoară și rapidă.

• Adaptabilitate flexibilă la scenarii: Același senzor poate comuta între modurile de măsurare la tracțiune/comprimare fără înlocuirea hardware-ului, satisfăcând cerințele echipamentelor partajate între mai multe procese și îmbunătățind utilizarea echipamentelor.

4. Scenarii tipice de aplicare

1) Scenarii de măsurare la tracțiune/tensiune

• Controlul tensiunii cablului/șnurului: Monitorizarea tensiunii mașinilor de tras cabluri din industria textilă și cea a cablurilor. Senzorii de tip S sunt conectați în serie la mecanismul de tracțiune, oferind o retroalimentare în timp real a valorilor de tensiune și ajustând viteza de tracțiune în mod coordonat pentru a asigura un diametru uniform al cablului.

• Testarea la tracțiune a materialelor: Măsurarea tracțiunii mașinilor de testare a materialelor în laboratoare. Modelele de precizie C2 pot satisface cerințele de testare a rezistenței la tracțiune a materialelor precum firele metalice și filmele plastice, având o eroare de repetabilitate a datelor ≤ ±0,01%.

• Monitorizarea la tracțiune a echipamentelor de ridicat: Controlul limitării sarcinii pentru macarale mici și troliuri electrice. Instalat între cârlig și braț, declanșează o alarmă și întrerupe alimentarea în caz de suprasarcină, asigurând siguranța în funcționare.

2) Scenarii de cântărire suspendată

• Cântărirea buncărelor/rezervoarelor suspendate: Cântărirea buncărelor de dozare suspendate din industria chimică și furajeră. Unul sau două senzori sunt suspendați și instalați simetric pentru a remedia problema spațiului insuficient la sol, având o precizie de până la ±0,02%FS.

• Cântărire suspendată în prelucrarea alimentelor: Cântărire și sortare suspendată în industria de tăbăcire și produse acvatice. Modelele din oțel inoxidabil (316L) respectă standardele de igienă alimentară, sunt ușor de curățat și dezinfectat și se pretează pentru operațiuni pe bandă rulantă.

3) Producția de instrumente de cântărire mici și mijlocii

• Cântare cu cârlig/Cântare portabile: Unități senzoriale principale pentru cântare cu cârlig de 0,5t - 20t. Structura lor compactă este potrivită pentru proiectarea carcasei cântarului, iar rezistența la impact poate suporta suprasarcini instantanee în timpul operațiunilor de ridicare.

• Cântare de bandă/Cântare dinamice: Module de cântărire dinamică pentru benzi transportoare. Instalate pe suportul rolei benzii, calculează indirect greutatea materialului prin măsurarea tensiunii benzii, adaptându-se la scenarii de transport continuu.

4) Echipamente pentru cercetare științifică și experimente

• Testare biomecanică: Monitorizarea valorii forței pentru echipamente medicale de recuperare (de exemplu, testarea forței protezelor). Modelele de gamă mică, înalt precizie (0,01t - 1t) pot capta modificări subtile ale valorii forței.

• Controlul forței la capătul roboților: Retragerea forței pentru mecanismul de prindere al roboților industriali. Prin măsurarea forței de prindere, forța de strângere este ajustată pentru a evita deteriorarea pieselor delicate (cum ar fi sticla și ceramica).

5) Aplicații speciale în industrie

• Industria farmaceutică: Controlul presiunii la mașinile de umplere a capsulelor farmaceutice. Modelele din oțel inoxidabil igienic respectă standardele GMP, controlând cu precizie presiunea de umplere pentru a asigura o dozare uniformă a capsulelor.

• Industria tipografică și de ambalare: Monitorizarea tensiunii mașinilor de imprimare a foliilor. Ajustarea în timp real a vitezelor de derulare și de rulare previne întinderea, deformarea sau ruperea foliei, îmbunătățind precizia imprimării.

5. Instrucțiuni de utilizare (Ghid practic)

1) Procesul de instalare

• Pregătire: Curățați punctele de conexiune pentru instalare (eliminați bavurile și petele de ulei), verificați aspectul senzorului (fără deformări ale elastomerului, fără deteriorări ale cablului) și selectați metoda corectă de conectare în funcție de direcția forței (alegeți un inel de ridicare pentru tracțiune și fixare cu șuruburi pentru compresiune).

• Poziționare și fixare: Asigurați-vă că sarcina este transmisă în direcția axială a senzorului pentru a evita forțele laterale și cele de torsiune; utilizați o cheie dinamometrică la strângerea șuruburilor (se recomandă 10-30 N·m pentru senzori din oțel aliat, 8-25 N·m pentru cei din oțel inoxidabil) pentru a preveni strângerea excesivă care ar putea deteriora filetul.

• Specificații cablare: Pentru semnale analogice, urmați regula „roșu - alimentare +, negru - alimentare -, verde - semnal +, alb - semnal -”; pentru semnale digitale, conectați conform corespondenței pinilor Modbus; cablul trebuie fixat ferm pentru a evita tracțiuni mecanice, iar cablarea trebuie menținută departe de surse puternice de interferențe, cum ar fi convertizoarele de frecvență (distanță ≥ 20 cm).

• Tratament de protecție: Pentru instalarea în exterior, trebuie adăugată o acoperiș impermeabil; într-un mediu umed/coroziv, conectica cablurilor trebuie plasată într-o cutie de derivare etanșă, iar suprafața senzorului poate fi acoperită cu ulei alimentar anticoroziv (pentru industria alimentară).

2) Calibrare și reglare

• Calibrare la zero: Pornește alimentarea și preîncălzește timp de 15 minute, execută comanda „calibrare la zero”, asigură-te că ieșirea la zero este în limitele ±0,002% FS, iar dacă abaterea este prea mare, verifică dacă există forțe laterale în instalație.

• Calibrare sarcină: Așezați în mod secvențial mase etalon de 10%, 50% și 100% din sarcina nominală, înregistrați semnalele de ieșire pentru fiecare punct, corectați eroarea liniară prin software de calibrare și asigurați-vă că eroarea ≤ valoarea admisibilă pentru nivelul de precizie corespunzător (≤±0,02% FS pentru clasa C3).

• Depanare dinamică: În scenarii dinamice, cum ar fi monitorizarea tensiunii, ajustați frecvența filtrului aparatului (5-12 Hz) pentru a echilibra viteza de răspuns și stabilitatea datelor, evitând astfel alarmele false cauzate de fluctuațiile înalt frecvență.

3) Întreținere curentă

• Verificare periodică: Curățați suprafața senzorului lunar, verificați dacă conexiunile filetate sunt slăbite; efectuați calibrarea la zero o dată pe trimestru, realizați calibrarea completă la scară o dată pe an și înregistrați datele de calibrare pentru referință ulterioară.

• Gestionarea defecțiunilor: Atunci când apar abateri ale datelor, verificați mai întâi tensiunea sursei de alimentare (stabilă la 12–24 V CC); atunci când nu există semnal de ieșire, verificați dacă cablul este rupt sau dacă senzorul este suprasolicitat (peste 200% din sarcina nominală poate cauza deteriorări).

6. Metodă de selecție (potrivire exactă a cerințelor)

1) Determinarea parametrilor principali

• Selectarea domeniului: Alegeți modelul conform valorii reale maxime a forței înmulțite cu 1,2 – 1,5 (de exemplu, dacă forța maximă de tracțiune este de 8t, se poate selecta un senzor de 10 – 12t). În cazul forțelor de tracțiune, se recomandă rezervarea unei marje suplimentare de suprasarcină de 10% pentru a evita deteriorarea datorită sarcinilor de impact.

• Clasa de precizie: Pentru testele de laborator, selectați clasa C2 (eroare ≤ ±0,01%FS); pentru metrologia industrială, selectați clasa C3 (eroare ≤ ±0,02%FS); pentru monitorizare generală, selectați clasa C6 (eroare ≤ ±0,03%FS).

• Tip semnal: Pentru instrumentele tradiționale de cântărire, selectați semnale analogice (4 - 20mA); pentru sistemele inteligente, selectați semnale digitale (RS485); pentru scenarii de tip IoT industrial, selectați modele inteligente cu transmisie fără fir (WiFi/4G).

2) Selectare în funcție de adaptabilitatea la mediu

• Temperatură: Pentru scenarii normale (-20°C ~ 60°C), selectați modele obișnuite; pentru scenarii cu temperaturi înalte (60°C ~ 100°C), selectați modele compensate la temperaturi ridicate; pentru scenarii cu temperaturi joase (-40°C ~ -20°C), selectați modele rezistente la temperaturi joase.

• Mediul: Pentru medii uscate, selectați oțel aliat (cu acoperire superficială praf); pentru industriile umede/alimentare, selectați oțel inoxidabil 304; pentru medii cu coroziune chimică, selectați oțel inoxidabil 316L. • Clasa de protecție: Pentru medii interioare uscate, ≥IP65; pentru medii exterioare/umede, ≥IP67; pentru medii subacvatice sau cu praf intens, ≥IP68.

3) Instalare și compatibilitate cu sistemul

• Metoda de instalare: Pentru aplicații cu forță de tracțiune, selectați conexiunea cu inel; pentru aplicații cu presiune, selectați fixarea cu șurub; pentru aplicații cu forță înclinată, selectați modele cu pivoți de poziționare; pentru spații limitate, prioritizați modele compacte cu lungimea ≤50 mm.

• Compatibilitate: Asigurați-vă că semnalul senzorului corespunde protocolului de comunicare al contorului/PLC existent. Atunci când mai mulți senzori funcționează împreună, selectați modele digitale care să permită setarea adresei pentru a evita conflictele de semnal.

4) Confirmarea cerințelor suplimentare

• Cerințe de certificare: Pentru scenarii antiexplozive, este necesară certificarea Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4; pentru industria alimentară, este necesară certificarea FDA/GMP; pentru scenarii de metrologie, este necesară certificarea CMC.

• Funcții speciale: Pentru monitorizarea dinamică a tensiunii, selectați modele cu un timp de răspuns ≤5ms; pentru monitorizarea la distanță, selectați modele cu modul NB-IoT; pentru scenarii igienice, selectați modele igienice cu finisare fără unghiuri moarte (Ra ≤0,8μm).

Rezumat

Celulele de încărcare de tip S au ca avantaje principale „capacitatea de a suporta forțe bidirecționale, instalare flexibilă și precizie ridicată la sarcini ușoare”, abordând în principal probleme precum monitorizarea forțelor bidirecționale, instalarea în scenarii complexe și controlul precis la sarcini ușoare. Experiența utilizatorului se concentrează pe operare ușoară, întreținere fără complicații și adaptabilitate puternică la diverse scenarii. La alegerea unei celule de încărcare, este necesar să se clarifice mai întâi domeniul, precizia, direcția forței și cerințele de mediu, apoi să se ia decizia în funcție de compatibilitatea cu sistemul și funcțiile suplimentare. În timpul utilizării, trebuie evitate forțele laterale și suprasarcinile, iar procedurile de calibrare trebuie urmate riguros pentru a asigura o funcționare stabilă pe termen lung. Este potrivită pentru aplicații precum măsurarea tensiunii, cântărirea suspendată și instrumentele de cântărire la sarcini ușoare, reprezentând soluția preferată de senzorizare pentru scenariile de monitorizare a sarcinilor medii, joase și bidirecționale.

Afişare detaliată

Parametrii