Датчик взвешивания параллельного типа CZL628

Введение в продукт

Параллельная балка датчиков веса представляют собой чувствительные к силе элементы, основанные на принципе тензосопротивления, с двухлучевым или однолучевым параллельным упругим элементом в качестве основной конструкции. При воздействии силы изгибная деформация луча вызывает изменение сопротивления тензодатчика, которое затем преобразуется в стандартизированный электрический сигнал. Они сочетают в себе такие преимущества, как высокая точность при малых нагрузках, способность противостоять смещенным нагрузкам в плоскости и удобство монтажа, и широко используются в задачах взвешивания на малых диапазонах, измерения плоских усилий и встроенных измерений. Ниже приведены подробные сведения по основным параметрам для удовлетворения потребностей продукт выбора, технической оценки и подготовки решений:

1. Характеристики и функции изделия

Основные характеристики

• Конструктивный дизайн: Использует интегрированную параллельную балочную конструкцию (толщина балки 2–15 мм, длина 20–150 мм) с равномерным распределением напряжений, сосредоточенных в средней части балки, способной выдерживать многонаправленные нагрузки в плоскости, обладает высокой устойчивостью к внецентренным нагрузкам (способна выдерживать внецентренные нагрузки в плоскости ±20% – ±30% от номинальной нагрузки) и не имеет явных зон концентрации напряжений.

• Точность работы: Уровни точности охватывают диапазон C1 – C3, при этом основные модели достигают уровня C2. Погрешность нелинейности ≤ ±0,01% от предела измерений, погрешность воспроизводимости ≤ ±0,005% от предела измерений, температурный дрейф нуля ≤ ±0,002% от предела измерений/°C, а точность выше, чем у аналогичных датчиков в сценариях малых диапазонов измерений от 0,1 кг до 500 кг.

•Материалы и защита: В качестве упругих элементов обычно применяются алюминиевый сплав (для легких сценариев), легированная сталь (для общепромышленных сценариев) или нержавеющая сталь 304/316L (для агрессивных сред), с поверхностной обработкой методом анодирования, никелирования или пассивации; степень защиты обычно IP65/IP67, а для пищевых моделей достигает IP68, что делает их пригодными для различных сложных условий эксплуатации.

•Совместимость по установке: На нижней части предусмотрены стандартизированные монтажные отверстия (резьбовые или гладкие), что позволяет крепить датчики с помощью болтов или клеевого соединения. Некоторые микро-модели могут устанавливаться встраиваемым способом, что подходит для узких монтажных пространств настольных весов и автоматизированного оборудования, а одно устройство может удовлетворять требованиям плоскостного взвешивания.

Основные функции

• Измерение усилия малой нагрузки: Специализация — статическое/квазидинамическое взвешивание малых нагрузок (время отклика ≤ 4 мс), диапазон измерений охватывает 0,1 кг – 500 кг, наиболее распространённые применения сосредоточены в диапазоне 1 кг – 200 кг. Микро-модели обеспечивают сверхмалый диапазон измерений до 0,01 кг.

• Различные типы выходных сигналов: Предоставляет аналоговые сигналы (4–20 мА, 0–3 В, 0–5 В) и цифровые сигналы (RS485/Modbus RTU, I2C). Микроинтеллектуальные модели интегрируют модули согласования сигналов и могут напрямую подключаться к микроконтроллерам и модулям Интернета вещей (IoT).

• Функция защиты безопасности: Оснащён компенсацией температуры в широком диапазоне (-10 °C ~ 70 °C), имеет защиту от перегрузки (150 % - 200 % от номинальной нагрузки, обычно 150 % для моделей из алюминиевого сплава), а некоторые модели включают амортизирующие конструкции, защищающие от ударов.

• Долговременная стабильность: Срок службы по усталости ≥ 10⁷ циклов нагружения, годовой дрейф не более ±0,01% НВ при номинальной нагрузке, подходит для сценариев длительной непрерывной эксплуатации, таких как супермаркеты и лаборатории.

2. Основные решаемые проблемы

• Недостаточная точность при малых нагрузках: В целях решения проблемы чрезмерной погрешности традиционных датчиков в условиях малых диапазонов ниже 10 кг за счёт оптимизированного проектирования напряжения в балке удалось достичь погрешности измерения в пределах ±0,005 % НВ, что решает задачи, требующие высокой точности, такие как взвешивание продуктов и подсчёт количества лекарств.

•Неточный замер плоской эксцентриковой нагрузки: Благодаря равномерному распределению напряжений в параллельной балочной конструкции эффективно компенсируется влияние внецентренной нагрузки, вызванной смещением объекта взвешивания, что решает проблему точности при нефиксированном расположении материалов на настольных весах и сортировочном оборудовании.

• Сложности при интеграции оборудования : Компактная конструкция и гибкий способ установки решают задачу встраивания в автоматизированное оборудование и бытовые приборы для умного дома, устраняя необходимость изменения основной конструкции оборудования и снижая затраты на интеграцию.

• Плохая адаптация к различным условиям окружающей среды: Благодаря улучшению материалов и степени защиты решены проблемы повреждения датчиков и смещения сигнала в условиях повышенной влажности (например, взвешивание в аквакультуре), коррозии (например, взвешивание химических реагентов) и запылённости (например, переработка муки).

• Давление стоимости на малогабаритное оборудование: Один датчик способен удовлетворить требования к плоскостному взвешиванию, что исключает необходимость использования нескольких комбинаций. В то же время применение алюминиевого сплава снижает вес и стоимость изделия, решая проблему контроля затрат для малогабаритных весов и потребительской электроники.

3. пользовательский опыт

• Крайне упрощённый монтаж: Стандартизированные монтажные отверстия и базовые поверхности позиционирования устраняют необходимость использования профессиональных инструментов калибровки, а установка может быть выполнена с помощью обычной отвертки. Требования к плоскостности невысокие (≤0,1 мм/м), один человек может завершить настройку в течение 10 минут.

• Низкий порог эксплуатации: Поддерживает одноклавишную настройку нуля и калибровку в одной точке измерительных приборов (требуется только эталонный груз, составляющий 100% от номинальной нагрузки). Цифровые модели можно быстро откалибровать с помощью компьютерного программного обеспечения, неспециалисты могут легко выполнять операции.

• Крайне низкая стоимость обслуживания: Полностью герметичная конструкция снижает проникновение пыли и влаги, среднегодовая частота отказов ≤0,2 %. Модель из алюминиевого сплава обладает легким весом (минимум всего 5 г), легко заменяется и не требует разборки крупных конструкций при техническом обслуживании.

• Точная обратная связь по данным: Флуктуация статических измеряемых данных ≤±0,003% НВ, отсутствие гистерезиса в квазидинамических сценариях. Цифровые модели оснащены встроенной функцией компенсации нулевого дрейфа, что устраняет необходимость частой калибровки и обеспечивает высокую стабильность данных.

• Хорошая адаптируемость к интеграции: Микромодель имеет небольшой размер (минимальный размер 20 мм × 10 мм × 5 мм), может быть встроена внутрь умных устройств без влияния на дизайн внешнего вида устройства. Выходной сигнал совместим с основными мини-контроллерами, подключение и использование без дополнительной настройки.

4. Типовые сценарии применения

1) Гражданские и коммерческие измерительные приборы для легких нагрузок

• Весы для ценообразования в супермаркетах/электронные платформенные весы: основной измерительный элемент весов с диапазоном 3–30 кг, выполнен из алюминиевого сплава, отличается легким дизайном. Характеристика устойчивости к внецентренной нагрузке обеспечивает постоянную точность взвешивания в различных положениях размещения, погрешность ≤±1 г.

• Электронные весы для посылок: оборудование для взвешивания посылок весом 1–50 кг, изготовлено из нержавеющей стали, устойчиво к загрязнениям и легко очищается. Степень защиты IP67 подходит для влажной и пыльной среды пунктов выдачи посылок, поддерживает быстрое и непрерывное взвешивание.

• Кухонные весы/весы для выпечки: высокоточные кухонные весы 0,01–5 кг, с микроскопическими параллельными датчиками, обеспечивающими точность на уровне миллиграммов. Цифровой выходной сигнал совместим с дисплеями высокой чёткости, соответствует требованиям точного дозирования ингредиентов.

2) Промышленное автоматизированное оборудование

• Автоматическое сортировочное оборудование: весовые сортировщики в пищевой и металлообрабатывающей промышленности, устанавливаемые под конвейерной лентой, осуществляют реальное измерение веса продукции и связаны с механизмом сортировки, точность сортировки достигает ±0,1 г.

• Обнаружение материалов на сборочных линиях: обнаружение нехватки материалов на линиях сборки электронных компонентов, определение отсутствия материалов путем взвешивания (например, сборка аккумуляторов для мобильных телефонов), время отклика ≤4 мс, подходит для высокоскоростных конвейеров.

• Контроль дозирования упаковочных автоматов: дозирующее взвешивание для упаковочных машин мелких частиц/порошков, модели с точностью C2 обеспечивают погрешность веса на пакет ≤ ±0,2 %, соответствуют метрологическим стандартам.

3) Пищевая и фармацевтическая промышленность

• Взвешивание фармацевтических ингредиентов: взвешивание сырья малых дозировок (0,1–10 кг) в фармацевтической промышленности, материал — нержавеющая сталь 316L + сертификация GMP, поверхность отполирована, без мертвых зон, легко поддается дезинфекции и стерилизации, точность ≤ ±0,01 % НВ.

• Взвешивание водных продуктов/мяса: Оборудование для резки и взвешивания на бойнях и рынках морепродуктов, с водонепроницаемым и антикоррозийным исполнением (IP68), может напрямую мыться, подходит для влажных условий и сред с высоким содержанием влаги.

4) Научные исследования и экспериментальное оборудование

• Взвешивание в биологических экспериментах: Взвешивание реагентов и образцов в лабораториях, ультрамалые модели по диапазону (0,01–1 кг) могут удовлетворить высокоточные требования при выращивании микроорганизмов и дозировке химических реагентов.

• Измерение усилия в медицинском оборудовании: Измерение силы/веса в реабилитационном оборудовании (например, динамометрах для кисти) и медицинских весах (детские весы), с легкой конструкцией из алюминиевого сплава для повышения портативности оборудования, точность до ±0,005% от предела шкалы.

5) Умная бытовая электроника и устройства интернета вещей

• Умная бытовая техника: определение веса белья в стиральных машинах, взвешивание контейнеров для кофейных зёрен в кофемашинах, микровстраиваемые датчики обеспечивают интеллектуальное управление оборудованием и улучшают пользовательский опыт.

• Конечные точки IoT: контроль веса умных полок и умных мусорных баков, энергоэффективные цифровые модели с поддержкой беспроводной передачи NB-IoT, подходят для сценариев удаленного управления в IoT.

5. Способ использования (практическое руководство)

1) Процесс установки

• Подготовка: очистите поверхность установки (удалите жирные пятна и заусенцы), проверьте внешний вид датчика (отсутствие деформации несущей балки, повреждений кабеля), выберите соответствующие монтажные болты в зависимости от диапазона (избегайте использования высокопрочных болтов для моделей из алюминиевого сплава).

• Позиционирование и фиксация: устанавливайте датчик горизонтально на несущей поверхности, обеспечьте вертикальное воздействие нагрузки строго над корпусом луча (избегайте боковых ударов); используйте динамометрический ключ для затяжки болтов (5–10 Н·м для моделей из алюминиевого сплава, 10–20 Н·м для легированной стали), не допускайте чрезмерного затягивания, которое может повредить корпус луча.

• Спецификации проводки: для аналоговых сигналов соблюдайте подключение "красный — питание +, черный — питание -, зеленый — сигнал +, белый — сигнал -"; для цифровых сигналов подключайтесь в соответствии с определением контактов; избегайте натяжения кабеля при подключении микромоделей, рекомендуется оставить резервную длину 5 см.

• Защитная обработка: в условиях повышенной влажности герметизируйте соединитель кабеля водонепроницаемой лентой; в пищевой промышленности своевременно очищайте поверхность датчика после использования, чтобы избежать коррозии от остатков материалов.

2) Калибровка и настройка

• Калибровка нуля: включите питание и прогрейте в течение 10 минут, выполните команду «калибровка нуля», убедитесь, что выходной сигнал на нуле находится в пределах ±0,001 %FS; если отклонение слишком велико, проверьте, является ли монтажная поверхность ровной.

• Калибровка нагрузки: Установите стандартный груз, равный 100% номинальной нагрузки (используйте стандартные гири в сценариях с малым диапазоном), запишите значение выходного сигнала, скорректируйте погрешность с помощью измерителя или программного обеспечения, убедитесь, что погрешность ≤ допустимому значению соответствующего класса точности (класс C2 ≤ ±0,01%FS).

• Испытание на внецентренную нагрузку: установите одинаковый груз в разных точках несущей поверхности датчика, оцените стабильность показаний, отклонение должно быть ≤ ±0,02% НВ, в противном случае необходимо отрегулировать уровень установки.

3) Ежедневное техническое обслуживание

• Регулярный осмотр: очищайте поверхность датчика каждую неделю, проверяйте надежность подключения проводов каждый месяц; калибруйте весы супермаркета каждый квартал, а лабораторное оборудование — каждый месяц.

• Устранение неисправностей: при смещении данных сначала проверьте напряжение питания (стабильное в диапазоне 5–24 В постоянного тока, обычно 5 В для микромоделей); при аномальных показаниях проверьте наличие перегрузки (модели из алюминиевого сплава склонны к постоянной деформации при перегрузке) и при необходимости замените датчик.

6. Метод выбора (точное соответствие требованиям)

1) Определение основных параметров

• Выбор диапазона: выбирайте в соответствии с 1,2–1-кратным значением максимального фактического веса (например, при максимальном весе 10 кг подойдёт датчик на 12–14 кг), избегайте снижения точности из-за слишком большого диапазона при малых нагрузках.

• Уровень точности: для лабораторных/медицинских применений выбирайте уровень C1 (погрешность ≤ ±0,005 % НВХ), для промышленных измерений — уровень C2 (погрешность ≤ ±0,01 % НВХ), для бытовых весов — уровень C3 (погрешность ≤ ±0,02 % НВХ).

• Тип сигнала: для бытовых весов выбирайте аналоговый сигнал (0–5 В), для интеллектуальных устройств — цифровой сигнал (I2C/RS485), для сценариев IoT — модели с беспроводными модулями.

2) Выбор по устойчивости к внешним условиям

• Температура: для обычных условий (-10 ℃~ 60 ℃) выбирайте стандартную модель; для условий низкотемпературного охлаждения (-20 ℃~ 0 ℃) — модель с устойчивостью к низким температурам; для высокотемпературных условий (60 ℃~ 80 ℃) — модель с высокотемпературной компенсацией.

• Среда: для сухих условий выбирайте алюминиевый сплав; для влажных/пищевых производств — нержавеющую сталь 304; для агрессивных химических сред — нержавеющую сталь 316L.

• Степень защиты: для сухих помещений — ≥ IP65; для влажных/промываемых условий — ≥ IP67; для подводных или сильно агрессивных сред — ≥ IP68.

3) Установка и совместимость системы

• Способ монтажа: для настольных весов выбирайте крепление на болтах; для умных устройств — встраиваемый монтаж; при ограниченном пространстве отдавайте предпочтение компактным моделям длиной ≤ 30 мм.

• Совместимость: Убедитесь, что напряжение питания и тип сигнала датчика соответствуют контроллеру. Для микро-моделей проверьте распиновку, чтобы избежать ошибок подключения и выхода модуля из строя.

4) Подтверждение дополнительных требований

• Требования к сертификации: для пищевой и фармацевтической промышленности требуется сертификация FDA/GMP, для измерительных применений — сертификация CMC, а для экспортной продукции —

Требуется сертификация OIML.

• Специальные функции: для высокоскоростной сортировки выберите модель с временем отклика ≤ 3 мс; для сценариев с низким энергопотреблением выберите модель IoT с током в режиме сна ≤ 10 мкА; для гигиенических условий выберите интегрированную модель без резьбы и мертвых зон.

РЕЗЮМЕ

Датчик веса с параллельным лучом обладает ключевыми преимуществами «высокая точность при малой нагрузке, устойчивость к смещённой нагрузке, удобная интеграция». Основное решение направлено на устранение таких проблем, как точное взвешивание на малых диапазонах, смещение материала под нагрузкой и встроенная установка оборудования. Пользовательский опыт сосредоточен на простоте эксплуатации, отсутствии необходимости в обслуживании и контролируемой стоимости. При выборе следует в первую очередь учитывать четыре основных требования: диапазон, точность, место для установки и условия окружающей среды, а также принимать во внимание совместимость системы и дополнительные функции. В процессе эксплуатации необходимо избегать перегрузок и боковых ударов, строго соблюдать регулярную калибровку, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу. Подходит для приборов взвешивания с малой нагрузкой, автоматизированного оборудования, пищевой и фармацевтической промышленности и других областей, являясь оптимальным решением для сенсоров в сценариях малых диапазонов и плоского взвешивания.

Детальное отображение

Параметры