Hliníkový mikrosenzor CZL616C

Úvod do produktu

Senzory pre váženie v mikromeriadkoch sú kompaktné zariadenia na meranie hmotnosti, ktoré sú vyvinuté na základe efektu deformácie. Ich kľúčový mechanizmus spočíva v prevode hmotnostných signálov na merateľné elektrické signály prostredníctvom mikrocitlivých štruktúr (napr. elastoméry so snímačmi deformácie). Tieto senzory, ktoré zvyčajne merajú niekoľko až desiatky kubických centimetrov, pracujú v rozsahu od gramov po kilogramy a kombinujú dvojité výhody kompaktných rozmerov a vysokého presnosti. Keďže ide o nevyhnutnú súčasť pre aplikácie váženia v miniaturizovaných a priestorovo obmedzených podmienkach, sú široko využívané v lekárskych prístrojoch, spotrebnej elektronike, inteligentných zariadeniach a vedeckom výskume, pričom tvoria kľúčový základ pre snímanie hmotnosti v zariadeniach mikromeriadkového formátu.

1. Základné vlastnosti a funkcie

1) Základná vlastnosť miniaturizácie

• Ultra-kompaktny a ľahký: Štandardné veľkosti sa pohybujú od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, pričom niektoré vlastné modely dosahujú milimetrové rozmery a vážia len 0,1 g až 5 g. To umožňuje bezproblémovú integráciu do tesných priestorov, ako sú chytré hodinky alebo skrinky mikročerpadiel, bez poškodenia konštrukčnej integrity zariadenia.

• Kompaktný dizajn: Väčšina modelov má integrované balenie, ktoré kombinuje citlivé komponenty a obvody na úpravu signálu v mikroskopickom puzdre. Niektoré varianty podporujú tenké možnosti montáže, ako je povrchová montáž (SMT) alebo spoje s vývodmi, čo je kompatibilné s priamym spájkovaním na dosku plošných spojov alebo rýchlou montážou typu snap-fit.

2) Výhody hmotnostných vlastností

• Presné meranie v širokom rozsahu: Systém pokrýva rozsah od 0,1 g do 50 kg, s presnosťou merania ±0,01 % ZH až ±0,1 % ZH a rozlíšením až 0,001 g. Spĺňa tak požiadavky laboratórií na váženie vzoriek na úrovni mikrogramov, ako aj potreby spotrebnej elektroniky na monitorovanie hmotnosti na úrovni gramov.

• Rýchla dynamická odozva: S dobou odozvy ≤10 ms zachytáva okamžité zmeny hmotnosti v reálnom čase, ako napríklad rýchle váženie pri malých zaťaženiach na automatických triediacich linkách alebo monitorovanie rýchlosti kvapkania pri lekárskych infúziách, čím zabraňuje meracím odchýlkam spôsobeným oneskorením signálu.

• Stabilná odolnosť voči rušeniu: Vstavaný modul kompenzácie teploty (prevádzková teplota -10 ℃ až 60 ℃) kompenzuje kolísanie okolitej teploty. Vďaka diferenciálnemu výstupnému signálu alebo elektromagnetickej ochrane účinne odoláva rušeniu vnútorných obvodov a zabezpečuje stabilitu údajov.

3) Funkcie integrácie a kompatibility

• Kompatibilita s viacerými výstupmi: Podporuje analógové signály (0-5 V, 4-20 mA) a digitálne signály (I2C, SPI, UART), čo umožňuje priame pripojenie k mikrokontrolérom, jednočipovým mikropočítačom a kompaktným PLC bez potreby dodatočných modulov na zosilnenie signálu.

• Kompatibilita materiálu a prostredia: Citlivé komponenty sú vyrobené hlavne z nehrdznutej ocele 316L, zliatiny titánu alebo technických plastov s korózne odolnými skleneniami. Tieto komponenty sú kompatibilné s rôznymi médiámi na váženie vrátane lekárskych tekutín, potravinových zložiek a elektronických súčiastok, čím účinne zabraňujú kontaminácii alebo koróznemu poškodeniu.

• Výkon s nízkou spotrebou: Spotreba prúdu v pohotovostnom režime ≤10 mA, ktorá klesne až na 10 μA v režime spánku, ideálne pre batériou napájané prenosné zariadenia (napr. ručné váhy, chytré nositeľné zariadenia) na predĺženie životnosti batérie.

2. Kľúčové problémy v priemysle, ktoré je potrebné riešiť

V prípadoch merania malých zaťažení a miniaturizovaného váženia sa tradičné snímače hmotnosti (napr. snímače podlahových váh alebo priemyselné vážiace moduly) stretávajú s výzvami, ako je nadmerná veľkosť, vysoká spotreba energie, nedostatočná presnosť a obtiažna integrácia. Mikrovážne snímače špecificky riešia tieto hlavné problémy:

• Výzvy pri integrácii mikro-zariadení: Riešenie neschopnosti tradičných snímačov byť zabudované do kompaktných zariadení, ako je funkcia monitorovania hmotnosti v inteligentných náramkoch alebo kontrola dávkovania kvapalín v miniaturizovaných lekárskych čerpadlách, dosiahnutím funkcie váženia aj miniaturizácie prostredníctvom kompaktného dizajnu.

• Problém merania malých zaťažení a vysokého rozlíšenia: Riešenie problému nedostatočnej presnosti tradičných snímačov pri vážení v gramovej a miligramovej škále, ako napríklad váženie mikrosúčiastok v laboratóriu alebo detekcia hmotnosti vývodov elektronických súčiastok, za účelom poskytnutia spoľahlivých údajov pre presnú výrobu a vedecký výskum.

• Výzvy energetickej účinnosti pre prenosné zariadenia: Riešenie problému krátkej výdrže batérie spôsobenej vysokou spotrebou tradičných snímačov, ako napríklad u prenosných váh na zásielky alebo zariadení na váženie vzoriek v teréne, pričom tieto zariadenia disponujú nízkou spotrebou energie, čo predlžuje ich prevádzkový čas pri jednom nabití.

• Komplexné obmedzenia priestoru inštalácie: rieši požiadavky na váženie v obmedzených alebo štrukturálne jedinečných prostrediach, ako je váženie vnútorných komponentov pre automatizované zariadenia a monitorovanie hmotnosti tekutín v potrubiach, pomocou povrchových alebo zabudovaných inštalácií na prekonanie priestorových obmedzení.

• Kompatibilita signálu v viacerých scenároch: rieši nezrovnalosti medzi tradičnými senzorovými signálmi a jednotkami mikrokontrolérov. Digitálny výstupný model signálu môže priamo komunikovať s mikrokontrolérmi (MCU), čím sa zjednodušuje konštrukcia obvodov pre kompaktné zariadenia a znižujú náklady na výskum a vývoj.

3. Výhody používateľskej skúsenosti

• Vysoká pohodlnosť integrácie: Štandardizované rozloženie kolíkov a rozmery balenia umožňujú priame spájanie PCB alebo upevňovanie bez zložitých mechanických štruktúr, čím sa čas integrácie skráti na menej ako 30 minút a výrazne sa zvýši efektívnosť výroby zariadení.

• Proces ladenia je priamočiary: digitálne modely signálov umožňujú kalibráciu nulového bodu a rozsahu jedným kliknutím prostredníctvom príkazov, zatiaľ čo modely analógových signálov vyznačujú vynikajúcou linearitou. Stačí základné ladenie obvodu a môžu byť okamžite nasadené, čo výrazne zníži technickú bariéru pre vývojové tímy.

• Vysoko spoľahlivý výkon: kompenzácia teploty a návrh odolný voči rušeniu zabezpečujú drift údajov ≤±0,05 % FS/rok, čo eliminuje potrebu častého kalibrovania pri prenosných alebo zabudovaných aplikáciách a výrazne zníži požiadavky na údržbu.

• Prispôsobiteľný výber: široká škála modelov s rôznymi rozsahmi merania, typmi signálov a spôsobmi inštalácie. Môžete si vybrať priamo na základe veľkosti zariadenia, napätia napájania a požiadaviek na presnosť. Niektorí výrobcovia navyše podporujú výrobu malých sérií na mieru, aby vyhoveli individuálnym potrebám.

• Kontrola nákladov je rozumná: jednotkový náklad možno pri hromadnom nákupe udržať na úrovni desiatok až stoviek yuanov, čo je viac ako o 50 % nižšie v porovnaní s prispôsobeným mikro senzorickým riešením. Súčasne zníženie spotreby energie znižuje celkové prevádzkové náklady zariadenia.

4. Typické prípady použitia

1) Zdravotná starostlivosť

• Zariadenia na monitorovanie infúzií: Integrované do infúznych čerpadiel monitorujú reálne zmeny hmotnosti roztoku, vypočítavajú rýchlosť infúzie a spúšťajú poplach, keď je roztok takmer vyčerpaný, čím sa zabráni prázdneniu sa fliaš, ako sa to vidí pri presnej kontrole infúzie v jednotkách intenzívnej starostlivosti.

• Rehabilitačné a ošetrovateľské zariadenia: vrátane inteligentných rehabilitačných váh a senzorov hmotnosti protéz, ktoré sledujú kolísanie hmotnosti počas tréningu rehabilitácie u starších ľudí alebo poskytujú silovú spätnú väzbu pre protézy, čím zvyšujú bezpečnosť rehabilitácie.

• Laboratórne zariadenia: Použitie pipetovacích prístrojov a biochemických analyzátorov na meranie hmotnosti reagencií alebo vzoriek, zabezpečujúce presné dávkovanie vzoriek, napríklad mikrovzorkovanie pre testovacie sady na COVID-19.

2) Spotrebná elektronika a inteligentné nositeľné zariadenia

• Chytré nositeľné zariadenia: Integrované do fitness trackerov a chytrých hodiniek, tieto zariadenia umožňujú nepriame meranie hmotnosti tela a podielu telesného tuku, ako aj sledovanie sily v reálnom čase počas cvičenia – napríklad analýza zaťaženia chodidla pri behu.

• Zariadenia chytrého domu: Používajú sa na váženie ingrediencií v chytrých kuchynských váhach a kávových strojoch, napríklad na presné odmeranie kávového prášku na riadenie koncentrácie pripravenej kávy; alebo na monitorovanie pretečenia v chytrých košoch na odpad (určenie kapacity odpadu prostredníctvom hmotnosti).

• Prenosné váhy, ako sú miniváhy na zásielky a batožinové váhy, majú kompaktný dizajn a nízku spotrebu energie, čo umožňuje ich pohodlné prenášanie a zároveň meranie hmotnosti predmetov v reálnom čase.

3) Priemyselná automatizácia a mikrovýroba

• Výroba elektronických súčiastok: V SMT (Surface Mount Technology) montážnych linkách sledujte hmotnosť súčiastok, ako sú čipy a odpory, aby ste filtrovali chybné kusy; alebo pri polovodičovom puzdrení merajte hmotnosť zalievacej hmoty, aby ste zabezpečili kvalitu puzdrenia.

• Zariadenia pre mikroautomatizáciu: Koncový efektor pre mikro montážne roboty, ktorý sníma hmotnosť súčiastok, aby určil úspešné zachytenie, napríklad pri detekcii hmotnosti modulov fotoaparátov v smartfónoch.

• Zariadenia na riadenie tekutín: zabudované do mikrodávkovacích čerpadiel a vstrekovačov paliva, sledujú dodávku tekutiny podľa hmotnosti, napríklad presné váženie paliva vo vstrekovacích systémoch, aby zabezpečili účinnosť spaľovania.

4) Výskumné a skúšobné oblasti

• Výskum materiálov: Meranie hmotnosti malých vzoriek materiálov (napr. nanomateriály, tenké vrstvy) alebo zmien hmotnosti počas ťažných alebo tlakových procesov, aby poskytli údaje pre analýzu výkonu.

• Zariadenia na monitorovanie životného prostredia: V mikro monitoroch kvality vody a zariadeniach na odber vzoriek vzduchu sa vážia zozbierané vzorky, aby bolo možné vypočítať koncentrácie znečisťujúcich látok, napríklad analýza hmotnosti atmosférických tuhých častíc po odobratí vzoriek.

5) Logistika a odvetvie maloobchodu

• Mikro zorťovací systém: Na konci automatickej zorťovacej linky pre expreso- doručovanie sa vážia malé zásielky, aby sa klasifikovali podľa hmotnosti; alebo na samoobslužných pokladniach v bezobsadených supermarketoch sa produkty identifikujú vážením (s pomocou databázy hmotností).

• Vážacie zariadenia pre maloobchod, ako napríklad šperkové váhy a váhy na drahé kovy, sú navrhnuté na presné meranie hodnotných predmetov, ako je zlato a diamanty. Vďaka kompaktným rozmerom sa dajú jednoducho umiestniť na pulty, aniž by zaberali veľa miesta.

Zhrnutie

Mikro vážiace senzory, ktoré majú svoje kľúčové výhody v „kompaktných rozmeroch, vysokom meracom presnosti a nízkej spotrebe energie“, prekonali priestorové a meracie obmedzenia tradičných vážiacich zariadení. Presne spĺňajú požiadavky na váženie pri malých zaťaženiach v oblastiach ako medicína, spotrebná elektronika a mikrovýroba. Ich pohodlná integrácia, stabilný výkon a nákladovo efektívny dizajn nielen podporujú funkčné vylepšenia mikrozariadení, ale tiež poskytujú spoľahlivú podporu pri dosahovaní „presnosti, miniaturizácie a inteligentnosti“ vo vážení naprieč odvetviami. V dôsledku toho sa stali neoddeliteľnou súčasťou modernej snímačovej technológie.

Zobrazenie podrobností

Parametre