Paralelný nosníkový vážiaci snímač CZL601AA

Úvod do produktu

Snímač váhy s paralelným nosníkom je prvkový detekčný prvok citlivý na silu, ktorý je založený na princípe odporu proti deformácii, pričom jeho základnú štruktúru tvorí dvojitý alebo jednoduchý paralelný nosník z pružného materiálu. Keď je nosník vystavený sile, ohybová deformácia nosníka spôsobí zmenu odporu tenzometra, ktorá sa následne premení na štandardizovaný elektrický signál. Má výhody ako malá hmotnosť, vysoká presnosť, rovný odpor proti bočnému zaťaženiu a jednoduchá inštalácia a je široko využívaný v aplikáciách merania malej hmotnosti, rovinnej sily a zabudovaného merania. Nasleduje podrobné vysvetlenie základného rozmeru na uspokojenie potrieb produkt výberu, technického hodnotenia a tvorby návrhov.

1. Vlastnosti a funkcie produktu

Hlavné funkcie

• Štrukturálny dizajn: Používa integrovanú paralelnú nosníkovú konštrukciu (hrúbka tela nosníka 2 - 15 mm, dĺžka 20 - 150 mm), s rovnomerným rozložením zaťaženia sústredeným do strednej časti tela nosníka, podporuje silové zaťaženia z viacerých uhlov v rovine, má vynikajúcu odolnosť voči excentrickému zaťaženiu (vydrží excentrické zaťaženie v rovine ±20 % až ±30 % menovitého zaťaženia) a nemá žiadne zreteľné miesta slepej zóny namáhania.
• Presný výkon: Úrovne presnosti pokrývajú triedy C1 - C3, pričom najrozšírenejšie modely dosahujú úroveň C2. Chyba nelinearity ≤ ±0,01 % FS, chyba opakovateľnosti ≤ ±0,005 % FS, drift nuly ≤ ±0,002 % FS/°C a prezentuje lepší výkon presnosti v porovnaní s podobnými snímačmi v aplikáciách s malým rozsahom od 0,1 kg do 500 kg.
• Materiály a ochrana: Elastické telo bežne používa hliníkovú zliatinu (pre ľahké scenáre), oceľovú zliatinu (pre bežné priemyselné scenáre) alebo nehrdzavejúcu oceľ 304/316L (pre korózne prostredia), pričom povrch je upravený anodizáciou, nikelovaním alebo pasiváciou; stupeň ochrany je zvyčajne IP65/IP67 a modely pre potravinársky priemysel dosahujú až IP68, čo je vhodné pre rôzne komplexné prostredia.
• Inštalačná kompatibilita: Na spodnej strane sú k dispozícii štandardizované montážne otvory (závitové alebo hladké otvory), ktoré umožňujú upevnenie skrutkami alebo lepením. Niektoré mikro modely možno inštalovať zapusteným spôsobom, čo je vhodné pre úzke inštalačné priestory stolných váh a automatizovaného zariadenia, pričom jednotlivá jednotka dokáže spĺňať požiadavky na váženie v rovine.

Základné funkcie

• Meranie sily pri malom zaťažení: Zamerané na statické/kvázidynamické váženie pri malom zaťažení (doba odozvy ≤ 4 ms), s meracím rozsahom od 0,1 kg do 500 kg, pričom typické aplikácie sa nachádzajú v rozsahu 1 kg - 200 kg. Mikro model dokáže dosiahnuť ultra-nízky merací rozsah 0,01 kg.
• Rôzne typy výstupných signálov: Poskytuje analógové signály (4 – 20 mA, 0 – 3 V, 0 – 5 V) a digitálne signály (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikro inteligentný model integruje modul úpravy signálu a môže byť priamo pripojený k jednočipovým mikropočítačom a IoT modulom.
• Funkcia ochrany a bezpečnosti: Integruje kompenzáciu teploty v širokom rozsahu teplôt (-10°C - 70°C), má ochranu proti preťaženiu (150% - 200% menovitej záťaže, typicky 150% u modelov zliatiny hliníka) a niektoré modely obsahujú štruktúru proti nárazom.
• Dlhodobá stabilita: Životnosť pri opakovanom zaťažení ≥ 10⁷ cyklov, ročná drifta ≤ ±0,01 % FS pri menovitom zaťažení, vhodné pre scenáre dlhodobého nepretržitého prevádzkovania, ako sú supermarkety a laboratóriá.

2. Základné vyriešené problémy

• Nedostatočná presnosť pri malých zaťaženiach: Na vyriešenie problému nadmerných chýb tradičných senzorov v scenároch s malým rozsahom pod 10 kg bolo optimalizované namáhanie nosníka, čím sa podarilo obmedziť meraciu chybu na ±0,005 % FS, čo spĺňa požiadavky na vysokú presnosť ako napríklad váženie potravín alebo dávkovanie liekov.

•Nesprávne meranie rovinnej excentrickej záťaže: Vlastnosť rovnomerne rozloženého namáhania paralelného nosníka efektívne odstraňuje vplyv excentrického zaťaženia spôsobeného posunutím váženého objektu, čím rieši problém s presnosťou pri nepevnej polohe materiálu na stolných váhach a triediacich zariadeniach.

• Problémy s integráciou a inštaláciou zariadení: Kompaktná štruktúra a flexibilná inštalačná metóda spĺňajú požiadavky na zabudovanú inštaláciu automatizovaného zariadenia a inteligentných domácich spotrebičov, čo eliminuje potrebu úpravy hlavnej konštrukcie zariadenia a zníži náklady na integráciu.

• Slabá prispôsobivosť viacerým prostrediam: Prostredníctvom vylepšenia materiálu a stupňa ochrany sú vyriešené problémy ako poškodenie snímača a drift signálu v scenároch ako vlhkosť (napr. váženie morských plodov), korózia (napr. váženie chemických reagencií) a prach (napr. spracovanie múky).

• Nátlak na náklady u malých zariadení: Jeden snímač dokáže spĺňať požiadavky na plošné váženie, čím eliminuje potrebu použitia viacerých snímačov v kombinácii. Zároveň materiál z hliníkovej zliatiny zníži hmotnosť a náklady produktu a vyrieši problém kontroly nákladov u malých vážiacich prístrojov a spotrebnej elektroniky.

3. Používateľské zážitky

• Ultra-zjednodušená inštalácia: Štandardizované montážne otvory a referenčné plochy polohy eliminujú potrebu použitia odborných kalibračných nástrojov. Inštalácia sa dá dokončiť pomocou bežného skrutkovača, s nízkymi požiadavkami na rovinatosť (≤0,1 mm/m) a jednotlivá uvedenie do prevádzky môže byť dokončené jednou osobou do 10 minút.
• Nízka prevádzková náročnosť: Podporuje jednoduché vynulovanie tlačidlom a kalibráciu vážiaceho zariadenia v jednom bode (vyžaduje iba štandardné závažie 100 % menovitej záťaže). Digitálne modely je možné rýchlo skalibrovať cez softvér na počítači, čo umožňuje jednoduché ovládanie aj pre nefachovcov.
• Veľmi nízke náklady na údržbu: Úplne uzatvorená štruktúra znižuje vnikanie prachu a vlhkosti, priemerná ročná poruchovosť je ≤0,2 %. Modely z hliníkovej zliatiny sú ľahké (minimálne iba 5 g), ľahko vymeniteľné a počas údržby nevyžadujú demontáž väčších konštrukcií.
• Presná spätná väzba údajov: Kmitanie statických meraní ≤±0,003 % FS, bez oneskorenia v kvázi-dynamických scenároch. Digitálne modely majú zabudovanú funkciu kompenzácie nulovej driftu, čo eliminuje potrebu častej kalibrácie a zabezpečuje vysokú stabilitu údajov.
• Dobrá integrácia a prispôsobivosť: Mikro modely majú malé rozmery (minimálne rozmery 20 mm × 10 mm × 5 mm), môžu byť zabudované do chytrých zariadení bez ovplyvnenia dizajnu vzhľadu zariadenia. Výstup signálu je kompatibilný s bežnými malými regulátormi, plug and play.

4. Typické prípady použitia

1) Civily a komerčné meracie prístroje pre mierne zaťaženie

• Supermarketové cenové váhy / Elektronické váženie s presnosťou na rôznych polohách umiestnenia, s chybou ≤ ±1 g.

• Elektronické váhy pre expreznú dopravu: vážiace zariadenie 1-50 kg pre expreznú dopravu, vyrobené z nehrdzavejúcej ocele s ochranou proti znečisteniu a jednoduchým čistením, s ochranným stupňom IP67 vhodným pre vlhké a prachom zatienené prostredie výdajní exprezej, podporuje rýchle nepretržité váženie.

• Kuchynské váhy/pečeniarske váhy: 0,01-5 kg kuchynské váhy vysoké presnosti, s mikro paralelným nosníkom dosahujúcim presnosť na úrovni miligramov, digitálny výstup signálu kompatibilný s displejmi vysokého rozlíšenia, spĺňa požiadavky na presné dávkovanie zložiek.

2) Zariadenia pre priemyselnú automatizáciu

• Automatické triediace zariadenia: vážiace triediče pre potravinársky a stavebný priemysel, inštalované pod triediacim pásom, detekujú hmotnosť výrobkov v reálnom čase a sú prepojené s mechanizmom na triedenie, s presnosťou triedenia až ±0,1 g.

• Detekcia materiálu na montážnej linke: detekcia nedostatku materiálu pre montážne linky elektronických komponentov, určenie chýbajúcich materiálov prostredníctvom váženia (napr. montáž batérií mobilných telefónov), s dobou odozvy ≤ 4 ms, vhodné pre vysokorýchlostné výrobné linky.

• Kvantitatívna kontrola balenie strojov: kvantitatívne váženie pre stroje na balenie malých častíc/práškov, modely s presnosťou triedy C2 zabezpečujú chybu hmotnosti na vrecko ≤ ±0,2 %, vyhovujú metrologickým normám.

3) Potravinársky a farmaceutický priemysel

• Váženie liečivých látok: váženie surovín v malých dávkach (0,1-10 kg) v farmaceutickom priemysle, vyrobené z nehrdzavejúcej ocele 316L + certifikácia GMP, s lešteným povrchom bez mŕtvych uhlov, ľahko dezinfikovateľné a sterilizovateľné, presnosť ≤ ±0,01 % FS.

• Váženie mäsa/vodných živočíchov: Rezacie a vážiace zariadenia pre poriadne a trhy s vodnými živočíchmi, s vodotesným a protikoróznym dizajnom (IP68), možno priamo umývať, vhodné pre vlhké a vodou nasýtené pracovné prostredie.

4) Vedecké výskumné a experimentálne zariadenia

• Váženie pri biologických experimentoch: Váženie činidiel a vzoriek v laboratóriách, modely s veľmi malým rozsahom (0,01–1 kg) spĺňajú nároky na vysokú presnosť pri kultivácii mikroorganizmov a dávkovaní chemických činidiel.

• Meranie sily lekárskych prístrojov: Meranie sily/hmotnosti pre rehabilitačné zariadenia (napr. meranie sily stisku) a lekárske váhy (detske váhy), ľahká konštrukcia z hliníkového zliatiny zvyšuje prenosnosť zariadení, s presnosťou až ±0,005 %FS.

5) Chytré spotrebné elektroniky a zariadenia pre internet vecí (IoT)

• Chytré domáce spotrebiče: Detekcia hmotnosti odevov pre umývačky a váženie fazuľových zŕn pre kávovary, mikro vstavané snímače umožňujú inteligentnú kontrolu zariadení a zvyšujú užívateľský komfort.

• IoT koncové body: Monitorovanie hmotnosti pre inteligentné police a inteligentné koše na odpad, modely s nízkou spotrebou podporujú bezdrôtový prenos NB-IoT, vhodné pre scenáre diaľkového riadenia prostredníctvom IoT.

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite inštalačný povrch (odstráňte mastnotu a ostré hrany), skontrolujte vonkajší vzhľad snímača (žiadna deformácia nosníka, poškodenie kábla), vyberte vhodné upevňovacie skrutky podľa rozsahu (vyhýbajte sa použitiu vysokopevnostných skrutiek pri modeloch z hliníkovej zliatiny).

• Umiestnenie a upevnenie: Snímač nainštalujte horizontálne na nosný povrch, zaistite, aby zaťaženie pôsobilo vertikálne nad telesom nosníka (vyhýbajte sa bočným nárazom); na utiahnutie skrutiek použite momentový kľúč (5–10 N·m pre modely z hliníkovej zliatiny, 10–20 N·m pre oceľové zliatiny), zabráňte nadmernému utiahnutiu, ktoré môže poškodiť teleso nosníka.

• Zapájanie vedenia: Pri analógových signáloch dodržiavajte „červená – napájanie +, čierna – napájanie –, zelená – signál +, biela – signál –“, pri digitálnych signáloch pripájajte podľa definície vývodov; pri zapájaní mikro modelov sa vyhýbajte ťahaniu kábla, odporúča sa nechať rezervu dĺžky asi 5 cm.

• Ochranná úprava: V prípade vlhkého prostredia uzatvorte káblový konektor vodotesnou páskou, po použití v potravinárskom priemysle okamžite vyčistite povrch snímača, aby ste predišli korózii spôsobenej zvyšnými materiálmi.

2) Kalibrácia a ladenie

• Kalibrácia nuly: Zapnite napájanie a nechajte prístroj otepľovať sa 10 minút, potom vykonajte príkaz „kalibrácia nuly“. Uistite sa, že výstup pri nule je v rozmedzí ±0,001 % FS. Ak je odchýlka príliš veľká, skontrolujte, či je montážny povrch rovný.

• Kalibrácia zaťaženia: Umiestnite štandardné závažia ekvivalentné 100 % menovitého zaťaženia (pri scenároch s malým rozsahom použite štandardné závažia), zaznamenajte hodnotu výstupného signálu, chybu opravte cez meradlo alebo softvér a uistite sa, že chyba ≤ povolenej hodnote príslušnej triedy presnosti (Trieda C2 ≤ ±0,01 % FS).

• Test mimoosového zaťaženia: Umiestnite rovnaké závažia na rôzne pozície nosnej plochy snímača, sledujte konzistenciu údajov, odchýlka by mala byť ≤ ±0,02 % FS; v opačnom prípade upravte vodorovnosť inštalácie.

3) Bežná údržba

• Pravidelná kontrola: Týždenne čistite povrch snímača, mesačne skontrolujte, či nie sú zapojenia uvoľnené; kalibrujte komerčné vážiace prístroje štvrťročne a laboratórne zariadenia mesačne.

• Riešenie porúch: Keď sa dáta posúvajú, najprv skontrolujte napätie napájania (stabilné 5–24 V DC, zvyčajne 5 V pre mikromodely); ak je údaj neobvyklý, skontrolujte, či nedošlo k preťaženiu (modely z hliníkovej zliatiny sú náchylné na trvalé deformácie pri preťažení) a v prípade potreby snímač vymeňte.

6. Spôsob výberu (presné prispôsobenie požiadavkám)

1) Určenie kľúčových parametrov

• Výber rozsahu: Vyberte model podľa 1,2–1,4-násobku skutočnej maximálnej hmotnosti (napr. pri maximálnom vážení 10 kg možno vybrať snímač 12–14 kg) a v prípadoch malého zaťaženia sa vyhýbajte výberu príliš veľkého rozsahu, aby ste predišli nedostatočnej presnosti.

• Trieda presnosti: Vyberte triedu C1 (chyba ≤ ±0,005 %FS) pre laboratórne/lekárske aplikácie, triedu C2 (chyba ≤ ±0,01 %FS) pre priemyselnú metrológiu a triedu C3 (chyba ≤ ±0,02 %FS) pre vážiace prístroje v občianskom sektore.

• Typ signálu: Pre obyčajné vážiace prístroje vyberte analógové signály (0–5 V), pre inteligentné zariadenia digitálne signály (I2C/RS485) a pre scenáre IoT modely so bezdrôtovými modulmi.

2) Výber na základe prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Vyberte bežné modely pre bežné podmienky (-10°C až 60°C), modely odolné voči nízkym teplôtam pre chladiarenské aplikácie pri nízkych teplotách (-20°C až 0°C) a modely s kompenzáciou vysokých teplôt pre vysokoteplotné podmienky (60°C až 80°C).

• Prostredie: Vyberte hliníkové zliatiny pre suché prostredia, nehrdzavejúcu oceľ 304 pre vlhké prostredia/potravinársky priemysel a nehrdzavejúcu oceľ 316L pre chemicky agresívne prostredia.

• Trieda ochrany: ≥IP65 pre suché vnútorné prostredia, ≥IP67 pre mokré/umývané prostredia a ≥IP68 pre podvodné alebo vysoce korozívne prostredia.

3) Inštalácia a kompatibilita systému

• Spôsob inštalácie: Vyberte upevnenie skrutkami pre váhy na doske stola a zabudovanú inštaláciu pre inteligentné zariadenia; v situáciách s obmedzeným priestorom uprednostnite mikro modely s dĺžkou ≤30 mm.

• Kompatibilita: Uistite sa, že napätie napájania a typ signálu snímača zodpovedajú riadiacej jednotke, a u mikromodelov skontrolujte definíciu pinov, aby ste predišli chybnému zapojeniu, ktoré by mohlo spáliť modul.

4) Potvrdenie dodatočných požiadaviek

• Požiadavky na certifikáciu: Potravinársky a farmaceutický priemysel vyžaduje certifikáciu FDA/GMP, meracie scenáre vyžadujú certifikáciu CMC a vývozné výrobky vyžadujú certifikáciu OIML.

• Špeciálne funkcie: Vyberte modely s dobou odozvy ≤3 ms pre rýchle triedenie, modely IoT s pohotovostným prúdom ≤10 μA pre nízkoenergetické aplikácie a integrované modely bez závitov a mŕtvych rohov pre hygienické podmienky.

Zhrnutie

Paralelný nosník snímača záťaže má kľúčové výhody „nízka záťaž s vysokou presnosťou, rovinná odolnosť voči excentrickému zaťaženiu a pohodlná integrácia“, ktoré hlavne riešia problémy ako presné váženie v malých rozsahoch, excentrické zaťaženie materiálu a zabudovaná inštalácia zariadení. Skúsenosti používateľa sa zameriavajú na jednoduché ovládanie, údržbu bez starostí a kontrolovateľné náklady. Pri výbere modelu je potrebné najskôr objasniť štyri kľúčové požiadavky: rozsah, presnosť, inštalačný priestor a prostredie, a až potom urobiť rozhodnutie na základe kompatibility systému a dodatočných funkcií; počas používania je potrebné vyhýbať sa preťaženiu a bočnému nárazu a dôsledne dodržiavať pravidelné kalibračné predpisy, aby sa zabezpečil dlhodobý stabilný prevádzka. Je vhodný pre prístroje na váženie pri nízkej záťaži, automatizačné zariadenia, potravinársky a farmaceutický priemysel atď. a predstavuje optimálne senzorické riešenie pre scény váženia s malým rozsahom a rovinným usporiadaním.

Zobrazenie podrobností

Parametre