Paralelný nosník Vážiaci snímač CZL638

Úvod do produktu

Paralelný nosník vahových bunkách sú prvkami citlivými na silu, ktoré vychádzajú z princípu odporu pri deformácii, pričom ich jadrovou štruktúrou je elastomer s dvojitým alebo jednoduchým paralelným nosníkom. Keď je na ne pôsobená sila, ohybová deformácia nosníka spôsobí zmenu odporu tenzometra, ktorá sa následne premení na štandardizované elektrické signály. Spájajú výhody ako vysoká presnosť pri malých zaťaženiach, odolnosť voči bočnému zaťaženiu v rovine a pohodlná inštalácia, a sú široko využívané v aplikáciách merania hmotnosti na malé vzdialenosti, rovinových síl a zabudovaného merania. Nasledujúce podrobnosti sú uvedené z hľadiska kľúčových rozmerov, aby vyhovovali požiadavkám produkt výberu, technického hodnotenia a tvorby riešení:

1. Vlastnosti a funkcie produktu

Hlavné funkcie

• Konštrukčný dizajn: Používa integrovanú paralelnú nosníkovú štruktúru (hrúbka nosníka 2 – 15 mm, dĺžka 20 – 150 mm) s rovnomerným rozložením zaťaženia sústredeným do strednej časti nosníka, ktorá podporuje silové zaťaženia z viacerých uhlov v rovine, vynikajúcu odolnosť proti mimostrednému zaťaženiu (odolná voči mimostrednému rovinnému zaťaženiu ±20 % až ±30 % menovitého zaťaženia) a neobsahuje žiadne výrazné miesta slepého zaťaženia.

• Presnosť a výkon: Úrovne presnosti pokrývajú triedy C1 – C3, pričom najbežnejšie modely dosahujú úroveň C2. Chyba nelinearity ≤ ±0,01 % FS, chyba opakovateľnosti ≤ ±0,005 % FS, drift nuly ≤ ±0,002 % FS/℃, čo predstavuje lepší výkon v presnosti v porovnaní s podobnými snímačmi v rozsahoch malých zaťažení 0,1 kg – 500 kg.

• Materiály a ochrana: Elastoméry bežne používajú hliníkové zliatiny (pre ľahké aplikácie), oceľové zliatiny (pre bežné priemyselné aplikácie) alebo nehrdzavejúcu oceľ 304/316L (pre korózne prostredia), s povrchovou úpravou anodizácie, nikelovania alebo pasivácie; stupne ochrany sú zvyčajne IP65/IP67 a potravinársky štandard môže dosiahnuť IP68, vhodné pre rôzne komplexné prostredia.

• Kompatibilita inštalácie: Štandardizované montážne otvory (závitové alebo hladké otvory) sú umiestnené na spodnej strane, umožňujúce upevnenie skrutkami alebo lepenie. Niektoré mikro modely možno vkladať do konštrukcie, čo je vhodné pre úzke inštalačné priestory na stolných váhach a automatizovanom zariadení, pričom jednotka dokáže spĺňať požiadavky rovinnej váživky. Základné funkcie

• Meranie malej sily: Zamerané na statické/kvázi-dynamické váženie pri nízkych zaťaženiach (doba odozvy ≤ 4 ms), s rozsahom od 0,1 kg do 500 kg, pričom bežné aplikácie sa nachádzajú v rozsahu 1 kg – 200 kg. Mikromodely umožňujú extrémne malé meranie v rozsahu 0,01 kg.

• Viacero typov výstupných signálov: Poskytuje analógové signály (4 – 20 mA, 0 – 3 V, 0 – 5 V) a digitálne signály (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikrointeligentné modely integrujú moduly úpravy signálu a môžu byť priamo pripojené k jednočipovým mikropočítačom a IoT modulom.

• Funkcia ochrany a bezpečnosti: Integruje kompenzáciu teploty v širokom rozsahu (-10 ℃ až 70 ℃), má ochranu proti preťaženiu (150 % – 200 % menovitého zaťaženia, zvyčajne 150 % u modelov z hliníkovej zliatiny) a niektoré modely obsahujú šokové tlmiace konštrukcie.

• 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 nízkych zaťaženiach: S cieľom riešiť problém nadmerných chýb tradičných snímačov v scenároch s malým rozsahom pod 10 kg bola optimalizovaná konštrukcia namáhania nosníka, čím sa podarilo obmedziť meraciu chybu na ±0,005 %FS a vyriešiť tak požiadavky na vysokú presnosť pri vážení potravín a dávkovaní liekov atď.

• Nepresné meranie excentrického zaťaženia v rovine: Vlastnosť rovnomerného rozloženia napätia paralelného nosníka efektívne kompenzuje vplyv excentrického zaťaženia spôsobeného posunutím váženého predmetu, čím sa rieši problém s presnosťou pri nepevných pozíciách umiestnenia materiálu na stolných váhach a triediacich zariadeniach.

• Obmedzenia pri integrovanej inštalácii zariadení: Kompaktná štruktúra a flexibilná metóda inštalácie riešia požiadavky na zabudovanú inštaláciu automatizovaných zariadení a inteligentných domácich spotrebičov, čo eliminuje potrebu úpravy hlavnej konštrukcie zariadenia a zníži náklady na integráciu.

• Zlá prispôsobivosť viacerým prostrediam: Prostredníctvom vylepšenia materiálu a úrovne ochrany rieši problémy poškodenia senzorov a driftu signálu v scenároch, ako je vlhkosť (napr. váženie v akvakultúre), korózia (napr. váženie chemických činidiel) a prach (napr. spracovanie múky).

• Nákladový tlak na malé zariadenia: Jeden senzor dokáže spĺňať požiadavky rovinového váženia, čím eliminuje potrebu viacerých kombinácií. Zároveň materiál z hliníkovej zliatiny zníži hmotnosť a náklady výrobku, čím vyrieši problém kontroly nákladov u malých vážiacich prístrojov a spotrebného elektronického zariadenia.

3. Používateľské zážitky

• Extrémne zjednodušená inštalácia: Štandardizované montážne otvory a referenčné plochy pre pozicionovanie eliminujú potrebu odborných kalibračných nástrojov. Inštaláciu možno dokončiť bežným skrutkovačom, s nízkymi požiadavkami na rovinatosť (≤0,1 mm/m), a jedna osoba dokáže dokončiť ladenie do 10 minút. .

• Nízka prevádzková náročnosť: Podporuje jednotlačidlkové vynulovanie a kalibráciu váhových prístrojov v jednom bode (vyžaduje iba štandardné závažie 100% menovitej záťaže). Digitálne modely možno rýchlo skalibrovať pomocou počítačového softvéru, čo umožňuje jednoduché ovládanie aj pre neodborníkov.

• Extrémne nízke náklady na údržbu: Plne uzatvorená konštrukcia znižuje prenikanie prachu a vlhkosti, priemerná ročná poruchovosť ≤0,2 %. Model z hliníkovej zliatiny je ľahký (minimálne len 5 g), ľahko vymeniteľný a počas údržby nevyžaduje demontáž veľkých konštrukcií.

• Presná spätná väzba údajov: Kmitanie statických meracích údajov ≤±0,003 % FS, žiadne oneskorenie v kvázi-dynamických scenároch. Digitálne modely sú vybavené funkciou kompenzácie driftu nuly, čo eliminuje potrebu častých kalibrácií a zabezpečuje vysokú stabilitu údajov.

• Dobrá integrovateľnosť a prispôsobivosť: Mikromodel je malých rozmerov (minimálne rozmery 20 mm × 10 mm × 5 mm), môže byť zabudovaný do inteligentných zariadení bez ovplyvnenia dizajnu vzhľadu zariadenia. Výstup signálu je kompatibilný s bežnými malými ovládačmi, zapoj a hraj.

4. Typické aplikačné scenáre

1) Civilné a komerčné meracie prístroje pre nízke zaťaženie

• Supermarketové váhy na cenovky/elektronické plošinové váhy: Základná snímacia jednotka pre váhy s rozsahom 3-30 kg, s ľahkým dizajnom z hliníkového zliatiny. Vlastnosť odolnosti voči mimoosému zaťaženiu zabezpečuje konštantnú presnosť váženia pri rôznych polohách umiestnenia, s chybou ≤ ±1 g.

• Elektronické váhy pre kurierov: Vážiace zariadenie 1-50 kg pre kurierov, vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, odolnej voči znečisteniu a ľahko čistiteľné. Ochranná úroveň IP67 je vhodná pre vlhké a prachom znečistené prostredie odberných miest kurierov, podporuje rýchle a nepretržité váženie.

• Kuchynské váhy/pekarske váhy: vysokopresné kuchynské váhy 0,01-5 kg s mikro paralelnými nosníkmi dosahujúce presnosť na úrovni miligramov. Digitálny výstup signálu je kompatibilný s displejmi vysokého rozlíšenia, čo spĺňa požiadavky na presné dávkovanie zložiek.

2) Priemyselné zariadenia na automatizáciu

• Zariadenia na automatické triedenie: Triediace váhy v potravinárskom a kovospracujúcom priemysle, inštalované pod triediacim dopravníkom, detekujú hmotnosť výrobku v reálnom čase a sú prepojené s mechanizmom na triedenie, s presnosťou triedenia až ±0,1 g.

• Detekcia materiálu na montážnych linkách: detekcia nedostatku materiálu na linkách na montáž elektronických súčiastok, určuje, či nie sú chýbajúce materiály prostredníctvom váženia (napr. montáž batérií mobilných telefónov), s dobou odozvy ≤4 ms prispôsobené pre rýchle linky.

• Kvantitatívna kontrola balicích strojov: kvantitatívne váženie pre stroje na balenie malých častíc/práškov, modely s presnosťou C2 zabezpečujú chybu hmotnosti na vrecko ≤ ±0,2 %, čo spĺňa metrológicke štandardy.

3) Potravinársky a farmaceutický priemysel

• Váženie liečivých zložiek: Váženie surovín s malou dávkou (0,1 – 10 kg) v farmaceutickom priemysle, zhotovené z nerezovej ocele 316L + certifikované podľa GMP, s lešteným povrchom bez mŕtvych uhlov pre jednoduchú dezinfekciu a sterilizáciu, presnosť ≤ ±0,01 % FS.

• Váženie vodných produktov/mäsa: Vážiace zariadenie na krájanie a váženie v poriach a na trhoch s vodnými produktmi, s vodotesným a protikoróznym dizajnom (IP68), možno priamo umývať, vhodné pre mokré a vlhké pracovné prostredia.

4) Vedecký výskum a skúsenostenské zariadenia

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

• Meranie sily v lekárskych prístrojoch: Meranie sily/hmotnosti pre rehabilitačné zariadenia (napr. dynamometre pre rukoväzbu) a lekárske váhy (detské váhy), s ľahkou hliníkovo-zliatinovou konštrukciou na zlepšenie prenosnosti zariadení a s presnosťou až ±0,005 % FS.

5) Chytré spotrebiče a zariadenia IoT

• Chytré domáce spotrebiče: Detekcia hmotnosti bielizne v práčkach a váženie nádob na kávové zrno v kávovaroch, s mikro-vstavanými snímačmi umožňujúcimi inteligentnú kontrolu zariadení a zlepšujúcimi používateľskú skúsenosť.

• Koncové body IoT: Monitorovanie hmotnosti chytrých polic a chytrých košov na odpad, s nízkoenergetickými digitálnymi modelmi podporujúcimi bezdrôtový prenos NB-IoT, prispôsobené scénarom diaľkového riadenia IoT.

5. Pokyny na použitie (Praktická príručka)

1) Inštalačný proces

• Príprava: Vyčistite povrch inštalácie (odstráňte mastné škvrny a ostré hrany), skontrolujte vonkajší stav snímača (žiadna deformácia nosníka a poškodenie kábla) a vyberte vhodné upevňovacie skrutky podľa rozsahu (vyhýbajte sa použitiu vysokopevnostných skrutiek u modelov zliatiny hliníka).

• Umiestnenie a upevnenie: Nainštalujte snímač vo vodorovnej polohe na nosný povrch, pričom zaistite, že zaťaženie pôsobí kolmo nad telo nosníka (vyhýbajte sa bočnému nárazu); utiahnite skrutky momentovým kľúčom (5 – 10 N·m pre modely z hliníkovej zliatiny, 10 – 20 N·m pre oceľové zliatiny), aby ste predišli poškodeniu tela nosníka preutiahnutím.

• Zapojenie káblov: Pri analógových signáloch dodržiavajte „červený – napájanie +, čierny – napájanie –, zelený – signál +, biely – signál –“; pri digitálnych signáloch pripájajte podľa definície svoriek; pri zapájaní mikro modelov sa vyhýbajte ťahaniu kábla a odporúča sa nechať rezervu dĺžky 5 cm.

• Ochranné opatrenia: Vo vlhké prostredí utesnite konektor kábla vodotesnou páskou; v potravinárskom priemysle ihneď po použití vyčistite povrch snímača, aby ste predišli korózii spôsobenej zvyšnými materiálmi.

2) Kalibrácia a ladenie

• Nulová kalibrácia: Zapnite napájanie a nechajte prístroj predohriať 10 minút, vykonajte príkaz „nulová kalibrácia“, uistite sa, že nulový výstup je v rozmedzí ±0,001 %FS, a ak je odchýlka príliš veľká, skontrolujte, či je inštalačná plocha rovná.

• Kalibrácia za zaťaženia: Umiestnite štandardné závažie ekvivalentné 100 % menovitého zaťaženia (pri scenároch s malým rozsahom použite štandardné závažia), zaznamenajte hodnotu výstupného signálu a opravte chybu prostredníctvom meracieho prístroja alebo softvéru, pričom sa uistite, že chyba ≤ povolenej hodnote príslušnej triedy presnosti (trieda C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Skúška za mimoosového zaťaženia: Umiestnite rovnaké závažie na rôzne pozície nosnej plochy snímača, sledujte konzistenciu údajov a odchýlka by mala byť ≤ ±0,02 %FS, v opačnom prípade je potrebné upraviť vodorovnosť inštalácie.

3) Bežná údržba

• Pravidelná kontrola: Týždenne čistite povrch snímača, mesačne skontrolujte uvoľnené vedenie; kalibrujte váhy v supermarketoch štvrťročne a laboratórne zariadenia mesačne.

• Riešenie chýb: Keď sa dáta posúvajú, najprv skontrolujte napätie napájania (stabilné na 5–24 V DC, zvyčajne 5 V u mikro modelov); ak je údaj neobvyklý, skontrolujte preťaženie (modely z hliníkovej zliatiny sú náchylné na trvalé deformácie pri preťažení) a v prípade potreby senzor vymeňte.

6. Spôsob výberu (presné prispôsobenie požiadavkám)

1) Určenie kľúčových parametrov

• Výber rozsahu: Vyberte model s rozsahom 1,2–1,4-násobku skutočnej maximálnej hmotnosti (napr. pri maximálnej váhe 10 kg možno vybrať senzor 12–14 kg) a vyhýbajte sa nadmernému rozsahu pri nízkych zaťaženiach, aby nedošlo k 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 bežné vážiace prístroje vyberte analógový signál (0–5 V), pre inteligentné zariadenia digitálny signál (I2C/RS485) a pre IoT scenáre modely s bezdrôtovými modulmi.

2) Výber podľa prispôsobenia prostrediu

• Teplota: Vyberte bežné modely pre bežné podmienky (-10°C~60°C), modely odolné voči nízkym teplotám pre chladiace scenáre s nízkymi teplotami (-20°C~0°C) a modely s kompenzáciou vysokých teplôt pre scenáre s vysokými teplotami (60°C~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 stôl, zabudovanú inštaláciu pre inteligentné zariadenia; v prípadoch s obmedzeným priestorom uprednostnite mikro modely s dĺžkou ≤30 mm.

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

4) Potvrdenie dodatočných požiadaviek

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

• Špeciálne vlastnosti: Vyberte modely s dobou odozvy ≤3 ms pre rýchle triedenie, modely s IoT a pohotovostným prúdom ≤10 μA pre nízkoprúdové aplikácie a integrované modely bez závitov a mŕtvych priestorov pre hygienické prostredia.

Zhrnutie

Paralelný nosník snímača záťaže má kľúčové výhody „vysoká presnosť pri malej záťaži, rovinná odolnosť proti bočnému zaťaženiu a pohodlná integrácia“, čo hlavne rieši problémy ako presné váženie v malom rozsahu, bočné zaťaženie materiálu a zabudovaná inštalácia zariadení. Užívateľská skúsenosť je zameraná na jednoduché ovládanie, údržbu bez starostí a kontrolovateľné náklady. Pri výbere modelu je potrebné najprv objasniť štyri základné požiadavky: rozsah, presnosť, inštalačný priestor a prostredie, a až potom urobiť rozhodnutie na základe kompatibility systému a dodatočných funkcií; počas používania je potrebné vyhnúť sa preťaženiu a bočnému nárazu a dôsledne dodržiavať pravidlá pravidelného kalibrovania, aby sa zabezpečil dlhodobý stabilný prevádzka. Je vhodný pre prístroje na váženie malej hmotnosti, automatizačné zariadenia, potravinársky a farmaceutický priemysel atď., a predstavuje optimálne senzorické riešenie pre scénare váženia s malým rozsahom a rovinným zaťažením.

Zobrazenie podrobností

Parametre