Oceľový mikrosenzor CZL902

Úvod do produktu

Micro vahových bunkách sú miniaturizované komponenty na meranie hmotnosti vyvinuté na základe efektu deformácie. Ich jadro prevádza signály hmotnosti na merateľné elektrické signály prostredníctvom mikrocitlivých štruktúr (napr. tenzometrické elastoméry). Ich objem je zvyčajne obmedzený do rozsahu od niekoľkých kubických centimetrov po desiatky kubických centimetrov, pričom rozsah merania pokrýva gramy až kilogramy, čo spája dvojité výhody „malých rozmerov“ a „vysokého presnosti“. Ako kľúčová súčasť pre váženie v situáciách s malým zaťažením a v obmedzených priestoroch sa bežne používajú v oblastiach ako lekárstvo, spotrebná elektronika, inteligentné zariadenia a vedecký výskum, a predstavujú kľúčový základ pre realizáciu snímania hmotnosti v mikrozariadeniach.

1. Základné vlastnosti a funkcie

1) Charakteristické vlastnosti miniaturizácie

• Ultra malé rozmery a nízka hmotnosť: Bežná veľkosť sa pohybuje od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, a niektoré vlastné modely možno zmenšiť na milimetrovú úroveň s hmotnosťou len 0,1 g až 5 g, čo umožňuje jednoduché zabudovanie do obmedzených priestorov, ako sú chytré hodinky a mikročerpadlá, bez vplyvu na celkový konštrukčný dizajn zariadenia.

• Kompaktný konštrukčný dizajn: Väčšina modelov využíva integrované balenie, pri ktorom sú citlivé prvky a obvody na úpravu signálu integrované do mikroskopickej skrinky. Niektoré modely podporujú tenké a ľahké typy inštalácie, ako napríklad povrchovú montáž alebo vývody, vhodné pre priame spájkovanie alebo rýchle pripevnenie na dosky plošných spojov.

2) Výhody v oblasti váženia

• Presné meranie v širokom rozsahu: Rozsah merania pokrýva 0,1 g až 50 kg, s jadrovou presnosťou merania ±0,01 % ZH až ±0,1 % ZH a rozlíšením až 0,001 g, čo umožňuje vyhovieť požiadavkám váženia vzoriek na úrovni mikrogramov v laboratóriách aj monitorovaniu hmotnosti na úrovni gramov v spotrebných elektronických zariadeniach.

• Rýchla dynamická odozva: Čas odozvy je ≤10 ms, čo umožňuje reálny záznam okamžitých zmien hmotnosti, ako napríklad rýchle váženie pri malom zaťažení na automatických triediacich linkách alebo monitorovanie hmotnosti kvapkania pri infúzii v medicíne, a tým sa predchádza meraniam ovplyvneným oneskorením signálu.

• Stabilná odolnosť proti rušeniu: Vstavaný modul kompenzácie teploty (prispôsobený pracovnému prostrediu od -10 ℃ do 60 ℃) kompenzuje vplyv kolísania okolitej teploty; využíva diferenciálny výstup signálu alebo konštrukciu s elektromagnetickým clonením na potlačenie elektromagnetického rušenia zo strany vnútorných obvodov zariadenia, čím zabezpečuje stabilitu údajov.

3) Funkcie integrácie a prispôsobenia

• Adaptácia viacerých výstupných signálov: Podporuje analógové signály (0-5 V, 4-20 mA) a digitálne signály (I2C, SPI, UART), ktoré možno priamo pripojiť k mikrokontrolérom (MCU), jednočipovým mikropočítačom a malým PLC bez potreby dodatočných modulov na zosilnenie signálu.

• Kompatibilita materiálu a média: Citlivé prvky väčšinou používajú nehrdzavejúcu oceľ 316L, titanové zliatiny alebo technické plasty a skrinka je upravená protikoróznou úpravou, vhodná pre rôzne vážené médium, ako sú lekárske telesné tekutiny, potravinárske suroviny a elektronické komponenty, čím sa zabráni kontaminácii alebo koróznej poškodeniu.

• Vlastnosti nízkej spotreby energie: Spotreba prúdu v pohotovostnom režime je ≤10 mA a v režime spánku môže byť až 10 μA, čo je vhodné pre batériou napájané prenosné zariadenia (ako sú ručné váhy alebo inteligentné nositeľné zariadenia) na predĺženie životnosti batérie.

2. Riešenie kľúčových problémov v priemysle
Pri nízkych zaťaženiach a miniaturizovaných scenároch váženia majú tradičné snímače záťaže (napr. snímače podlahových váh alebo priemyselné vážiace moduly) problémy ako „nadmerná veľkosť, vysoká spotreba energie, nedostatočná presnosť a obtiažna integrácia“. Miniatúrne snímače záťaže špecificky riešia nasledujúce kľúčové problémy:
• Prekážky integrácie do miniatúrnych zariadení: Rieši problém, že tradičné snímače nie je možné integrovať do malých zariadení, ako napríklad funkcia monitorovania hmotnosti tela chytrých náramkov alebo kontrola hmotnosti kvapalného lieku v miniaturizovaných lekárskych čerpadlách, a spĺňa dvojité požiadavky zariadení „váženia + miniaturizácia“ prostredníctvom kompaktnej konštrukcie.
• Obtiaže s vysokou presnosťou merania pri nízkych zaťaženiach : Rieši problém nedostatočnej presnosti tradičných snímačov pri vážení na úrovni gramov a miligramov, ako napríklad váženie stopových vzoriek v laboratóriách a detekcia hmotnosti vývodov elektronických súčiastok, čím poskytuje spoľahlivé údaje pre presnú výrobu a vedecký výskum.
• Problémy spotreby energie v prenosných zariadeniach: Rieši problém krátkej životnosti batérie spôsobenej vysokou spotrebou energie tradičných snímačov, ako napríklad ručné váhy pre expresné zásielky a prenosné zariadenia na váženie vzoriek v teréne, pričom vlastnosť nízkej spotreby energie predlžuje dobu použitia na jedno nabitie.
• Obmedzenia zložitého inštalačného priestoru: Spĺňajte požiadavky na váženie v úzkych a špeciálne konštruktovaných priestoroch, ako je napríklad váženie vnútorných komponentov automatizovaného zariadenia a monitorovanie hmotnosti tekutín v potrubí, pričom priestorové obmedzenia sa prekonávajú pomocou nálepových alebo vstavateľných inštalácií.
• Problémy so spätnou kompatibilitou signálov v rôznych scenároch: Riešenie problému nezhody signálov tradičných snímačov so signálmi miniaturizovaných ovládacích jednotiek. Modely s digitálnym výstupom signálu možno priamo pripojiť k jednočipovým mikropočítačom a MCU, čím sa zníži zložitosť návrhu obvodov v malých zariadeniach a znížia sa náklady na výskum a vývoj.

3. Výhody používateľskej skúsenosti
•Vysoká integračná pohodlnosť: Štandardizované rozmiestnenie kontaktov a rozmery balenia umožňujú priame spájkovanie alebo rýchle upevnenie na dosky plošných spojov (PCB), čím sa eliminujú komplikované mechanické konštrukcie a skráti sa čas integrácie na menej ako 30 minút, čo výrazne zvyšuje efektivitu výroby zariadení.
• Jednoduchá prevádzková kontrola: Digitálne signálové modely podporujú jednoklávesovú kalibráciu nulového bodu a rozsahu prostredníctvom príkazov, a analógové signálové modely majú vynikajúcu lineárnosť, vyžadujú iba jednoduché ladenie obvodu a môžu byť okamžite uvedené do prevádzky, čím sa zníži technický práh pre výskumný a vývojový personál.
•Silná stabilita pri používaní: Teplotná kompenzácia a návrh odolný voči rušeniu zabezpečujú, že drift údajov je ≤±0,05 % FS/rok, čo eliminuje potrebu častých kalibrácií v prenosných a zabudovaných aplikáciách a znižuje prevádzkovú údržbu.
•Prispôsobivý a rôznorodý výber modelov: Je k dispozícii široká škála modelov s rôznymi rozsahmi, typmi signálov a spôsobmi inštalácie, umožňujúcich priamy výber na základe veľkosti zariadenia, napätia napájania a požiadaviek na presnosť. Niektorí výrobcovia podporujú malosériovú výrobu na mieru, aby vyhoveli individuálnym potrebám.
•Dôvodná kontrola nákladov: Náklady na jednotku je možné pri hromadnom nákupe udržať v rozmedzí desiatok až stoviek jüanov, pričom náklady sú znížené o viac ako 50 % oproti špecializovaným miniaturizovaným senzorickým riešeniam; zároveň nízka spotreba energie zníži celkové náklady na spotrebu energie zariadenia.

4. Typické prípady použitia
1) Zdravotníctvo
• Prístroje na monitorovanie infúzie: zabudované do infúznych čerpadiel sledujú skutočnú zmenu hmotnosti liečivého roztoku, vypočítavajú rýchlosť infúzie a spustia alarm, keď sa roztok chystá dobehnúť, čím sa predchádza riziku prázdnych fliaš, napríklad presná kontrola infúzie v jednotkách intenzívnej starostlivosti.
• Rehabilitačné a ošetrovateľské zariadenia: používané v inteligentných rehabilitačných váhach a moduloch vnímania hmotnosti protetických náhrad, napríklad pri monitorovaní zmien hmotnosti počas tréningu rehabilitácie starších ľudí alebo poskytovaní sily spätnej väzby pre protézy, čím sa zvyšuje bezpečnosť rehabilitácie.
• Laboratórne lekárske zariadenia: V mikropipetách a biochemických analyzátoroch merajú hmotnosť reagencií alebo vzoriek, aby sa zabezpečila presnosť dávkovania vzoriek, napríklad pri vážení mikrovzoriek reagencií na testy COVID-19.
2) Spotrebná elektronika a inteligentné nositeľné zariadenia
• Chytré nositeľné zariadenia: Integrované do chytrých náramkov a chytrých hodiniek umožňujú nepriame meranie telesnej hmotnosti a podielu tuku v tele alebo monitorovanie sily pôsobiacej počas cvičenia, napríklad analýzu hmotnosti nohy pri dopade počas behu.
• Zariadenia pre chytrý domov: Používajú sa na váženie surovín v chytrých kuchynských váhach a kávovárňach, napríklad na presné odváženie kávového prášku na riadenie koncentrácie nálevu; alebo na monitorovanie plnosti chytrých košov na odpadky (na základe hmotnosti sa posudzuje objem odpadu).
• Prenosné vážiace pomôcky: Napríklad mini expresné váhy a váhy na batožinu, ktoré majú malú veľkosť a nízku spotrebu energie, čo je vhodné pre prenášanie používateľom a umožňuje im v reálnom čase merať hmotnosť predmetov.
3) Priemyselná automatizácia a mikro výroba
• Výroba elektronických súčiastok: Na SMT linkách pre umiestňovanie súčiastok sledujú hmotnosť súčiastok, ako sú čipy a odpory, aby vylúčili chybné výrobky; alebo pri balení polovodičov merajú hmotnosť zalievacej hmoty, aby zabezpečili kvalitu balenia.
• Mikro automatické zariadenia: Používajú sa na koncových efektoroch mikro montážnych robotov na snímanie hmotnosti uchopených súčiastok a určenie, či bolo uchopenie úspešné, napríklad pri montáži modulov fotoaparátov mobilných telefónov.
• Zariadenia na riadenie tekutín: Integrované do mikrodávkovacích čerpadiel a vstrekovačov paliva sledujú objem dodávanej tekutiny prostredníctvom hmotnosti, napríklad meranie mikromnožstiev paliva vo vstrekovacích systémoch za účelom zabezpečenia spaľovacej účinnosti.
4) Vedecký výskum a testovanie
• Výskum materiálov: Meranie hmotnosti malých vzoriek materiálov (napríklad nanomateriálov a tenkých vrstiev) alebo zmeny hmotnosti materiálov počas ťahu a stlačenia, čím sa poskytujú údaje na analýzu výkonu.
• Zariadenia na monitorovanie životného prostredia: V mikro monitoroch kvality vody a zariadeniach na odber vzoriek vzduchu merajú hmotnosť odobratých vzoriek na výpočet koncentrácie znečisťujúcich látok, napríklad analýza hmotnosti po odbere atmosférických tuhých častíc.
5) Logistika a maloobchod
• Mikro systémy triedenia: Na konci automatickej linky na triedenie expresných zásielok vážia malé balíky, aby ich klasifikovali podľa hmotnosti; alebo na samoobslužných pokladniach v bezobslužných supermarketoch identifikujú produkty vážením (v spojení s databázou hmotností).
• Maloobchodné vážiace zariadenia: Napríklad šperkové váhy a váhy pre drahé kovy, používané na presné váženie cenných predmetov, ako je zlato a diamanty, s malými rozmermi, ktoré možno umiestniť na pult bez zbytočného zaberieania priestoru.

Zhrnutie

Mikro tenzometrické snímače, ktorých kľúčovou konkurenciou sú „malé rozmery, vysoká presnosť a nízka spotreba energie“, prekonali obmedzenia tradičných vážiacich zariadení z hľadiska priestoru a rozsahu a presne spĺňajú požiadavky na váženie malých zaťažení v oblastiach, ako je medicína, spotrebná elektronika a mikro výroba. Ich pohodlná forma integrácie, stabilný výkon a rozumná kontrola nákladov nielen podporujú funkčnú modernizáciu mikro zariadení, ale tiež poskytujú spoľahlivú podporu pre rôzne odvetvia pri dosahovaní „presnosti, miniaturizácie a inteligentnosti“ vo vážení a stávajú sa neoddeliteľnou a dôležitou súčasťou modernej senzorovej technológie.

Zobrazenie podrobností

Parametre