Oceľový mikrosenzor CZL913AB

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. elastoméry tenzometrov). Ich objem je zvyčajne obmedzený na rozsah od niekoľkých kubických centimetrov po desiatky kubických centimetrov, pričom rozsah merania pokrýva od gramov po kilogramy, čo spája dvojité výhody „malých rozmerov“ a „vysokého presnosti“. Keďže ide o kľúčovú súčiastku pre váženie pri nízkych zaťaženiach a v obmedzených priestoroch, sú široko využívané 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 dokáže spĺňať požiadavky nielen na váženie vzoriek na úrovni mikrogramov v laboratóriách, ale aj na monitorovanie hmotnosti na úrovni gramov v spotrebnej elektronike.

• Rýchla dynamická odozva: Doba odozvy je ≤10 ms, čo umožňuje reálny čas zachytávať okamžité zmeny hmotnosti, napríklad rýchle váženie ľahkých zaťažení na automatických triediacich linkách alebo monitorovanie hmotnosti kvapkania pri lekárskych infúziách, čím sa predchádza meraniam so skreslením spôsobeným oneskorením signálu.

• Stabilná odolnosť proti rušeniu: Vstavaný modul kompenzácie teploty (prispôsobený prevádzkovému prostrediu -10 ℃ až 60 ℃) na elimináciu vplyvu kolísania okolitej teploty; použitie diferenciálneho výstupného signálu alebo elektromagnetickej ochrany na odolanie elektromagnetickému rušeniu zo strany vnútorných obvodov zariadenia, čím sa zabezpečuje stabilita 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 je možné priamo pripojiť k mikrokontrolérom ako MCU, jednočipovým mikropočítačom a malým PLC bez dodatočných modulov na zosilnenie signálu.

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

• Vlastnosti nízkej spotreby energie: Spotreba 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 chytré nositeľné zariadenia), čo predlžuje životnosť batérie.

2. Riešenie jadra Bolestivé body odvetvia

V prípadoch nízkeho zaťaženia a miniaturizovaného váženia majú tradičné snímače záťaže (napr. senzory platformových váh a priemyselné vážiace moduly) problémy, ako je „príliš veľký objem, vysoká spotreba energie, nedostatočná presnosť a obtiažna integrácia“. Mikrosnímače záťaže špecificky riešia nasledujúce kľúčové problémy:

•Prekážky integrácie v mikrozariadeniach: Rieši problém, kedy tradičné snímače nie je možné integrovať do malých zariadení, ako napríklad funkcia monitorovania hmotnosti tela v inteligentných náramkoch alebo kontrola hmotnosti kvapalného lieku v mikro lekárskych čerpadlách, a dosahuje tak dvojité požiadavky „funkcie váženia + miniaturizácie“ zariadení vďaka kompaktnému dizajnu.

• Obtiažne pri presnom meraní malých zaťažení: Rieši problém nedostatočnej presnosti tradičných snímačov pri vážení v gramovej a miligramovej oblasti, ako napríklad váženie mikrosampleov v laboratóriách alebo detekcia hmotnosti vývodov elektronických súčiastok, a poskytuje tak spoľahlivé údaje pre presnú výrobu a vedecký výskum.

• Problémy spotreby energie v prenosných zariadeniach: Rieši problém krátkej výdrže batérie spôsobenej vysokou spotrebou tradičných snímačov, ako napríklad u prenosných poštových váh alebo zariadení na váženie vzoriek v teréne, pričom vlastnosť nízkej spotreby predlžuje dobu jedného nabitia.

•Obmedzenia v zložitých inštalačných priestoroch: Riešia požiadavky na váženie v úzkych a špeciálnych konštrukčných priestoroch, ako napríklad váženie vnútorných komponentov v automatizovanom zariadení alebo monitorovanie hmotnosti tekutín v potrubí, čím prekonávajú obmedzenia priestoru prostredníctvom povrchového montážneho a zabudovaného inštalovania.

• Problémy so signálnou kompatibilitou v rôznych scénariách: Riešenie problému nezhody signálov tradičných snímačov s mikroriadiacimi jednotkami. Modely s digitálnym výstupom signálu možno priamo pripojiť k jednočipovým mikropočítačom a MCU, čím sa zníži zložitosť návrhu obvodov malých zariadení a znížia náklady na výskum a vývoj.

3. Výhody používateľskej skúsenosti

• Vysoká integračná pohodlnosť: Štandardizované rozmiestnenie vývodov veľkosť dosky a balenia podporuje priame spájkovanie alebo rýchle upevnenie dosky PCB bez potreby zložitých mechanických konštrukcií. Čas integrácie možno skrátiť na menej ako 30 minút, čo výrazne zvyšuje efektivitu výroby zariadení.

• Jednoduchá prevádzková kontrola: Digitálny signálny model podporuje jednoklikovú kalibráciu nulového bodu a rozsahu prostredníctvom inštrukcií a analógový signálny model má vynikajúcu lineárnosť, ktorá umožňuje jeho použitie po jednoduchej diagnostike obvodu, čím sa zníži technický prah pre výskumný a vývojový personál.

• Silná stabilita pri používaní: Teplotná kompenzácia a návrh odolný voči rušeniu zabezpečujú drift údajov ≤ ± 0,05 % FS/rok, čo eliminuje potrebu častých kalibrácií v prenosných a zabudovaných aplikáciách a zníži záťaž neskoršej údržby.

• Prispôsobivý a rozmanitý výber: modely s rôznymi rozsahmi, typmi signálov a spôsobmi inštalácie sú hojné a možno ich priamo vybrať podľa veľkosti zariadenia, napätia napájania a požiadaviek na presnosť. Niektorí výrobcovia podporujú malé sériové výroby na mieru, aby vyhoveli individuálnym potrebám.

• Dôvodná kontrola nákladov: Pri nákupe vo veľkom možno náklady na jednotku kontrolovať od desiatok po stovky jüanov, čím sa znížia náklady o viac ako 50 %

v porovnaní s prispôsobenými mikro-senzorickými riešeniami; zároveň zníženie spotreby energie znižuje celkové náklady na spotrebu energie zariadením.

4. Typické prípady použitia

1) Oblasť zdravotníctva

• Zariadenia na monitorovanie infúzie: zabudované do infúzneho čerpadla, sledujú v reálnom čase zmenu hmotnosti liečivého roztoku, vypočítavajú rýchlosť infúzie a spustia alarm, keď je roztok takmer dočerpaný, čím sa vyhne riziku prázdnych fliaš, napríklad presná kontrola infúzie v jednotkách intenzívnej starostlivosti.

• Rehabilitačné a ošetrovateľské zariadenia: používané pre inteligentné rehabilitačné váhy, moduly na snímanie hmotnosti protéz, napríklad sledovanie zmien hmotnosti počas rehabilitačného tréningu u starších ľudí alebo spätná väzba o hmotnosti protézy na zlepšenie bezpečnosti rehabilitácie.

• Laboratórne lekárske vybavenie: používané v mikropipetách a biochemických analyzátoroch na meranie hmotnosti činidiel alebo vzoriek, aby sa zabezpečila presnosť dávkovania vzoriek, napríklad mikrodávkovanie a váženie činidiel na detekciu COVID-19.

2) Spotrebná elektronika a inteligentné nositeľné zariadenia

• Chytré nositeľné zariadenia: integrované do chytrých náramkov a chytrých hodiniek umožňujú nepriamy merania hmotnosti a podielu telesného tuku alebo sledovanie hmotnosti pôsobiacej silou počas cvičenia, napríklad analýza hmotnosti nohy pri dopade počas behu.

•Zariadenia inteligentnej domácnosti: používané na váženie surovín v inteligentných kuchynských váhach a kávových automatoch, napríklad presné váženie kávového prášku na reguláciu koncentrácie nálevu; alebo monitorovanie pretečenia inteligentných košov na odpad (určenie objemu odpadu podľa hmotnosti).

•Prenosné vážiace nástroje: napríklad miniatúrne expresné váhy a váhy na batožinu, navrhnuté s malou veľkosťou a nízkou spotrebou energie, vhodné na prenášanie a meranie hmotnosti predmetov v reálnom čase.

3) Priemyselná automatizácia a mikro-výroba.

•Výroba elektronických súčiastok: na SMT linkách na montáž čipov sledovať hmotnosť súčiastok ako sú čipy a odpory, aby sa filtrovali nekvalitné výrobky; alebo pri polovodičovom puzdrení merať hmotnosť zalievacej hmoty, aby sa zabezpečila kvalita puzdrenia.

•Zariadenia pre mikro-automatizáciu: používané ako koncový efektor mikro-zberných robotov, senzor meria hmotnosť uchopených súčiastok a posudzuje, či bolo uchopenie úspešné, napríklad meranie hmotnosti pri zostavovaní modulov fotoaparátov mobilných telefónov.

•Zariadenia na riadenie tekutín: zabudované do mikrodávkovacích čerpadiel a vstrekovačov paliva, sledujú objem dodávanej tekutiny cez meranie hmotnosti, napríklad mikrováž paliva vo vstrekovacích systémoch, aby sa zabezpečila spaľovacia účinnosť.

4) Výskumné a skúšobné pole

• Výskum materiálov: meranie hmotnosti malých vzoriek materiálov (napríklad nanomateriály, tenké vrstvy) alebo zmeny hmotnosti materiálov počas procesov ťahania a stlačovania, poskytovanie údajov pre analýzu výkonu.

• Zariadenia na monitorovanie životného prostredia: meranie hmotnosti zozbieraných vzoriek v miniaturizovaných monitoroch kvality vody a zariadeniach na odoberanie vzoriek vzduchu, výpočet koncentrácie znečisťujúcich látok, napríklad analýza hmotnosti po odbere vzoriek atmosférických častíc.

5) Logistika a obchod

• Mikrotriediaci systém: na konci automatickej triediacej linky prenášok zváži malé balíky a dosiahne klasifikáciu podľa hmotnosti; alebo na samoobslužných pokladniach v bezobsadených obchodoch identifikuje tovar vážením (s databázou hmotností).

• Maloobchodné vážiace zariadenia: napríklad šperkové váhy, váhy na drahé kovy, určené na presné váženie cenných predmetov ako zlato a diamanty, malého rozmeru a možno ich umiestniť na pult bez toho, aby zaberali veľa miesta.

Zhrnutie

Mikro-vážiaci snímač má kľúčovú konkurencieschopnosť „malá veľkosť, vysoká presnosť a nízka spotreba energie“, čím prekonáva obmedzenia tradičných vážiacich zariadení v priestore a rozsahu a presne spĺňa požiadavky na váženie ľahkých zaťažení v medicíne, spotrebnej elektronike, mikro-výrobe a iných oblastiach. Jeho pohodlná integračná metóda, stabilný výkon a primeraná kontrola nákladov nielen podporujú funkčnú modernizáciu mikrozariadení, ale tiež poskytujú spoľahlivú podporu rôznym odvetviam pri dosahovaní „presnosti, miniaturizácie a inteligentnosti“ pri vážení, čím sa stáva neoddeliteľnou dôležitou súčasťou modernej senzorovej technológie.

Zobrazenie podrobností

Parametre