Oceľový mikrosenzor CZL700D

Úvod do produktu

Mikro vážiaci snímač:

Mikrovážne vážiace snímače sú kompaktné zariadenia na meranie hmotnosti vyvinuté pomocou technológie reakcie na deformáciu. Ich základný mechanizmus spočíva v prevode signálov hmotnosti na merateľné elektrické signály prostredníctvom mikroštruktúr citlivých prvkov (napr. elastoméry so tenzometrami). Bežne merajú len niekoľko až desiatky kubických centimetrov a pracujú v rozsahu od gramov po kilogramy, čím kombinujú dvojité výhody malej veľkosti a vysokého presnosti. Keďže ide o nevyhnutnú súčasť pri aplikáciách váženia pre ľahké a priestorovo obmedzené systémy, široko sa používajú v lekárskych prístrojoch, spotrebnej elektronike, inteligentných zariadeniach a vedeckých výskumných testoch ako základná technológia pre detekciu hmotnosti v miniatúrnych systémoch.

1. Základné vlastnosti a funkcie

1) Základná vlastnosť miniaturizácie

• Ultra-kompaktné a ľahké: 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. Tieto komponenty je možné bez problémov integrovať do tesných priestorov, ako sú chytré hodinky alebo skrinky miniatúrnych čerpadiel, a to bez poškodenia konštrukčnej integrity zariadení.

• Kompaktný dizajn: Väčšina modelov má integrované balenie, ktoré kombinuje citlivé komponenty a obvody na úpravu signálu v mikroskopickom puzdre. Niektoré varianty podporujú tenké montážne riešenia, ako je povrchová montáž (SMT) alebo pripojenie cez vývody, čo je kompatibilné s priamym spájkovaním na dosku plošných spojov alebo rýchlym nasadením.

2) Výhody výkonu váženia

• Presné meranie s širokým rozsahom: Systém pokrýva rozsah od 0,1 g do 50 kg, s hlavnou 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 časom odozvy ≤ 10 ms zachytáva okamžité zmeny hmotnosti v reálnom čase, ako je napríklad rýchle váženie ľahkého zaťaženia v automatizovaných triedacích linkách a monitorovanie miery kvapania/hmoty v zdravotníckych infúznych systémoch, čím sa zabraňuje odchýlkam merania spôsobeným

• Stabilná schopnosť proti rušeniu: Vstavaný modul kompenzácie teploty (spôsob prevádzky pri teplote od 10°C do 60°C) bráni výkyvom teploty okolia. Vďaka diferenciálnemu výstupu signálu alebo elektromagnetickému štíteniu účinne odoláva rušeniu vnútorného obvodu, čo zabezpečuje stabilitu údajov.

3)Integrácia a adaptácia

• Kompatibilita s viacerými výstupmi: Podporuje analógové signály (0-5V,4-20mA) a digitálne signály (I2C, SPI, UART), čo umožňuje priame prepojenie s mikrokontrolérmi, mikrokontrolérmi s jedným čipom a kompaktnými PLC bez potreby ďalších modulov zosilňovania signálu.

• Kompatibilita materiálu a média: Citlivé komponenty sú vyrobené primárne z nehrdznivcej ocele 316L, titanovej zliatiny alebo technických plastov s korózne odolnými skrinkami. Tieto komponenty sú kompatibilné s rôznymi váženými médiámi vrátane lekárskych tekutín, potravinových surovín a elektronických súčiastok, čím účinne zabraňujú kontaminácii alebo koróznej degradácii.

• Nízka spotreba energie: Spotreba v pokojovom 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 odvetvové problémy, ktoré je potrebné vyriešiť

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 do mikrozariadení: Riešenie neschopnosti tradičných snímačov byť zabudované do kompaktných zariadení, ako je funkcia monitorovania hmotnosti v inteligentných náramkoch alebo kontrola dávkovania kvapalín v mikro-lekárskych čerpadlách, dosiahnutím oboch funkcií – váženia aj miniaturizácie – prostredníctvom kompaktného dizajnu.

• Problém merania pri malom zaťažení a s vysokou presnosťou: vyriešiť problém nedostatočnej presnosti tradičných snímačov pri vážení v gramovej a miligramovej škále, ako je napríklad váženie mikrosúčiastok v laboratóriu alebo detekcia hmotnosti kontaktov elektronických súčiastok, a tak poskytnúť spoľahlivé údaje pre presnú výrobu a vedecký výskum.

• Výzvy energetickej účinnosti pre prenosné zariadenia: Riešenie problému krátkej životnosti batérie spôsobenej vysokou spotrebou energie tradičných snímačov, ako sú prenosné váhy na zásielky alebo zariadenia na váženie vzoriek v teréne, pričom tieto zariadenia disponujú vlastnosťami nízkej spotreby energie, čo predlžuje ich prevádzkový čas na jedno nabitie.

• Obmedzenia zložitého inštalačného priestoru: Rieši požiadavky na váženie v obmedzených alebo štrukturálne jedinečných prostrediach, ako je napríklad váženie vnútorných komponentov pri automatizovanom vybavení a monitorovanie hmotnosti tekutín v potrubí, pričom využíva riešenia s povrchovou montážou alebo vstavbané inštalácie na prekonanie priestorových obmedzení.

• Kompatibilita signálov pre viacero scenárov: Rieši nezhodu medzi signálmi tradičných snímačov a jednotkami s mikrokontrolérom. Model s výstupom digitálneho signálu sa môže priamo pripojiť k mikrokontrolérom (MCU), čím sa zjednoduší návrh obvodov pre kompaktné zariadenia a znížia náklady na výskum a vývoj.

3. Výhody používateľskej skúsenosti

• Vysoká integračná pohodlnosť: Štandardizované rozmiestnenie vývodov a rozmery puzdra umožňujú priame spájanie na dosku plošných spojov (PCB) alebo rýchlu montáž bez zložitých mechanických konštrukcií, čo skracuje čas integrácie na menej ako 30 minút a výrazne zvyšuje efektivitu výroby zariadení.

• Ladenie je jednoduché: digitálne signálové modely umožňujú jednoklikovú kalibráciu nulového bodu a rozsahu prostredníctvom príkazov, zatiaľ čo analógové signálové modely vynikajú vynikajúcou lineárnosťou. Stačí základná odlaďovacia schéma obvodu a môžu byť okamžite nasadené, čo výrazne zníži technickú bariéru pre vývojové tímy.

• Vysoká spoľahlivosť výkonu: Teplotná kompenzácia a návrh odolný voči rušeniu zabezpečujú, že drift údajov zostáva ≤±0,05 % FS/rok, čo eliminuje potrebu častých kalibrácií pri prenosných alebo zabudovaných aplikáciách a výrazne zníži požiadavky na údržbu.

• Prispôsobiteľný výber modelu: K dispozícii je široká škála modelov s rôznymi meracími rozsahmi, typmi signálov a spôsobmi inštalácie. Môžete priamo vybrať model 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 primeraná: jednotkové náklady je možné pri hromadnom nákupe udržať v rozmedzí desiatok až stoviek yuanov, čo je viac ako o 50 % nižšie v porovnaní s vlastným mikro senzorickým riešením. Zároveň nízka spotreba energie zníži celkové náklady na spotrebu energie 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: Mikropipety a biochemické analyzátory sa používajú na meranie hmotnosti reagencií alebo vzoriek, čím sa zabezpečuje presné dávkovanie vzoriek, ako napríklad odváženie mikrovzoriek pre testovacie sady na COVID-19.

2) Spotrebná elektronika a inteligentné nositeľné zariadenia

• Chytré nositeľné zariadenia: Vstavené do fitness trackerov a chytrých hodiniek umožňujú nepriame meranie telesnej hmotnosti a podielu tuku v tele, ako aj sledovanie sily v reálnom čase počas fyzickej aktivity, napríklad analýzu hmotnosti nárazu 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 a váži súčiastky, aby určil úspešné zachytenie, napríklad pri detekcii hmotnosti pri montáži 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 snímače, 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 mikro-výroba. Ich pohodlná integrácia, stabilný výkon a nákladovo efektívny dizajn nielen podporujú funkčné vylepšenia mikro-zariadení, ale tiež poskytujú spoľahlivú podporu pri dosahovaní „presnosti, miniaturizácie a inteligentnosti“ vo vážení pre priemysel. V dôsledku toho sa stali neoddeliteľnou súčasťou modernej senzorovej technológie.

Zobrazenie podrobností

Parametre