Vzporedna nosilna obremenitvena celica CZL601

Predstavitev produkta

Vzporedni nosilec merilnih celicah so elementi za zaznavanje sile, ki temeljijo na principu upornosti ob napetosti, pri čemer je elastomer z dvojnim ali enojnim vzporednim nosilcem osnova konstrukcije. Ko je nosilec izpostavljen sili, ukrivljenje povzroči spremembo upornosti v tenzometru, ki se nato pretvori v standardizirane električne signale. Kombinirajo prednosti, kot so visoka natančnost pri majhnih obremenitvah, ravninska odpornost na stranske obremenitve in enostavna namestitev ter se pogosto uporabljajo pri tehtanju na majhnih razponih, merjenju ravninskih sil in vgrajenih meritvah. Spodaj so podrobneje predstavljene osnovne dimenzije, da bi izpolnile potrebe izdelek izbire, tehnične ocene in pisanja rešitev:

1. Značilnosti in funkcije izdelka

Jedrske značilnosti

• Konstrukcijski načrt: Uporablja integrirano paralelno nosilno konstrukcijo (debelina telesa nosilca 2–15 mm, dolžina 20–150 mm), pri kateri je porazdelitev napetosti enakomerna in usmerjena v srednji del telesa nosilca, omogoča večkotne sile v ravnini ter izjemno sposobnost prenosa ekscentričnih obremenitev (zmore ekscentrične obremenitve v ravnini ±20 % do ±30 % nazivne obremenitve) brez opaznih slepih točk napetosti.
• Natančna zmogljivost: Natančnostni razredi segajo od C1 do C3, pri čemer glavni modeli dosegajo raven C2. Napaka nelinearnosti ≤ ±0,01 %NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,005 %NS, ničelni drift ≤ ±0,002 %NS/°C, natančnost pa je nadpovprečna v primerjavi s podobnimi senzorji pri merjenju majhnih območij od 0,1 kg do 500 kg.
• Materiali in zaščita: Elastično telo pogosto uporablja aluminijev zlitin (za lažje scenarije), jekleni zlitin (za običajne industrijske scenarije) ali nerjaveče jeklo 304/316L (za korozivne scenarije), površina pa je obdelana z anodiranjem, nikeliranjem ali pasivacijo; stopnja zaščite je ponavadi IP65/IP67, hranski modeli pa lahko dosegajo IP68, primerni za različna zapletena okolja.
• Kompatibilnost namestitve: Na dnu so standardizirane montažne luknje (z navojem ali gladke luknje), ki omogočajo pritrditev s pomočjo vijakov ali lepila. Nekateri mikromodeli se lahko namestijo vgradno, kar je primerno za ozka namestitvena mesta na tehtnicah za mizo in avtomatizirano opremo, posamezna enota pa lahko izpolnjuje zahteve za tehtanje v ravnini.

JEDRNE FUNKCIJE

• Merjenje sile pri majhnih obremenitvah: Osredotočen na statično/kvazidinamično tehtanje pri majhnih obremenitvah (čas odziva ≤ 4 ms), z merilnim razponom od 0,1 kg do 500 kg. Običajne aplikacije so osredotočene na razponu od 1 kg do 200 kg, mikromodel pa omogoča ultra majhne merjenje v razponu 0,01 kg.
• Več vrst izhodnih signalov: Omogoča analogni signale (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) in digitalne signale (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikro inteligentni model integrira modul za kondicioniranje signalov in se lahko neposredno poveže s samostojnimi mikrokrmilniki in IoT moduli.
• Funkcija varnostne zaščite: Vgrajena kompenzacija temperature v širokem temperaturnem razponu (-10 °C ~ 70 °C), ima zaščito proti preobremenitvi (150 % - 200 % nazivne obremenitve, običajno 150 % za modele iz aluminijeve zlitine) in nekateri modeli vključujejo tudi strukturo za dušenje udarov.
• Dolgoročna stabilnost: Življenjska doba zaradi utrujanja ≥ 10⁷ ciklov obremenitve, letni drift ≤ ±0,01 % NS pri nazivni obremenitvi, primerno za dolgotrajne nenehne obratovalne scenarije, kot so trgovine in laboratoriji.

2. Osnovni rešeni problemi

• Nezadostna natančnost pri lahkih obremenitvah: Za reševanje problema prevelike napake tradicionalnih senzorjev v primerih merjenja z majhnim razponom pod 10 kg je s pomočjo optimiziranega načrtovanja napetosti nosilca napaka merjenja omejena na ±0,005 %NS, kar izpolnjuje zahteve po visoki natančnosti pri tehtanju hrane, doziranju farmacevtskih snovi itd.

•Nenatančno merjenje ekscentrične ravninske obremenitve: Značilnost enakomerne porazdelitve napetosti pri paralelni konstrukciji nosilca učinkovito uravna vpliv ekscentrične obremenitve, ki jo povzroči odmik tehtanega predmeta, ter tako reši problem natančnosti pri nestalnih položajih postavitve materiala na namiznih tehtnicah in sortirnih napravah.

•Težave pri integraciji in namestitvi opreme: Kompaktna konstrukcija in fleksibilna metoda namestitve omogočata vgradnjo v avtomatizirano opremo in pametne gospodinjske aparate, pri čemer ni potrebno spreminjati glavne strukture opreme, kar zmanjša stroške integracije.

• Slaba prilagodljivost različnim okoljem: Z izboljšavami materiala in stopnje zaščite so rešeni problemi, kot so poškodbe senzorjev in odmik signala v scenarijih z vlažnostjo (npr. tehtanje ribizdelkov), korozijo (npr. tehtanje kemičnih reagentov) ter prahom (npr. mletje moke).

•Stisk s stroški pri majhnih napravah: En sam senzor lahko zadostuje zahtevam ravninskega tehtanja, zaradi česar ni potrebno uporabljati več senzorjev v kombinaciji. Hkrati zmanjšanje teže in stroškov z uporabo aluminijeve zlitine rešuje težave pri nadzoru stroškov pri majhnih tehtnicah in potrošniški elektroniki.

3. Uporabniško izkušnjo

• Ultraenostavna namestitev: Standardizirane montažne luknje in ploskve za pozicioniranje odpravijo potrebo po profesionalnih kalibracijskih orodjih. Namestitev se lahko izvede z navadnim izvijačem, pri čemer so zahteve po ravni nizke (≤0,1 mm/m), testiranje pa lahko ena oseba zaključi v manj kot 10 minutah.

• Nizka stopnja zahtev za upravljanje: Podpira enojno tipko za ničlenje in kalibracijo v eni točki za tehtne instrumente (zahteva le standardno utež 100 % nazivne obremenitve). Digitalni modeli se lahko hitro kalibrirajo prek računalniške programske opreme, kar omogoča enostavno uporabo tudi neprofesionalcem.

• Zelo nizki stroški vzdrževanja: Popolnoma tesna konstrukcija zmanjša prodor prahu in vlage, letna povprečna stopnja okvar je ≤0,2 %. Modeli iz aluminijeve zlitine so lahki (minimalno le 5 g), jih je enostavno zamenjati in med vzdrževanjem ni potrebno razstavljati velikih struktur.

•Natančno posredovanje podatkov: Nihanje statičnih merilnih podatkov ≤±0,003 %NS, brez zakasnitve v kvazidinamičnih pogojih. Digitalni modeli imajo vgrajeno kompenzacijo drsenja ničle, kar odpravlja potrebo po pogosti kalibraciji ter zagotavlja visoko stabilnost podatkov.

• Dobra združljivost pri integraciji: Mikromodeli so majhne velikosti (minimalne dimenzije 20 mm × 10 mm × 5 mm), jih je mogoče vgraditi v pametne naprave, ne da bi to vplivalo na oblikovanje videza naprave. Izhodni signal je združljiv s pogostimi majhnimi krmilniki in podpira funkcijo vstavi in deluje.

4. Tipični primeri uporabe

1) Civilni in komercialni merilniki za lahek tovor

• Supermarket tehtnice za cenovanje/elektronske platformske tehtnice: jedrne senzorske enote za tehtnice za cenovanje 3-30 kg, z lahkim dizajnom iz aluminijeve zlitine, lastnosti proti ekscentričnemu bremenu zagotavljajo dosledno natančnost tehtanja pri različnih položajih postavitve, z napako ≤ ±1 g.

• Elektronske tehtnice za pošiljke: oprema za tehtanje pošiljk 1-50 kg, izdelana iz nerjavnega jekla za odpornost proti umazaniji in enostavno čiščenje, zaščitna raven IP67, primerna za vlažna in prahasta okolja oddelkov za pošiljke, podpira hitro in neprekinjeno tehtanje.

• Kuhinjske tehtnice/pekarske tehtnice: visoko natančne kuhinjske tehtnice 0,01–5 kg, z mikro paralelnimi nosilci za senzorje, ki omogočajo točnost na ravni miligramov, digitalni izhod signala, združljiv z zasloni visoke ločljivosti, izpolnjuje potrebo po natančnem doziranju sestavin.

2) Oprema za industrijsko avtomatizacijo

• Avtomatizirana oprema za razvrščanje: Urejeni uteži v prehranski in tržni industriji, nameščeni pod trakom za razvrščanje, v resničnem času zaznajo težo izdelka in se povežejo s mehanizmom za razvrščanje, natančnost razvrščanja do ±0,1 g.

• Zaznavanje materiala na montažni liniji: Zaznavanje manjkajočega materiala na montažnih linijah elektronskih komponent, določi, ali manjka material, s tehtanjem (npr. sestavljanje baterij za mobilne telefone), čas reakcije ≤ 4 ms, primerno za hitre montažne linije.

• Kvantitativna kontrola pakirnih strojev: Kvantitativno tehtanje za stroje za pakiranje majhnih delcev/praškastih snovi, modeli točnosti razreda C2 zagotavljajo napako v teži na vrečko ≤ ±0,2 %, kar ustreza metrološkim standardom.

3) Prehrambna in farmacevtska industrija

• Tehtanje farmacevtskih sestavin: Tehtanje surovin v majhnih odmerkih (0,1–10 kg) v farmacevtski industriji, material iz nerjavnega jekla 316L + certifikat GMP, površina polirana brez slepih kotov, primerna za dezinfekcijo in sterilizacijo, točnost ≤ ±0,01 % n.v.

• Tehtanje vodnih živali/mesa: Oprema za rezanje in tehtanje v klavnici in tržnicah z vodnimi živalmi, vodotesen in protikorozijski dizajn (IP68), se lahko neposredno umiva, primerno za vlažna in vodo bogata delovna okolja.

4) Znanstvenoraziskovalna in preizkusna oprema

• Tehtanje bioloških poskusov: Tehtanje reagentov in vzorcev v laboratorijih, modeli zelo majhnega obsega (0,01–1 kg) izpolnjujejo zahteve po visoki natančnosti pri gojenju mikroorganizmov in doziranju kemičnih reagentov.

• Merjenje sile medicinske opreme: Merjenje sile/teže za opremo za rehabilitacijo (npr. dinamometri za ročni stisk) in medicinske tehtnice (otroške tehtnice), lahka aluminijasta zlitina izboljša prenosljivost opreme, natančnost do ±0,005 % NS.

5) Pametna potrošniška elektronika in naprave za internet stvari (IoT)

• Pametne gospodinjske aparate: Zaznavanje teže perila v pralnih strojih ter tehtanje posode s kavovimi zrnji v kavnikih, mikro vdelani senzorji omogočajo inteligentno krmiljenje naprav in izboljšujejo uporabniško izkušnjo.

• Končne naprave interneta stvari: Nadzor teže za pametne police in pametne košare za smeti, energetsko učinkoviti digitalni modeli podpirajo brezžični prenos podatkov NB-IoT, primerni za oddaljeno upravljanje IoT scenarijev.

5. Navodila za uporabo (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (odstranite madežne maziva in grude), preverite videz senzorja (brez deformacije nosilnega telesa in poškodb kabla) ter izberite primerna montažna vijaka glede na merilni razpon (izogibajte se uporabi visokotrdnih vijakov pri modelih iz aluminijeve zlitine).

• Pozicioniranje in pritrditev: Senzor vodoravno namestite na nosilno površino, tako da obremenitev deluje navpično nad nosilnim telesom (izogibajte se stranskim udarcem); privijte vijake s ključem za navor (5–10 N·m pri modelih iz aluminijeve zlitine, 10–20 N·m pri zlitini jekla), da preprečite prevelik navor, ki bi poškodoval nosilno telo.

• Določila za ožičenje: Pri analognih signalih sledite »rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –«; pri digitalnih signalih povežite glede na definicijo kontaktov; pri ožičenju mikro modela se izogibajte vlečenju kabla, priporočljivo je pustiti rezervno dolžino 5 cm.

• Zaščitna obravnava: V vlažnem okolju tesno zatesnite kabelski priključek z vodoodpornim trakom; v prehranski industriji takoj po uporabi očistite površino senzorja, da preprečite korozijo zaradi ostankov materialov.

2) Kalibracija in odpravljanje napak

• Ničelna kalibracija: Vklopite napajanje in segrejte 10 minut, izvedite ukaz »ničelna kalibracija«, zagotovite, da je ničelni izhod znotraj ±0,001 %FS, in če je odstopanje preveliko, preverite, ali je montažna površina ravna.

• Kalibracija obremenitve: Postavite standardno utež, ki ustreza 100 % nazivne obremenitve (pri merjenjih z majhnim razponom uporabite standardne uteži), zabeležite vrednost izhodnega signala, popravite napako prek merilnika ali programske opreme ter zagotovite, da je napaka ≤ dovoljeni vrednosti ustrezne točnostne kategorije (za razred C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Test ekscentrične obremenitve: Postavite isto težo na različne položaje nosilne površine senzorja, opazujte doslednost meritev, odstopanje pa mora biti ≤ ±0,02 %NS; v nasprotnem primeru prilagodite vodoravnost namestitve.

3) Redna vzdrževanja

• Redni pregledi: Površino senzorja čistite tedensko, preverjajte morebitno ohlabljeno ožičenje mesečno; komercialne tehtnice kalibrirajte četrtletno, laboratorijsko opremo pa mesečno.

• Odpravljanje okvar: Ko pride do drsenja podatkov, najprej preverite napetost napajanja (stabilna pri 5–24 V enosmernega toka, ponavadi 5 V pri mikromodelih); kadar so meritve nenavadne, preverite, ali obstaja preobremenitev (modeli iz aluminijeve zlitine so nagnjeni k trajni deformaciji pri preobremenitvi), in po potrebi zamenjajte senzor.

6. Metoda izbire (natančno usklajevanje z zahtevi)

1) Določitev osnovnih parametrov

• Izbor obsega: Izbirajte model glede na 1,2–1,4-kratno dejansko največjo težo (npr. za največjo merilno zmogljivost 10 kg lahko izberete senzor 12–14 kg) in se izogibajte izbiri prevelikega obsega pri majhnih obremenitvah, da se izognete nezadostni natančnosti.

• Razred natančnosti: Za laboratorijske/medicinske aplikacije izberite razred C1 (napaka ≤ ±0,005 %NS), za industrijsko metrolgojo razred C2 (napaka ≤ ±0,01 %NS) in za civilne tehtnice razred C3 (napaka ≤ ±0,02 %NS).

• Vrsta signala: Za civilne tehtnice izberite analogni signal (0–5 V), za pametne naprave digitalni signal (I2C/RS485) in modele z brezžičnimi moduli za IoT scenarije.

2) Izbira glede na prilagodljivost okolju

• Temperatura: Za običajne pogoje izberite običajne modele (-10 °C ~ 60 °C), za nizkotemperaturne hladilne pogoje modele, odporne proti nizkim temperaturam (-20 °C ~ 0 °C), za visokotemperaturne pogoje pa modele z kompenzacijo visoke temperature (60 °C ~ 80 °C).

• Sredstvo: Izberite aluminijev zlitin za suhe okolja, nerjaveče jeklo 304 za vlažne/živilske industrije in nerjaveče jeklo 316L za kemično korozivna okolja.

• Zaščitni razred: ≥IP65 za notranja suha okolja, ≥IP67 za vlažna/prana okolja in ≥IP68 za podvodna ali visoko korozivna okolja.

3) Vgradnja in združnost sistema

• Način namestitve: Za uteži na mizi izberite vijak, za pametne naprave vgrajeno namestitev; v primerih z omejenim prostorom dajte prednost mikro modelom z dolžino ≤30 mm.

• Združljivost: Preverite, ali sta napetost napajanja in tip signala senzorja združna z regulatorjem. Pri mikro modelih preverite definicije kontaktov, da se izognete napakam pri ožičenju, ki bi lahko povzročile pregorevanje modula.

4) Potrditev dodatnih zahtev

• Zahteve po certifikaciji: Živilska in farmacevtska industrija zahteva certifikacijo FDA/GMP, merilne aplikacije zahtevajo certifikacijo CMC, izvozni izdelki pa zahtevajo certifikacijo OIML.

• Posebne funkcije: Izberite modele z odzivnim časom ≤3 ms za hitro razvrščanje, modele IoT z mirovalnim tokom ≤10 μA za nizko porabo in integrirane modele brez nitk in slepih kotov za higienske primere.

Povzetek

Paralelni nosilec senzorja obremenitve se odlikuje s »visoko natančnostjo pri majhnih obremenitvah, ravnim proti učinkom stranskega premika in enostavno integracijo« kot osnovnimi prednostmi, kjer se predvsem sooča s težavami, kot so natančno tehtanje v majhnih območjih, stranski premik materiala in vgrajena namestitev opreme. Uporabniška izkušnja temelji na enostavni uporabi, vzdrževanju brez skrbi in nadzorovanih stroških. Pri izbiri senzorja obremenitve je potrebno najprej pojasniti štiri osnovne zahteve glede obsega, natančnosti, namestitvenega prostora in okolja, nato pa sprejeti odločitev v povezavi s kompatibilnostjo sistema in dodatnimi funkcijami; med uporabo je treba izogibati preobremenitvi in stranskim udarcem ter strogo upoštevati redna umeritvena navodila, da se zagotovi dolgotrajno stabilno delovanje. Primerno je za uporabo v merilnikih z majhno obremenitvijo, avtomatizirani opremi, hrani in zdravilih ter drugih področjih in predstavlja optimalno rešitev za senzorje v primerih tehtanja z majhnim obsegom in ravnimi površinami.

Podrobnostni prikaz

Parametri