Vzporedni nosilni senzor za tehtanje CZL628

Predstavitev produkta

Vzporedni nosilec merilnih celicah so elementi za zaznavanje sile, ki temeljijo na principu upornosti ob napetosti, z dvojnim ali enojnim vzporednim nosilcem kot jedrno strukturo. Ko so izpostavljeni sili, upogibna deformacija nosilca povzroči spremembo upornosti tenzometra, ki se nato pretvori v standardizirane električne signale. Kombinirajo prednosti, kot so visoka natančnost pri majhnih obremenitvah, sposobnost upora proti ekscentričnim obremenitvam v ravnini ter enostavna namestitev, in se pogosto uporabljajo pri tehtanju na majhnih razponih, merjenju ravninskih sil ter vgrajenih merilnih aplikacijah. Sledijo podrobnosti, predstavljene iz osnovnih dimenzij, 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 nosilca 2–15 mm, dolžina 20–150 mm), pri kateri je porazdelitev napetosti enakomerna in osredotočena na srednji del nosilca, z možnostjo prenašanja sil pod različnimi koti v ravnini, izjemno sposobnost prenosa obremenitve zunaj središča (zmožen prenesti ravinske ekscentrične obremenitve ±20 % do ±30 % nazivne obremenitve) ter brez opaznih slepih točk napetosti.

• Natančna zmogljivost: Natančnostni nivoji zajemajo C1 - C3, pri čemer glavni modeli dosegajo C2. Napaka nelinarnosti ≤ ±0,01 %NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,005 %NS, drift ničle ≤ ±0,002 %NS/°C ter boljša točnostna zmogljivost v primerjavi s podobnimi senzorji v majhnih območjih merjenja od 0,1 kg do 500 kg.

•Materiali in zaščita: Elastomeri se pogosto izdelujejo iz aluminijeve zlitine (za lahke aplikacije), jeklene zlitine (za splošne industrijske aplikacije) ali nerjavnega jekla 304/316L (za korozivne pogoje), površinska obdelava pa vključuje anodizacijo, nikeliranje ali pasivacijo; stopnje zaščite so navadno IP65/IP67, medtem ko modeli za hrano dosegajo IP68, kar jih naredi primerne za različna zahtevna okolja.

•Kompatibilnost namestitve: Na dnu so standardizirane montažne luknje (z navojem ali gladke luknje), ki omogočajo pritrditev z vijaki ali lepljenje. Nekateri mikro modeli se lahko vgrajujejo vgradno, kar je primerno za ozka namestitvena mesta na tehtnicah za mizo in avtomatizirani opremi, pri čemer ena enota zadostuje za tehtanje na ravnini.

JEDRNE FUNKCIJE

• Merjenje sile pri majhnih obremenitvah: Osredotočen na statično/kvazi-dinamično merjenje majhnih obremenitev (čas odziva ≤ 4 ms), z območjem merjenja od 0,1 kg do 500 kg, najpogostejše aplikacije pa so v območju od 1 kg do 200 kg. Mikromodeli omogočajo izredno natančno merjenje v območju 0,01 kg.

• Več vrst izhodnih signalov: Ponuja analognih signala (4 - 20 mA, 0 - 3 V, 0 - 5 V) in digitalna signala (RS485/Modbus RTU, I2C). Mikro inteligentni modeli vključujejo module za kondicioniranje signalov in se lahko neposredno povežejo s samostojnimi mikrokrmilniki ter IoT moduli.

• Funkcija varnostne zaščite: Vključuje kompenzacijo temperature v širokem temperaturnem obsegu (-10 °C ~ 70 °C), ima zaščito pred preobremenitvijo (150 % - 200 % nazivne obremenitve, običajno 150 % za modele iz aluminijeve zlitine) in nekateri modeli vključujejo tudi strukture za dušenje udarov.

• Dolgoročna stabilnost: Življenjska doba zaradi utrujanja ≥ 10⁷ ciklov obremenitve, letni drift ≤ ±0,01 % NS pri nazivni obremenitvi, primerno za dolgotrajne neprekinjene obratovalne scenarije, kot so trgovine in laboratoriji.

2. Osnovni rešeni problemi

• Nezadostna natančnost v primerih majhne obremenitve: Z namenom reševanja problema prevelike napake tradicionalnih senzorjev v primerih z manjšim obsegom pod 10 kg, je s pomočjo optimiziranega dizajna napetosti nosilca napaka merjenja omejena na ±0,005 % FS, s čimer se rešujejo problemi visoke natančnosti pri tehtanju hrane, štetju zdravil in podobno.

•Natančno merjenje ravninsko ekscentrične obremenitve: Značilnost enakomerne porazdelitve napetosti pri paralelni nosilni konstrukciji učinkovito izniči vpliv ekscentrične obremenitve, ki jo povzroči odmik tehtanega predmeta, ter reši težave z natančnostjo pri nestalnih položajih postavitve materiala na namiznih tehtnicah in sortirnih napravah.

• Težave pri integriranju opreme : Kompaktna struktura in fleksibilna metoda namestitve rešita zahteve za vgradnjo v avtomatizirano opremo in pametne gospodinjske aparate, kar odpravlja potrebo po spreminjanju glavne konstrukcije opreme ter zmanjšuje stroške integracije.

• Slaba prilagodljivost različnim okoljem: S povečanjem kakovosti materiala in stopnje zaščite so rešeni problemi, kot so poškodbe senzorjev in drift signala v pogojih vlažnosti (npr. tehtanje v ribogojstvu), korozije (npr. tehtanje kemičnih reagentov) ter prahu (npr. mletje moke).

• Stroškovni pritisk na majhnih napravah: En sam senzor lahko zadosti zahteve za ravninsko tehtanje, zaradi česar ni potrebe po večkratnih kombinacijah. Hkrati aluminijeva zlitina zmanjša težo in stroške izdelka ter tako reši težavo nadzora stroškov pri majhnih tehtnicah in potrošniški elektroniki.

3. Uporabniško izkušnjo

• Izredno poenostavljena namestitev: Standardizirane montažne luknje in referenčne površine za pozicioniranje odpravljajo potrebo po profesionalnih kalibracijskih orodjih, namestitev pa se lahko izvede s ponavadičnim izvijačem. Zahteva za ravnostjo je nizka (≤0,1 mm/m), ena oseba pa lahko dokonča nastavitev v manj kot 10 minutah.

• Nizka stopnja zahtev za upravljanje: Podpira enojno tipko za ničlanje in enotno kalibracijo merača tehtnice (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, s povprečno letno stopnjo okvar ≤0,2 %. Model iz aluminijeve zlitine je lahkega telesa (minimalno le 5 g), enostaven za zamenjavo in med vzdrževanjem ni potrebno razstavljati velikih struktur.

• Natančna povratna informacija o podatkih: Nihanje statičnih merilnih podatkov ≤ ±0,003 % NS, brez histerze v kvazidinamičnih pogojih. Digitalni modeli imajo vgrajeno funkcijo kompenzacije ničelne drife, kar odpravlja potrebo po pogostem kalibriranju in zagotavlja visoko stabilnost podatkov.

• Dobra prilagodljivost integraciji: Mikromodel je majhne velikosti (minimalna velikost 20 mm × 10 mm × 5 mm), lahko se vgradi v pametne naprave, ne da bi vplival na oblikovanje videza naprave. Izhodni signal je združljiv s pogostimi majhnimi krmilniki, priključi in uporabi.

4. Tipični primeri uporabe

1) Civilne in komercialne merilne naprave za lahek tovor

• Supermarket tehtnice za cenovanje/elektronske platforme: Jedrski senzorski del 3-30 kg tehtnic za cenovanje, z lahkim aluminijastim zlitinim materialom. Zasnova proti ekscentričnemu bremenu zagotavlja dosledno natančnost tehtanja pri različnih položajih postavitve, napaka ≤ ±1 g.

• Ekspresne elektronske tehtnice: oprema za tehtanje ekspresnih pošiljk 1–50 kg, izdelana iz nerjavnega jekla za zaščito pred umazanijo in enostavno čiščenje. Zaščitna raven IP67 je primerna za vlažna in prahasta okolja ekspresnih pošiljk, omogoča hitro in neprekinjeno tehtanje.

• Kuhinjske tehtnice/pekarske tehtnice: visoko natančne kuhinjske tehtnice 0,01-5 kg, z mikro paralelnimi nosilci za dosego točnosti na ravni miligramov. Digitalni izhodni signal je združljiv z zasloni visoke ločljivosti, kar ustreza zahtevam za natančno doziranje sestavin.

2) Industrijska avtomatizacijska oprema

• Avtomatizirana oprema za razvrščanje: Urejevalniki po teži v prehranski in trgovinski industriji, nameščeni pod trakom za razvrščanje, v realnem času zaznajo težo izdelka in se povežejo s mehanizmom za razvrščanje, natančnost razvrščanja pa znaša do ±0,1 g.

• Zaznavanje materiala na montažnih sistemih: Zaznavanje manjkajočega materiala na montažnih sistemih elektronskih komponent, določitev odsotnosti materiala s tehtanjem (npr. sestava baterij za mobilne telefone), s časom reakcije ≤4 ms, primerno za hitre proizvodne linije.

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

3) Prehrambna in farmacevtska industrija

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

• Tehtanje vodnih proizvodov/mesa: Oprema za rezanje in tehtanje na mesnicah in tržnicah z vodnimi proizvodi, z vodotesnim in protikorozijskim dizajnom (IP68), se lahko neposredno umiva, primerna za vlažna in vodo bogata delovna okolja.

4) Znanstvenoraziskovalna in eksperimentalna oprema

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

• Merjenje sile v medicinski opremi: Merjenje sile/teže pri rehabilitacijski opremi (npr. dinamometri za ročni stisk) in medicinskih tehtnicah (dojenčkovske tehtnice), z lahkim aluminijastim zlitinim dizajnom za izboljšano prenosljivost opreme, natančnost do ±0,005 % NS.

5) Pametna potrošniška elektronika in naprave IoT

• Pametne gospodinjske aparate: Zaznavanje teže perila v perilnicah, tehtanje posode za zrna v kavnikih, mikro vgrajeni senzorji omogočajo inteligentno krmiljenje opreme in izboljšujejo uporabniško izkušnjo.

• Končne točke IoT: Nadzor teže pri pametnih policah in pametnih košeh za smeti, modeli z nizko porabo energije, ki podpirajo brezžični prenos podatkov NB-IoT, primerni za oddaljeno upravljanje v scenarijih IoT.

5. Način uporabe (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (odstranite madeže in ostrine), preverite videz senzorja (nobena deformacija nosilca, nobena poškodba kabla), izberite primerni montažni vijake glede na razpon (izogibajte se uporabi visoko trdnih vijakov pri modelih iz aluminijeve zlitine).

• Pozicioniranje in pritrjevanje: Senzor vodoravno namestite na nosilno površino, poskrbite, da obremenitev deluje navpično nad telesom nosilca (izogibajte se stranskim udarom); privijte vijake s škljancem (5–10 N·m za modele iz aluminijeve zlitine, 10–20 N·m za zlitine jekla), preprečite prekomerno privijanje, ki bi lahko poškodovalo telo nosilca.

• Določila za ožičenje: Pri analognih signalih sledite »rdeči – napajanje +, črni – napajanje –, zeleni – signal +, beli – signal –«; pri digitalnih signalih priključite glede na definicijo kontaktov; pri mikromodelih se izogibajte vlečenju kabla med ožičenjem, priporočljivo je pustiti rezervo 5 cm dodatne dolžine.

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

2) Kalibracija in nastavitev

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

• Kalibracija obremenitve: Postavite standardno težo 100 % nazivne obremenitve (pri scenarijih z majhnim obsegom uporabite standardne uteži), zabeležite vrednost izhodnega signala, popravite napako prek merilnika ali programske opreme, zagotovite, da je napaka ≤ dovoljeni vrednosti ustreznega razreda natančnosti (razred C2 ≤ ±0,01 %NS).

• Test ekscentričnega obremenjevanja: Postavite isto težo na različne položaje nosilne površine senzorja, opazujte konsistentnost meritev, odstopanje naj bo ≤ ±0,02 % NS; v nasprotnem primeru je treba prilagoditi namestitev ravnine.

3) Dnevno vzdrževanje

• Redni pregled: Površino senzorja čistite vsak teden, preverjajte napetost priključitve vsak mesec; uravnavajte trgovsko tehtnico vsak četrtletje in laboratorijsko opremo vsak mesec.

• Odpravljanje motenj: Ko pride do driftanja podatkov, najprej preverite napetost napajanja (stabilna pri 5–24 V enosmernega toka, ponavadi 5 V pri mikromodelih); pri nenavadnih branjih preverite preobremenitev (modeli iz aluminijeve zlitine so nagnjeni k trajni deformaciji zaradi preobremenitve) in po potrebi zamenjajte senzor.

6. Način izbire (natančno usklajevanje zahtev)

1) Določitev osnovnih parametrov

• Izbira obsega: Izbirajte glede na 1,2–1-kratno dejansko največjo težo (na primer največja teža 10 kg, senzor na voljo 12–14 kg), da se izognete nezadostni natančnosti zaradi prevelikega obsega v primerih majhnih obremenitev.

• Raven natančnosti: Za laboratorijske/medicinske namene izberite raven C1 (napaka ≤ ± 0,005 % NS), za industrijsko metrologijo raven C2 (napaka ≤ ± 0,01 % NS), za civilne tehtnice pa raven C3 (napaka ≤ ± 0,02 % NS).

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

2) Izbira glede na okoljsko primernost

• Temperatura: Za običajne pogoje (-10 ℃ ~ 60 ℃) izberite običajni model; za nizkotemperaturne hladilne pogoje (-20 ℃ ~ 0 ℃) izberite model, odporen na nizke temperature; za visokotemperaturne pogoje (60 ℃ ~ 80 ℃) pa model z visokotemperaturno kompenzacijo.

• Sredstvo: Za suhe okolja izberite aluminijev zlitin; za vlažna/živilska industrijska okolja izberite nerjaveče jeklo 304; za kemično korozivna okolja izberite nerjaveče jeklo 316L.

• Stopnja zaščite: Za notranja suha okolja, ≥ IP65; za vlažna/oprskovalna okolja, ≥ IP67; za podvodna ali zelo korozivna okolja, ≥ IP68.

3) Namestitev in združljivost sistema

• Način namestitve: Za namizne tehtnice izberite pritrditev s čepi; za pametne naprave izberite vdelano namestitev; za scenarije 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 definicijo pine, da se izognete napakam pri ožičenju in poškodbi modula.

4) Potrditev dodatnih zahtev

• Zahtevi za certifikacijo: za prehransko in farmacevtsko industrijo je potrebna certifikacija FDA/GMP, za merilne scenarije CMC certifikacija in

Za izvozne izdelke je potrebna certifikacija OIML.

• Posebne funkcije: Za hitro razvrščanje izberite model z odzivnim časom ≤ 3 ms; za scenarije z nizko porabo energije izberite IoT model s tokom v stanju mirovanja ≤ 10 μA; za higienske pogoje izberite integrirani model brez nitk ali slepih kotov.

Povzetek

Senzor za tehtanje z vzporednimi nosilci ima ključne prednosti »merjenje majhnih obremenitev z visoko natančnostjo, ravna odpornost proti neenakomernemu obremenjevanju in priročna integracija«. Jedrno rešitev predstavlja odprava težav, kot so natančno tehtanje pri majhnih območjih obremenitve, neenakomerno porazdeljena obremenitev materiala in vgradnja opreme v napravo. Uporabniška izkušnja je osredotočena na preprosto uporabo, vzdrževanje brez skrbi in nadzorovane stroške. Pri izbiri je treba prednostno obravnavati štiri ključne zahteve: merilni razpon, natančnost, prostor za vgradnjo in okolje ter jih dopolniti z ustreznostjo sistema in odločitvami o dodatnih funkcijah. Med uporabo je treba izogibati preobremenitvi in stranskim udarcem ter strogo upoštevati redna umeritvena navodila, da se zagotovi dolgotrajno stabilno delovanje. Primerno je za tehtalnike z majhno obremenitvijo, avtomatizacijsko opremo, prehrano, zdravila in podobna področja ter predstavlja optimalno senzorsko rešitev za scenarije tehtanja z majhnim razponom in ravnimi pogoji.

Podrobnostni prikaz

Parametri