Vzporedni nosilni senzor za tehtanje CZL630

Predstavitev produkta

Vzporedni nosilec merilnih celicah so elementi za zaznavanje sile, ki temeljijo na principu upora ob deformaciji, pri čemer je jedro sestavljeno iz elastičnega telesa z dvojnimi ali enojnimi vzporednimi nosilci. Ob obremenitvi ukrivljenje nosilca povzroči deformacijo tenzometra, kar vodi do spremembe električnega upora, ki se nato pretvori v standardizirane električne signale. Kombinirajo prednosti, kot so visoka natančnost pri majhnih obremenitvah, sposobnost prenašanja bokih obremenitev v ravnini in enostavna namestitev, zato se pogosto uporabljajo v aplikacijah merjenja majhnih uteži, ravninskih sil in vgrajenih sistemov za merjenje. Sledijo podrobnosti iz osnovnih dimenzij, da bi izpolnili zahteve izdelek izbire, tehnične ocene in pisanja rešitev:

1. Značilnosti in funkcije izdelka

Jedrske značilnosti

• Konstrukcijski dizajn: 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 prenosa sil pod različnimi koti v ravnini, izjemno sposobnost prenosa obremenitve zunaj središča (zmožen prenesti ravinske obremenitve zunaj središča ±20 % do ±30 % nazivne obremenitve) ter brez opaznih slepih točk napetosti.

• Natančnostne lastnosti: Natančnostni razredi zajemajo C1–C3, pri čemer dosežejo najpogostejši modeli raven C2. Napaka nelinearnosti ≤ ±0,01 % NS, napaka ponovljivosti ≤ ±0,005 % NS, drift ničle ≤ ±0,002 % NS/°C ter boljše zmogljivosti natančnosti v primerjavi s podobnimi senzorji pri merjenju v majhnih območjih od 0,1 kg do 500 kg.

• Materiali in zaščita: Elastomeri se pogosto izdelujejo iz aluminijeve zlitine (za lažje primere), jeklene zlitine (za splošne industrijske primere) ali nerjavnega jekla 304/316L (za korozivne pogoje), površinska obdelava pa vključuje anodizacijo, niklanje ali pasivacijo; stopnje zaščite so ponavadi IP65/IP67, hrana-varni modeli pa lahko dosegajo IP68, primerni za različna zapletena okolja.

• Kompatibilnost namestitve: Na dnu so predvidene standardizirane montažne luknje (z navojem ali gladke luknje), ki omogočajo pritrditev z vijaki ali lepljenje. Nekateri mikro modeli se lahko vgradijo vgradno, kar je primerno za ozke montažne prostore na tehtnicah za postavljene tehtnice in avtomatizirano opremo, pri čemer ena enota zadostuje zahtevam za tehtanje v ravnini.

JEDRNE FUNKCIJE

• Merjenje majhnih sil: Osredotočen na statično/kvazidinamično tehtanje pri lahkem obremenjevanju (čas odziva ≤4 ms), z obsegom od 0,1 kg do 500 kg, tipične aplikacije pa se gibljejo med 1 kg in 200 kg. Mikromodeli omogočajo izmero izredno majhnih obsegov do 0,01 kg.

• Več vrst izhodnih signalov: Ponuja analogni signal (4–20 mA, 0–3 V, 0–5 V) in digitalni signal (RS485/Modbus RTU, I2C). Inteligentni mikromodeli vključujejo modul za kondicioniranje signala in se lahko neposredno priključijo na mikrokrmilnike ter IoT module.

• Funkcija varnostne zaščite: Vgrajena kompenzacija temperature v širokem temperaturnem območju (-10 ℃ ~ 70 ℃), ima zaščito pred preobremenitvijo (150 % -200 % nazivne obremenitve, običajno 150 % za modele iz aluminijeve zlitine), nekateri modeli pa imajo tudi strukture proti tresenju.

• Dolgoročna stabilnost: Življenjska doba pri utrujanju ≥10⁷ ciklov obremenitve, s letnim odmikom ≤±0,01 % FS pri nazivni obremenitvi, primerna za scenarije dolgotrajnega neprekinjenega delovanja, kot so supermarketi in laboratoriji.

2. Osnovni rešeni problemi

• Nezadostna natančnost pri majhnih obremenitvah: 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.

• Neprecizno merjenje ekscentrične obremenitve na ravnini: 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 integrirani namestitvi opreme: Kompaktna konstrukcija in fleksibilna metoda vgradnje omogočata izpolnjevanje zahtev za vdelano namestitev avtomatizirane opreme in pametnih gospodinjskih aparatov, brez potrebe po spreminjanju glavne konstrukcije opreme, kar zmanjša 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 majhno opremo: En sam senzor lahko izpolni zahteve po ravninskem tehtanju, kar odpravi potrebo po več kombinacijah. Hkrati zmanjša aluminijeva zlitina težo in stroške izdelka ter reši težavo nadzora stroškov pri majhnih tehtnicah in potrošniški elektroniki.

3. Uporabniško izkušnjo

• Zelo poenostavljena namestitev: Standardizirane montažne luknje in referenčne površine za pozicioniranje, ni potrebe po profesionalnih kalibracijskih orodjih; namestitev se izvede z navadnim izvijačem, nizke zahteve glede ravnosti (≤0,1 mm/m) in omogoča enostavno namestitev ter umerjanje v manj kot 10 minutih s strani ene osebe.

• Nizka zahtevnost za obratovanje: Podpira enojno tipko za ničlanje in enotočkovno kalibracijo mera na tehtnicah (zahteva le standardno utež 100 % nazivne obremenitve), digitalne modele pa je mogoče hitro kalibrirati prek računalniške programske opreme, tako da jih lahko upravljajo tudi neprofesionalci.

• Zelo nizki stroški vzdrževanja: Popolnoma tesna konstrukcija zmanjša prodor prahu in vlage, s povprečno letno stopnjo napak ≤0,2 %; model iz aluminijeve zlitine je lahke teže (minimalno le 5 g), enostaven za zamenjavo in med vzdrževanjem ni potrebno razstavljati velikih struktur.

• Natančna povratna informacija podatkov: Nihanje statičnih merilnih podatkov ≤ ±0,003 % NS, brez histereze v kvazidinamičnih pogojih; digitalni modeli so opremljeni s funkcijo kompenzacije ničelne drsne napake, pogosta kalibracija ni potrebna in zagotavljajo visoko stabilnost podatkov.

• Dobro prilagodljivost integracije: Mikromodel je majhnih dimenzij (minimalne dimenzije 20 mm × 10 mm × 5 mm), lahko se vgradi v pametne naprave, ne da bi vplival na dizajn videza naprave; izhod signala je združljiv z glavnimi manjšimi krmilniki, priključi in deluje.

4. Tipični primeri uporabe

1) Civilni in komercialni merilniki za lahek tovor

• Supermarket tehtnice za cenovanje/elektronske platformske tehtnice: Jedrski senzorski element tehtnic za cenovanje 3-30 kg, lahka konstrukcija iz aluminijeve zlitine in lastnosti za preprečevanje napačnega postavljanja bremen zagotavljajo enakomerno natančnost tehtanja pri različnih položajih postavitve, z napako ≤±1 g.

• Elektronske tehtnice za hitro pošto: oprema za tehtanje 1-50 kg, iz nerjavnega jekla, odporna proti umazaniji in enostavna za čiščenje, zaščitni razred IP67 je primeren za vlažna in prahasta okolja oddelkov za hitro pošto ter omogoča hitro in neprekinjeno tehtanje.

• Kuhinjske tehtnice/tehtnice za peko: Natančne kuhinjske tehtnice 0,01-5 kg, mikro paralelni žični senzorji omogočajo natančnost na ravni miligramov, digitalni izhodni signal pa je združljiv z visokoločljivimi zasloni, kar izpolnjuje zahteve 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 traku: Zaznavanje pomanjkanja materiala na sestavnih trakih za elektronske komponente, določa manjkajoče materiale s tehtanjem (npr. sestava baterij za mobilne telefone), prilagojeno hitrim cevovodom z odzivnim časom ≤4 ms.

• 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 v majhnih odmerkih (0,1–10 kg) v farmacevtski industriji, izdelano iz nerjavnega jekla 316L + certificirano po GMP, z brezhibno polirano površino brez mrtvih kotov za enostavno dezinfekcijo in sterilizacijo, natančnost ≤ ±0,01 %NS.

• 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 v opremi za rehabilitacijo (npr. dinamometri za ročni stisk) in medicinskih tehtnicah (tehtnice za dojenčke), 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 perilicah in tehtanje posode za kavne zrni v kavnikih, z mikro vgrajenimi senzorji za omogočanje inteligentnega nadzora opreme in izboljšanja uporabniške izkušnje.

• Končne točke IoT: Nadzorovanje teže na pametnih policah in pametnih košarikih za smeti, pri čemer poročevalni modeli z nizko porabo energije podpirajo brezžični prenos NB-IoT, primerni za scenarije oddaljenega upravljanja IoT

5. Navodila za uporabo (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (odstranite madeži olja in ostružine), preverite videz senzorja (ni deformacije nosilca in poškodb kabla) ter izberite primerna montažna vijaka glede na razpon (za modele iz aluminijeve zlitine se izogibajte uporabi visokotrdnih vijakov).

• Pozicioniranje in pritrditev: Senzor namestite vodoravno na nosilno površino tako, da obremenitev deluje navpično nad telesom nosilca (izogibajte se stranskim udarcem); pri privijanju vijakov uporabite momentni ključ (5–10 N·m za modele iz aluminijeve zlitine, 10–20 N·m za zlitine jekla), da preprečite prevelik moment, ki bi poškodoval telo nosilca.

• Določila za ožičenje: Pri analognih signalih sledite »rdeča - napajanje +, črna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -«; pri digitalnih signalih se priključite glede na definicijo pine; pri ožičevanju mikro modelov se izogibajte vlečenju kabla, priporočljivo pa je pustiti 5 cm rezervne dolžine.

• 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 vzdrževanje

• Ničelna kalibracija: Vklopite napajanje in segrevajte 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 utež, ki ustreza 100 % nazivne obremenitve (pri majhnih obsegih uporabite standardne uteži), zapišite vrednost izhodnega signala in popravite napako prek merilnika ali programske opreme, pri čemer zagotovite, da je napaka ≤ dovoljeni vrednosti ustreznega razreda natančnosti (za razred C2 ≤ ±0,01 % FS).

• Preizkus ekscentrične obremenitve: Postavite enako utež na različna mesta nosilne površine senzorja, opazujte konsistentnost odčitkov, odstopanje pa mora biti ≤ ±0,02 % FS, sicer je treba prilagoditi namestitev na vodoravno ravnino.

3). Dnevna vzdrževanja

• 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.

• Kompatibilnost: Preverite, ali napetost napajanja in tip signala senzorja ustreza krmilniku. Pri mikromodelih preverite definicijo pine, da se izognete napakam pri priklopu in poškodbam modula. 4. Potrditev dodatnih zahtev

• Zahteve po certifikaciji: za prehrano in farmacevtsko industrijo je potrebna certifikacija FDA/GMP, za merilne aplikacije CMC certifikacija, za izvozne izdelke pa OIML certifikacija.

• 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 vzporednim nosilcem ima bistvene prednosti »merjenje majhnih obremenitev z visoko natančnostjo, ravna proti postranskim obremenitvam in priročna integracija«. Jedrno rešitev predstavlja reševanje problemov, kot so natančno tehtanje pri majhnih merilnih razponih, postranske obremenitve materiala in vgrajena namestitev opreme. Uporabniška izkušnja je osredotočena na preprosto uporabo, brezskrbno vzdrževanje in nadzorljive stroške. Pri izbiri je potrebno dati prednost štirim ključnim zahtevam: merilnemu razponu, natančnosti, prostoru za namestitev in okolju, nato pa dodatno upoštevati združljivost s sistemom in odločitve o dodatnih funkcijah. Med uporabo je treba izogibati preobremenitvi in stranskim udarcem ter strogo slediti rednim kalibracijskim predpisom, da se zagotovi dolgotrajno stabilno delovanje. Primerno je za naprave za tehtanje pri majhnih obremenitvah, avtomatizacijsko opremo, prehrano, farmacevtsko industrijo in druge panoge ter predstavlja optimalno senzorsko rešitev za scenarije tehtanja z majhnim razponom in ravnimi površinami.

Podrobnostni prikaz

Parametri