Vzporedni nosilni senzor za tehtanje CZL632

Predstavitev produkta

Vzporedni nosilec merilnih celicah so elementi za zaznavanje sile, ki temeljijo na principu upornosti ob napetosti, z dvojnim vzporednim ali enojnim vzporednim nosilcem iz elastomera kot osnovno 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 zaznavanja sile zunaj središča na ravnini in enostavna namestitev, ter se pogosto uporabljajo pri tehtanju na majhnih razponih, merjenju ravninskih sil in vgrajenih merilnih aplikacijah. V nadaljevanju sledi podrobnejši opis iz osnovnih dimenzij, da bi izpolnili potrebe 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 segajo od C1 do C3, pri čemer dosegajo najpogostejši modeli raven C2. Napaka nelinearnosti ≤±0,01 %NS, napaka ponovljivosti ≤±0,005 %NS, ničelni drs ≤±0,002 %NS/°C ter boljši natančnostni zmogljivosti v primerjavi s podobnimi senzorji v območjih majhnih obremenitev 0,1 kg–500 kg.

• Materiali in zaščita: Elastomeri se pogosto izdelujejo iz aluminijeve zlitine (za lahke primere uporabe), jeklene zlitine (za običajne industrijske primere uporabe) ali nerjavnega jekla 304/316L (za korozivne pogoje), površine pa se obdelujejo z anodiranjem, nikeliranjem ali pasiviranjem; stopnje zaščite so običajno IP65/IP67, hranski modeli pa lahko dosegajo IP68, primerni za različna zahtevna okolja.

• Kompatibilnost namestitve: Na dnu so predvidene standardizirane montažne luknje (z nitjo ali gladke luknje), ki omogočajo pritrditev z vijaki ali lepljenje. Nekateri mikromodeli se lahko namestijo vtično, kar je primerno za ozka namestitvena mesta na tehtnicah za mizo in avtomatizirani opremi, pri čemer ena enota zadostuje 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

• Nezadosten natančnost pri scenarijih z lahkimi obremenitvami : Namenjeno reševanju problema prevelike napake tradicionalnih senzorjev v scenarijih z majhnim obsegom merjenja pod 10 kg, pri čemer je prek optimiziranega načrta napetosti nosilca napaka merjenja zmanjšana na ±0,005 % FS, s čimer se rešijo zahtevne 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 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

• 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 enostavno ničlanje in enotočkovno kalibracijo tehtnic (zahteva le standardno utež 100 % nazivne obremenitve), digitalni modeli pa se lahko hitro kalibrirajo prek programske opreme na računalniku, kar omogoča enostavno uporabo tudi neprofesionalcem.

• 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.

• Dobra prilagodljivost integraciji: Mikromodel je majhen (minimalne dimenzije 20 mm × 10 mm × 5 mm), lahko se vgradi v pametne naprave, ne da bi vplival na dizajn videza naprave; izhodni signal je združljiv s prevladujočimi majhnimi krmilniki, priključi in deluje.

4. Tipični primeri uporabe

1) Civilni in komercialni merilniki za lahek tovor

• Supermarket tehtnice/elektronske platforme: Jedrni senzor tehtnic za težo 3-30 kg, lahka konstrukcija iz aluminijeve zlitine, lastnost proti ekscentričnemu obremenjevanju zagotavlja dosledno natančnost tehtanja na različnih položajih postavitve, napaka ≤±1 g.

• Elektronske tehtnice za pošiljke: Oprema za tehtanje 1-50 kg, jeklo nerjavečega jekla je odporno proti umazaniji in enostavno čiščenje, zaščitna raven IP67 omogoča uporabo v vlažnih in prahastih okoljih pošiljkarskih točk, podpira hitro in neprekinjeno tehtanje.

• Kuhinjske tehtnice/pekovske tehtnice: Natančne kuhinjske tehtnice 0,01-5 kg, mikro paralelni nosilci senzorjev dosegajo natančnost na ravni miligrama, digitalni izhod signala je združljiv z visokoločljivimi prikazi, kar izpolnjuje potrebo po natančnem doziranju 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 sestavnih linijah: Zaznavanje manjkajočega materiala na sestavnih linijah elektronskih komponent, določa, ali manjka material, s tehtanjem (npr. sestava baterij za mobilne telefone), čas odziva ≤4 ms, prilagojen visokohitrostnim linijam.

• Količinski nadzor pakirnih strojev: Kvantitativno tehtanje pri pakirnih strojih za majhne delce/prah, modeli natančnosti C2 zagotavljajo napako v teži na vrečko ≤ ±0,2 %, kar ustreza mernim 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, površina je polirana brez slepih kotov, kar omogoča enostavno dezinfekcijo in sterilizacijo, natančnost ≤ ±0,01 % NS.

• Tehtanje vodnih proizvodov/mesa: Tehtne naprave za rezanje in tehtanje v klavnicih ter tržnicah z vodnimi proizvodi, z vodotesnim in protikorozijskim dizajnom (IP68), ki jih je mogoče neposredno prati, primerni 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 (tehtnice za otroke), z lahkim aluminijevim zlitinim dizajnom za izboljšano prenosljivost opreme, natančnost do ±0,005 % NS.

5) Inteligentna 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.

• IoT končne točke: Nadzor teže pametnih polic in pametnih košev za smeti, z modeli nizke porabe energije, ki podpirajo brezžični prenos NB-IoT, primerni za scenarije oddaljenega upravljanja IoT.

5. Način uporabe (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 zaporedju »rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –«; pri digitalnih signalih priključite v skladu s pripadajočo pinovsko shemo; pri ožičenju mikromodelov se izogibajte vlečenju kabla, priporočljivo je pustiti 5 cm rezervne 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 %FS, in če je odstopanje preveliko, preverite, ali je montažna površina ravna.

• Kalibracija obremenitve: Postavite standardno utež 100 % nazivne obremenitve (uporabite standarne uteži za primere z majhnim obsegom), zabeležite vrednost izhodnega signala in popravite napako prek merilnika ali programske opreme, pri čemer mora biti napaka ≤ dovoljene vrednosti ustreznega razreda natančnosti (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) 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

• 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