Vzporedni nosilec za tehtanje senzor CZL642F

Predstavitev produkta

Vzporedni nosilec merilnih celicah so elementi za zaznavanje sile, ki temeljijo na principu deformacijske upornosti, z dvojnim ali enojnim vzporednim nosilcem 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, ravninska odpornost proti sunkom in priročna namestitev, ter se pogosto uporabljajo pri tehtanju na majhnih razponih, merjenju ravninskih sil in vgrajenih merilnih aplikacijah. Sledijo podrobnosti glede 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 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.

• Material 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 majhnih obremenitvah (čas odziva ≤4 ms), z obsegom od 0,1 kg do 500 kg, pri čemer so pogoste uporabe osredotočene na obseg od 1 kg do 200 kg. Mikro modeli omogočajo merjenje zelo 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: Z izboljšavami materiala in stopnje zaščite rešuje težave s poškodbami senzorjev in odmikom signalov v primerih vlažnosti (npr. tehtanje v akvakulturi), korozije (npr. tehtanje kemičnih reagentov) ter prahu (npr. obdelava 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.

• 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 pošiljke: Oprema za tehtanje pošiljk 1-50 kg, iz nerjavnega jekla, odporna proti umazaniji in enostavna za čiščenje, zaščitni razred IP67 je primeren za vlažna in prahasta okolja pošiljateljskih točk, podpira hitro 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 sestavnih linijah: Zaznavanje manjkajočega materiala na sestavnih linijah elektronskih komponent, določa manjkajoče materiale s tehtanjem (npr. sestava baterij za mobilne telefone), z odzivnim časom ≤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 opremi za rehabilitacijo (npr. merilniki moči stiska) in medicinskih tehtnicah (dojenčkovih tehtnicah), z lahkim aluminij-evim zlitinim dizajnom za izboljšano prenosljivost opreme, natančnost do ±0,005 % NS.

5) Inteligentna potrošniška elektronika in naprave IoT

• Pametne gospodinjske naprave: Zaznavanje teže perila v pralnih strojih ter tehta kavovih zrn v kavnih avtomatih, pri čemer mikro-vdelani senzorji omogočajo inteligentno krmiljenje naprav in izboljšujejo uporabniško izkušnjo.

• IoT končne naprave: Nadzor teže pri pametnih policah in pametnih košarjih za smeti, z nizko porabo digitalnih modelov, ki podpirajo brezžični prenos podatkov NB-IoT, primerno za oddaljeno upravljanje v IoT scenarijih.

5. Navodila za uporabo (praktični vodnik)

1) Postopek namestitve

• Priprava: Očistite površino za namestitev (odstranite madežne in ostružine), preverite videz senzorja (brez deformacije nosilca in poškodb kabla), izberite primerna montažna vijaka glede na razpon (izogibajte se uporabi visokotrdnih 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.

• Določilo o oženju: Za analognih signalov upoštevajte »rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –«; za digitalne signale se priključite glede na definicijo pine; pri oženju 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 testiranje

• 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 utež, ki ustreza 100 % nazivne obremenitve (pri scenarijih z majhnim razponom uporabite standardne uteži), zabeležite vrednost izhodnega signala, popravite napako prek merilnika ali programske opreme ter 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) Izbor glede na prilagodljivost okolju

• 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