Vzporedni žarek tehtanja senzor CZL649D

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), z enakomerno porazdeljenim napetostnim obremenitvam, ki je osredotočeno na srednji del nosilca, podpira večkotne sile v ravnini, izjemno sposobnost prenosa bremena zunaj središča (zmore tlačna bremena zunaj središča za ±20 % do ±30 % nazivnega bremena) in nima opaznih točk brez 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 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 paralelnem nosilcu učinkovito izniči vpliv ekscentrične obremenitve, ki jo povzroči odmik tehtanega predmeta, ter reši problem natančnosti pri nestalnih položajih postavitve materiala na namiznih tehtnicah in sortirnih napravah.

• Težave pri integrirani namestitvi opreme: Kompaktna konstrukcija in fleksibilna metoda namestitve rešita zahteve po vgradnji v avtomatizirano opremo in pametne gospodinjske aparate, pri čemer ni potrebno spreminjati 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).

• Stiskanje stroškov pri majhnih napravah: En sam senzor lahko izpolni zahteve po ravninskem tehtanju, kar odpravi potrebo po uporabi več senzorjev v kombinaciji. Hkrati zmanjša uporaba aluminijaste zlitine 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 ploskve za pozicioniranje odpravljajo potrebo po profesionalnih kalibracijskih orodjih. Namestitev je mogoče izvesti s ponavadičnim izvijačem, z nizkimi zahtevami po ravnosti (≤0,1 mm/m), samodejno urjenje pa je mogoče zaključiti v manj kot 10 minutah.

• Nizka zahtevnost za obratovanje: 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, letna povprečna stopnja okvar je ≤0,2 %. Model iz aluminijaste zlitine je lahkega telesa (minimalno le 5 g), enostaven za zamenjavo in med vzdrževanjem ne zahteva demontaže večjih struktur.

• Natančna povratna informacija podatkov: Nihanje statičnih merilnih podatkov ≤±0,003 % n.v., brez histereze v kvazidinamičnih scenarijih. Digitalni modeli so opremljeni s funkcijo kompenzacije ničelne drsne napake, kar odpravlja potrebo po pogostem kalibriranju in zagotavlja visoko stabilnost podatkov. ki odpravlja potrebo po pogostem kalibriranju in zagotavlja visoko stabilnost podatkov.

• Dobro prilagodljivost integracije: Mikromodel je majhen (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 priljubljenimi majhnimi krmilniki, vstavi 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.

• Elektronske tehtnice za hitro pošto: tehtne naprave za težo 1–50 kg za hitro pošto, izdelane iz nerjavnega jekla za zaščito pred onesnaževanjem in enostavno čiščenje. Zaščitna raven IP67 je primerna za vlažna in prahasta okolja oddelkov za hitro pošto, 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

• Oprema za avtomatizirano razvrščanje: Urejeni uteži v prehranski in tržni industriji, nameščene 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 pomanjkanja materiala na sestavnih linijah elektronskih komponent, določanje manjkajočih materialov s tehtanjem (npr. sestava baterij za mobilne telefone), z odzivnim časom ≤4 ms, primerno za hitre cevovode.

• 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: 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 za rehabilitacijske naprave (kot so dinamometri za ročni stisk) in medicinske tehtnice (dojenčkovske tehtnice), z lahkotnim aluminijevim zlitinim dizajnom za izboljšano prenosljivost opreme in natančnost do ±0,005 %NS. 5. Pametna 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 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.

• Specifikacije ožičenja: Za analognih signale upoštevajte »rdeča – napajanje +, črna – napajanje –, zelena – signal +, bela – signal –«; za digitalne signale se priključite glede na definicijo pine; pri ožičevanju mikro modelov se izogibajte vlečenju kabla in priporočljivo 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 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 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 ustrezne točnosti (stopnja 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) 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 izberite IoT model s spanjem tok ≤ 10 μA; za higienske scenarije izberite integrirani model brez navojev ali mrtvih 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