Paralelni senzor za težo CZL639MB

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 območjem, osredotočenim na srednji del nosilca, ki podpira večkotne sile v ravnini, izjemno sposobnost prenosa obremenitve zunaj središča (zmore planarne obremenitve zunaj središča ±20 % - ±30 % nazivne obremenitve) in nima opaznih slepih točk napetosti.

• Natančnostne lastnosti: 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), površine pa so obdelane z anodiranjem, nikeliranjem ali pasivacijo; stopnje zaščite so tipično IP65/IP67, medtem ko lahko modeli za uporabo v živilski industriji dosegajo IP68, kar jih naredi primernimi za različna kompleksna 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 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 tipične uporabe osredotočene na obseg od 1 kg do 200 kg. Mikromodeli omogočajo izredno majhno merjenje obsega do 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 pri majhnih obremenitvah: Z namenom odpraviti problem prevelike napake tradicionalnih senzorjev v primerih majhnih obsegov pod 10 kg, se s pomočjo optimiziranega načrtovanja napetosti nosilca napaka merjenja omeji na ±0,005 % NS, s čimer se rešijo problemi visoke natančnosti pri tehtanju hrane in doziranju zdravil itd.

• 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 prilagodljiv način vgradnje rešita zahteve po vgradnji v avtomatizirano opremo in pametne gospodinjske aparate, kar odpravlja potrebo po spreminjanju glavne konstrukcije opreme ter zmanjšuje 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 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

• Ultraenostavna namestitev: Standardizirane montažne luknje in ploskve za pozicioniranje odpravijo potrebo po profesionalnih kalibracijskih orodjih. Namestitev se lahko izvede z navadnim izvijačem, pri čemer so zahteve po ravni nizke (≤0,1 mm/m), testiranje pa lahko ena oseba zaključi 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 merjenih podatkov ≤±0,003 %NS, brez histerze v kvazidinamičnih pogojih. Digitalni modeli imajo funkcijo kompenzacije ničelne drife, kar odpravlja potrebo po pogostem umerjanju 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. CiviIne in komercialne naprave za tehtanje lahih bremen

• 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 1–50 kg, iz nerjavnega jekla za zaščito pred umazanijo in enostavno čiščenje. Zaščitna raven IP67 je primerna za vlažna in prahasta okolja na točkah dostave pošiljk, omogoča hitro in neprekinjeno tehtanje.

• Kuhinjske tehtnice/pekarske tehtnice: visoko natančne kuhinjske tehtnice 0,01–5 kg, z mikro paralelnimi nosilci za doseganje natančnosti na ravni miligramov. Digitalni izhodni signal je združljiv z zasloni visoke ločljivosti, 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 trakih: Zaznavanje manjkajočega materiala na sestavnih trakih elektronskih komponent, določanje prisotnosti materiala prek tehtanja (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 v majhnih odmerkih (0,1–10 kg) v farmacevtskem industrijskem sektorju, izdelano iz nerjavnega jekla 316L + certificirano po GMP, z polirano površino brez mrtvih kotov za enostavno dezinfekcijo in sterilizacijo, natančnost ≤ ±0,01 %NS.

• Tehtanje ribiških izdelkov/mesa: Tehtna oprema za rezanje in tehtanje v mesnicah in na tržnicah z ribami, vodotesna in protikorozijska konstrukcija (IP68), primerna za neposredno pranje, 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 kultivaciji 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) Inteligentna potrošniška elektronika in IoT naprave

• 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 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 pritrditev: Senzor vodoravno namestite na nosilno površino, zagotovite, da obremenitev deluje navpično nad telesom nosilca (izogibajte se stranskim udarcem); privijte vijake s ključem za navor (5–10 N·m pri modelih iz aluminijeve zlitine, 10–20 N·m pri modelih iz jeklene zlitine), preprečite prekomerno privijanje, ki bi lahko poškodovalo telo nosilca.

• Specifikacije ožičenja: Za analognih signalov sledite »rdeča - napajanje +, črna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -«, za digitalne signale pa se priključite glede na definicijo pine; pri ožičenju mikromodelov se izogibajte vlečenju kabla, priporočljivo je pustiti 5 cm rezervne dolžine.

• Zaščitna obravnava: V vlažnem okolju kabelsko povezavo zatesnite z vodoodpornim trakom, v prehrambeni industriji pa površino senzorja po uporabi takoj očistite, da preprečite korozijo zaradi ostankov materialov.

2) Kalibracija in vzdrževanje

• Kalibracija ničle: Vklopite napajanje in segrejte 10 minut, izvedite ukaz »kalibracija ničle«, preverite, ali je ničelni izhod znotraj ±0,001 %FS; če je odstopanje preveliko, preverite, ali je namestitvena površina ravna.

• Kalibracija obremenitve: Postavite standardno utež, ki ustreza 100 % nazivne obremenitve (za majhne obsege uporabite standardne uteži), zabeležite vrednost izhodnega signala, popravite napako prek merilnika ali programske opreme, zagotovite, da napaka ≤ dovoljeni vrednosti ustreznega razreda natančnosti (razred C2 ≤ ±0,01 %FS).

• Preizkus ekscentrične obremenitve: Postavite enako utež na različna mesta nosilne površine senzorja, opazujte enakomernost prikazov, odstopanje naj bo ≤ ±0,02 %FS, sicer je potrebno prilagoditi vodoravnost namestitve.

3) Redna vzdrževanja

• Redni pregled: Površino senzorja čistite tedensko, mesečno preverite, ali so žice pritrjene; tehtnice v trgovinah kalibrirajte četrtletno, laboratorijsko opremo pa mesečno.

• Odklanjanje napak: Ko pride do odmika podatkov, najprej preverite napetost napajanja (stabilna pri 5-24 V enosmernega toka, običajno 5 V za mikromodele); kadar je odčitek nenavaden, preverite preobremenitev (modeli iz aluminijeve zlitine so nagnjeni k trajni deformaciji ob preobremenitvi) in po potrebi zamenjajte senzor.

6. Metoda izbire (natančno usklajevanje z zahtevi)

1) Določitev osnovnih parametrov

• Izbira obsega: Izberite model z obsegom 1,2–1,4-krat večjim od dejanske največje teže (npr. za največjo tehtno zmogljivost 10 kg izberite senzor 12–14 kg) in se izogibajte izbiri prevelikega obsega pri majhnih obremenitvah, da preprečite nezadostno natančnost.

• Razred natančnosti: Izberite razred C1 (napaka ≤ ± 0,005% FS) za laboratorijske/medicinske aplikacije, razred C2 (napaka ≤ ± 0,01% FS) za industrijsko metrologijo in razred C3 (napaka ≤ ± 0,02% FS) za civilne tehtalnike.

• Vrsta signala: za civilne tehtalnike izberite analogne signale (0-5V), za pametne naprave digitalne signale (I2C/RS485) in modele z brezžičnimi moduli za scenarije IoT.

2) Izbira glede na prilagodljivost okolju

• Temperatura: Izberite običajne modele za normalne pogoje (-10°C~60°C), modele, odporne proti nizkim temperaturam, za hladilne scenarije z nizko temperaturo (-20°C~0°C), in modele z kompenzacijo visoke temperature za scenarije z visoko temperaturo (60°C~80°C).

• Sredstvo: Izberite aluminijev zlitin za suhe okolja, nerjaveče jeklo 304 za vlažne/živilske industrije in nerjaveče jeklo 316L za kemično korozivna okolja.

• Pro razred odpornosti: ≥IP65 za suho okolje v zaprtih prostorih, ≥IP67 za mokro/oprala okolje in ≥IP68 za podvodno ali zelo korozivno okolje.

3) Namestitev in združljivost sistema

• Način namestitve: Izberite pritrditev vijaka za namizne tehtalnike, vgrajeno namestitev za pametne naprave; v scenarijih z omejenim prostorom prednostno uporabite mikromodele z dolžino ≤ 30 mm.

• združljivost: potrdite, da je napetost napajanja in vrsta signala se ujemajo z krmilnikom. Za mikro modele preverite definicije žebljev, da se izognete napakam v kablovstvu, ki bi lahko izžgali modul.

4) Potrditev dodatnih zahtev

• Zahteve po certifikaciji: Živilska in farmacevtska industrija zahteva certifikacijo FDA/GMP, merilne aplikacije zahtevajo certifikacijo CMC, izvozni izdelki pa zahtevajo certifikacijo OIML.

• Posebne funkcije: Za hitro razvrščanje izberite modele z odzivnim časom ≤3 ms, za nizko porabo pa modele IoT z mirovalnim tokom ≤10 μA, za higienske pogoje pa integrirane modele brez navojev in mrtvih kotov.

Povzetek

Paralelne nosilne celice imajo bistvene prednosti »merjenje nizkih obremenitev z visoko natančnostjo, ravno površino za odpornost proti odmiku središča obremenitve in priročno integracijo«, s čimer rešujejo predvsem probleme točnega tehtanja pri majhnih razponih, zamaknjene obremenitve materiala ter vdelane namestitve opreme. Uporabniška izkušnja je osredotočena na enostavno uporabo, vzdrževanje brez skrbi in nadzorovane stroške. Pri izbiri modela je potrebno najprej pojasniti štiri ključne zahteve glede razpona, natančnosti, prostora za namestitev in okolja, nato pa sprejeti odločitev na podlagi združljivosti sistema in dodatnih funkcij; med uporabo je treba izogibati preobremenjevanju in stranskim udarcem ter redno slediti določilom za kalibracijo, da se zagotovi dolgotrajno stabilno delovanje. Primerno za uteži z nizko obremenitvijo, avtomatizacijsko opremo, prehransko in farmacevtsko industrijo ipd., kar predstavlja optimalno senzorsko rešitev za scenarije tehtanja z majhnim razponom in ravnimi površinami.

Podrobnostni prikaz

Parametri