Jekleni mikrosenzor CZL913AB

Predstavitev produkta

Mikro merilnih celicah so miniaturizirane komponente za merjenje mase, razvite na podlagi učinka obremenitve. Njihovo jedro pretvarja signale mase v merljive električne signale s pomočjo mikrosensibilnih struktur (na primer elastomerov za tenzometer). Njihova prostornina je navadno omejena na obseg od nekaj kubičnih centimetrov do desetih kubičnih centimetrov, obseg merjenja pa zajema gram do kilogram, pri čemer združujejo dvojne prednosti »majhne velikosti« in »visoke natančnosti«. Kot osnovna komponenta za tehtne scenarije pri lahkih obremenitvah in v omejenih prostorih se pogosto uporabljajo v področjih, kot so medicinska oprema, potrošniška elektronika, inteligentna oprema in testiranje v znanstvenih raziskavah, ter so ključna osnova za uresničevanje senzorja mase v mikro napravah.

1. Osnovne značilnosti in funkcije

1) Značilnosti miniaturizacije

• Izjemno majhen volumn in lahka masa: Redna velikost se giblje od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, nekateri prilagojeni modeli pa se lahko zmanjšajo na milimetrsko raven, z maso le 0,1 g ~ 5 g, kar omogoča enostavno vgradnjo v omejene prostore, kot so pametne ure in mikropumpe, brez vpliva na splošno konstrukcijsko zasnovo naprave.

• Kompaktna konstrukcijska zasnova: Večina uporablja integrirano embalažo, pri kateri se občutljivi elementi in krogi za kondicioniranje signalov vgradijo v mikro ohišje. Nekatere modele podpirajo tanke in lahke oblike namestitve, kot so površinska montaža in tip s priključnimi žicami, primerni za neposredno lemljenje ali pritrditev s klikom na tiskane vezije.

2) Prednosti zmogljivosti tehtanja

• Natančno merjenje na širokem območju: Merilno območje zajema 0,1 g ~ 50 kg, osnovna točnost merjenja pa je ±0,01 % NS ~ ±0,1 % NS in ločljivost do 0,001 g, kar omogoča izpolnjevanje zahtev tako za tehtanje vzorcev na ravni mikrogramov v laboratorijih kot za nadzorovanje mase na ravni gramov v potrošniški elektroniki.

• Hitra dinamična odzivnost: Čas odziva je ≤10 ms, kar omogoča realno spremljanje trenutnih sprememb teže, na primer hitro tehtanje pri majhnih obremenitvah na avtomatiziranih sortirnih linijah ali spremljanje hitrosti kapljanja pri medicinski infuziji, ter izogibanje odstopanjem pri meritvah, ki bi jih povzročile zamude signala.

• Stabilna odpornost proti motnjam: Vgrajen modul za kompenzacijo temperature (primerno za obratovalno okolje -10 ℃~60 ℃) uravnava vpliv nihanj okoljske temperature; uporaba diferencialnega izhodnega signala ali elektromagnetne zaščitne konstrukcije omogoča upiranje elektromagnetnim motnjam notranjih vezij naprave in zagotavlja stabilnost podatkov.

3) Funkcije integracije in prilagoditve

• Prilagoditev več signalov na izhodu: Podpira analognih signalov (0-5 V, 4-20 mA) in digitalnih signalov (I2C, SPI, UART), ki se lahko neposredno povežejo z mikroenkapsulami, kot so MCU, enočipni mikrokompjuter in majhni PLC brez dodatnih modulov za ojačanje signalov.

• Kompatibilnost materialov in medijev: Občutljivi elementi večinoma uporabljajo nerjavnostno jeklo 316L, titanove zlitine ali inženirske plaste, ohišje pa je obdelano z zaščito proti koroziji, primerno za različna tehtna sredstva, kot so medicinski telesni tekočini, surovine za hrano in elektronski komponenti, ter preprečuje onesnaženje ali korozivno poškodbo.

• Značilnosti nizke porabe energije: Poraba v mirovanju je ≤10 mA, v načinu spanja pa lahko znaša le 10 μA, primerno za naprave na baterijsko napajanje (npr. ročne tehtnice in pametne nosljive naprave), kar podaljša življenjsko dobo baterije.

2. Reševanje jedra Točke bolečine v industriji

Pri majhnih obremenitvah in miniaturiziranih tehtnih scenarijih imajo tradicionalni obtežni členi (npr. senzorji za platforme in industrijske tehtne module) težave, kot so »prevelik volumen, visoka poraba energije, nedostaten natančnost in težave pri integraciji«. Mikro obtežni členi posebej rešujejo naslednje osnovne težave:

•Prepreke integracije v mikro napravah: Reši problem, da tradicionalni senzorji ne morejo biti vgrajeni v majhne naprave, kot je funkcija spremljanja telesne teže pri pametnih opremah in nadzor teže tekočega zdravila pri mikromedicalnih črpalkah, kar omogoča dvojne zahteve »funkcije tehtanja + miniaturizacije« naprav z majhnim dizajnom.

• Težave pri merjenju majhnih obremenitev z visoko natančnostjo: Reši problem nedostajajoče natančnosti tradicionalnih senzorjev pri tehtanju na ravni gramov in miligramov, kot je tehtanje mikroskopskih vzorcev v laboratorijih in zaznavanje teže pri kontaktih elektronskih komponent, ter zagotavlja zanesljive podatke za točno proizvodnjo in znanstvenoraziskovalno delo.

• Težave s porabo energije v prenosnih napravah: Reši problem kratkega časa delovanja baterije, ki ga povzroča visoka poraba energije tradicionalnih senzorjev, kot so ročne tehtnice za hitro pošto in naprave za tehtanje vzorcev v terenskih pogojih, pri čemer značilnosti nizke porabe energije podaljšujejo čas posamezne uporabe.

•Omejitve v kompleksnih montažnih prostorih: Zadovolji zahteve po tehtanju v tesnih in posebnih konstrukcijskih prostorih, kot je tehtanje notranjih komponent v avtomatizirani opremi in nadzor teže tekočin v cevovodih, ter preboji omejitve prostora z montažo na površino in vdelano namestitvijo.

• Težave z združljivostjo signalov v več različnih scenarijih: Rešuje problem, ko signali tradicionalnih senzorjev niso združljivi s krmilnimi enotami z mikroprocesorji. Modeli z izhodom digitalnega signala se lahko neposredno priključijo na enočipne računalnike in MCU-je, s čimer se zmanjša zapletenost vezja v majhnih napravah in znižajo stroški razvoja.

3. Poudarne točke uporabniške izkušnje

• Visoka integracijska priročnost: Standardizirana postavitev kontaktov. Velikost ploščice in ohišja omogoča neposredno zalivanje ali hitro pritrditev tiskanega vezja, brez potrebe po zapletenih mehanskih strukturah. Čas integracije se lahko skrajša na manj kot 30 minut, kar znatno izboljša učinkovitost proizvodnje opreme.

• Enostavna operacija za odpravljanje napak: Model z digitalnim signalom podpira enostavno kalibracijo ničle in obsega s pomočjo ukazov, analogni signalni model pa ponuja odlično linearnost, zato je po preprostem popravljanju vezja takoj pripravljen za uporabo, kar zmanjša tehnično zahtevnost za osebje v razvoju.

• Močna stabilnost pri uporabi: Temperaturna kompenzacija in načrtovanje proti motnjam zagotavljata drift podatkov ≤ ± 0,05 % NS/leto, zaradi česar ni potrebna pogosta kalibracija v prenosnih in vgrajenih scenarijih, kar zmanjšuje obseg dela pri poznejšem vzdrževanju.

• Prilagodljiv in raznolik izbor: na voljo je veliko modelov z različnimi obsegi, tipi signalov in metodami vgradnje, ki jih je mogoče neposredno izbrati glede na velikost opreme, napetost napajanja in zahteve po natančnosti. Nekateri proizvajalci podpirajo tudi manjše serije po meri, da izpolnijo personalizirane potrebe.

• Usmerna kontrola stroškov: Pri nakupu večjih količin se strošek posamezne enote lahko zmanjša na desetke do stotine juanov, kar pomeni zmanjšanje stroškov za več kot 50 %

v primerjavi s prilagojenimi mikrosenzorskimi rešitvami; obenem zmanjšujejo lastnosti nizke porabe energije tudi skupne stroške porabe energije opreme.

4. Tipični primeri uporabe

1) Področje zdravstva in zdravja

• Oprema za spremljanje infuzij: vgrajena v infuzijsko črpalko, omogoča neprekinjeno spremljanje sprememb teže raztopine zdravila, izračunava hitrost infuzije ter sproži alarm, ko se raztopina zdravila kmalu izprazni, s čimer se prepreči tveganje praznih steklenic, na primer natančno nadzorovanje infuzij v enotah za intenzivno nego.

• Oprema za rehabilitacijo in nego: uporablja se za pametne rehabilitacijske tehtnice, module za zaznavanje teže protez, na primer za spremljanje sprememb teže med rehabilitacijskim usposabljanjem za starejše osebe ali za povratno informacijo o teži protez, da se izboljša varnost med rehabilitacijo.

• Laboratorijska medicinska oprema: uporabljena v mikropipetah in biokemičnih analiznih napravah za merjenje mase reagentov ali vzorcev, da se zagotovi natančnost dodajanja vzorcev, na primer mikrodolivanje in tehtanje reagentov za odkrivanje COVID-19.

2) Potrošniška elektronika in pametne nosljive naprave

• Pametne nosljive naprave: vgrajene v pametne trakove in pametne ure za posredno merjenje telesne mase in deleža maščob ali spremljanje obremenitve telesne mase med vadbo, na primer analiza sile pristanka nog med tekom.

•Pametne domače naprave: uporabljene za tehtanje surovin v pametnih kuhinjskih tehtnicah in kavniških napravah, na primer natančno tehtanje kave v prahu za nadzor koncentracije pri pripravi; ali spremljanje prelivanja pametnih košev za smeti (ocena kapacitete smeti na podlagi teže).

•Prenosna tehtalna orodja: na primer mini ekspresne tehtnice in tehtnice za prtljago, zasnovane z majhnimi dimenzijami in nizko porabo energije, primerne za prenašanje in takojšnje merjenje mase predmetov.

3) Industrijska avtomatizacija in mikroproizvodnja.

•Proizvodnja elektronskih komponent: pri proizvodnji čipov SMT nadzoruje težo komponent, kot so čipi in upori, da izloči neustrezne izdelke; ali pa pri pakiranju polprevodnikov meri težo ohišja, da zagotovi kakovost pakiranja.

•Oprema za mikroavtomatizacijo: uporablja se kot končni učinek mikrosklopinskih robotov, ki zaznajo težo prijema delov in ocenijo, ali je prijem uspešen, na primer merjenje teže pri sestavljanju modulov fotoaparata za mobilne telefone.

•Oprema za nadzor pretoka: vgrajena v mikrodozirne črpalke in vbrizgalne šobe, spremlja količino tekočine s težo, na primer mikrodoziranje goriva v vbrizgalnih sistemih, da zagotovi učinkovitost zgorevanja.

4) Raziskovalno in preskusno področje

• Raziskave na področju materialov: merjenje mase majhnih vzorcev materialov (kot so nanomateriali, tanke plasti) ali sprememb mase materialov med raztezanjem in stiskanjem ter pridobivanje podatkov za analizo lastnosti.

• Oprema za spremljanje okolja: merjenje mase zbranih vzorcev v mini napravah za nadzor kakovosti vode in opremi za vzorčenje zraka ter izračun koncentracije onesnažil, na primer analiza mase po zbiranju delcev iz atmosfere.

5) Področje logistike in trgovine

• Mikrosortirni sistem: na koncu avtomatizirane linije za razvrščanje pošiljkka se tehtajo majhni paketi in izvede razvrstitev glede na težo; ali pa na samostojnih blagajnah v trgovinah brez osebja prepoznavanje artiklov s tehtanjem (z bazo podatkov o težah).

• Maloprodajna tehtna oprema: kot so tehtnice za nakit, tehtnice za dragocene kovine, uporabljene za natančno tehtanje vrednih predmetov, kot so zlato in diamanti, majhne velikosti in jih je mogoče postaviti na pult, ne da bi zasedle preveč prostora.

Povzetek

Mikrotehtni senzor ima jedrno konkurenčnost »majhne velikosti, visoke natančnosti in nizke porabe energije«, s čimer prelomi omejitve tradicionalne tehtne opreme pri prostoru in obsegu ter natančno ustrezajo potrebam po tehtanju lahkih obremenitev na področjih medicine, potrošniške elektronike, mikroproizvodnje in drugih. Njegova priročna integracija, stabilna zmogljivost in racionalna kontrola stroškov ne samo spodbujajo funkcionalno nadgradnjo mikro-urejanj, temveč tudi zagotavljajo zanesljivo podporo različnim panogam pri doseganju »natančnega, miniaturiziranja in inteligentnega« tehtanja ter tako postaja nepogrešljiv pomemben del sodobne senzorske tehnologije.

Podrobnostni prikaz

Parametri