Jekleni mikrosenzor CZL700D

Predstavitev produkta

Mikrotehtni senzor:

Mikrotehtni tehtni senzorji so kompaktni merilni napravi za maso, razviti s tehnologijo deformacijskega učinka. Njihov osnovni mehanizem vključuje pretvorbo signalov mase v merljive električne signale prek mikroskopskih občutljivih struktur (npr. elastomeri na osnovi tenzometra). Ti senzorji, ki običajno merijo le nekaj do deset kubičnih centimetrov, delujejo v območju od gramov do kilogramov in združujejo dvojne prednosti kompaktnih dimenzij in visoke natančnosti. Kot bistveni sestavni deli za tehtanje v lahkih in omejenih prostorih se pogosto uporabljajo v medicinski opremi, potrošniški elektroniki, pametnih napravah ter znanstvenih raziskovalnih testih in predstavljajo osnovno tehnologijo za zaznavanje mase v mini sistemih.

1. Osnovne značilnosti in funkcije

1) Osnovna značilnost miniatuриzacije

• Izredno kompaktni in lahki: Standardne velikosti segajo od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, pri čemer se nekateri prilagojeni modeli zmanjšajo na milimetrsko raven in tehtajo le 0,1 g do 5 g. Te komponente je mogoče brez težav vgraditi v tesne prostore, kot so pametne ure in ohišja miniaturnih črpalk, ne da bi ogrozili strukturno celovitost naprav.

• Kompaktna zasnova: Večina modelov ima integrirano ohišje, ki v mikroskopskem ohišju združuje občutljive komponente in kroge za kondicioniranje signala. Nekateri različici podpirajo tanke rešitve za vgradnjo, kot sta površinska montaža (SMT) ali priključki z vodniki, ki so združljivi z neposrednim lotenjem na tiskanino ali hitrim vgradnjo s klikom.

2) Prednosti glede teže

• Natančno merjenje na širokem območju: Sistem zajema območje od 0,1 g do 50 kg, z osnovno točnostjo merjenja od ±0,01 %NS do ±0,1 %NS in ločljivostjo do 0,001 g. S tem izpolnjuje zahteve za tehtanje vzorcev na ravni mikrogramov v laboratorijih ter potrebe po spremljanju teže na ravni gramov v potrošniški elektroniki.

• Hitra dinamična odzivnost: Z odzivnim časom ≤10 ms zajema trenutne spremembe mase v realnem času, na primer tehtanje pri visoki hitrosti in nizki obremenitvi na avtomatiziranih razvrščevalnih linijah ter nadzor kapljanja/mase pri medicinskih sistemu za infuzije, s čimer preprečuje napake meritev, povzročene zaradi zamude signala.

• Stabilna odpornost proti motnjam: Vgrajeni modul za kompenzacijo temperature (delovni temperaturni razpon -10 ℃ do 60 ℃) izravnava nihanja okoljske temperature. Z diferencialnim izhodom signala ali elektromagnetnim ekraniranjem učinkovito zavrača notranje električne motnje in zagotavlja stabilnost podatkov.

3) Funkcije integracije in prilagoditve

• Večfunkcijska združljivost: Podpira analognih signala (0-5 V, 4-20 mA) in digitalne signale (I2C, SPI, UART), kar omogoča neposredno povezavo s mikrokrmilniki, enojnimi čipi in kompaktnimi PLC-ji brez dodatnih modulov za ojačanje signalov.

• Združljivost materiala in sredstva: Občutljivi komponenti so izdelani predvsem iz nerjavnega jekla 316L, titanove zlitine ali inženirskih plastik, s korozijo odpornimi ohišji. Te komponente so združljive z različnimi tehtnimi mediji, vključno z medicinskimi tekočinami, sestavinami za hrano in elektronskimi komponentami, ter učinkovito preprečujejo onesnaženje ali poškodbe zaradi korozije.

• Nizka poraba energije: Poraba električne energije v mirovanju ≤10 mA, v načinu spanja pa pade na 10 μA, kar je idealno za naprave na baterije (npr. ročne tehtnice, pametna nosilna naprava) za podaljšanje življenjske dobe baterije.

2. Ključne težave v industriji, ki jih je treba odpraviti

Pri merjenju majhnih obremenitev in miniaturiziranih tehtnih scenarijih se tradicionalni tehtni senzorji (npr. senzorji za platformne tehtnice in industrijski tehtni moduli) soočajo s težavami, kot so prevelike dimenzije, visoka poraba energije, nedostaten natančnost in težave pri integraciji. Mikrotehtni senzorji posebej rešujejo te osnovne težave:

• Težave pri integraciji v mikronaprave: Reševanje omejitve tradicionalnih senzorjev, ki jih ni mogoče vgraditi v kompaktna naprave, kot je funkcija spremljanja teže v pametnih zapestnih trakovih ali nadzor odmerjanja tekočine v mikromedikalnih črpalkah, z dosegom funkcionalnosti tehtanja in miniaturizacijo prek kompaktnega dizajna.

• Težava merjenja pri majhnih obremenitvah in visoki natančnosti: za reševanje težave z nedostatečno natančnostjo tradicionalnih senzorjev pri tehtanju v gramih in miligramih, kot je tehtanje mikrovzorcev v laboratorijih ali zaznavanje teže pinov elektronskih komponent, ter zagotavljanje zanesljivih podatkov za točno proizvodnjo in znanstvenoraziskovalno delo.

• Izzivi učinkovitosti porabe energije za prenosne naprave: Za reševanje problema kratkega časa delovanja baterije, ki ga povzroča visoka poraba energije tradicionalnih senzorjev, kot so ročne tehtnice za pošiljke in oprema za tehtanje v zunanjih vzorcih, imajo te naprave značilnosti nizke porabe energije, da podaljšajo čas delovanja na en sam naboj.

• Omejitve zaradi zapletenih montažnih prostorov: Rešuje zahteve glede tehtanja v omejenih ali strukturno edinstvenih okoljih, kot so tehtanje notranjih komponent pri avtomatizirani opremi in nadzorovanje teže tekočin v cevovodih, z uporabo površinsko montiranih ali vdelanih namestitvenih rešitev za premostitev prostorskih omejitev.

• Kompatibilnost signalov za več različnih scenarijev: Odpravlja neujemljivost med signali tradicionalnih senzorjev in enotami za mikrokontrolerje. Model z digitalnim izhodom signala se lahko neposredno poveže z mikrokontrolerji (MCU), kar poenostavi načrtovanje vezij za kompaktna naprava in zmanjša stroške razvoja.

3. Poudarjeni vidiki uporabniške izkušnje

• Visoka integracijska priročnost: Standardizirana postavitev kontaktov in mere ohišja omogočata neposredno spajkanje na tiskano vezje ali hitro pritrditev brez kompleksnih mehanskih konstrukcij, kar zmanjša čas integracije na manj kot 30 minut ter znatno poveča učinkovitost proizvodnje opreme.

• Postopek nastavitev je preprost: digitalni signalni modeli omogočajo enostavno kalibracijo ničle in obsega prek ukazov, medtem ko analogni signalni modeli ponujajo odlično linearnost. Z osnovnim testiranjem vezja jih je mogoče takoj namestiti, kar znatno zmanjša tehnične zahteve za razvojne ekipe.

• Zelo zanesljiv videz: Kompenzacija temperature in načrtovanje proti motnjam zagotavljata, da ostaja odmik podatkov ≤±0,05 % NS/leto, kar odpravlja potrebo po pogostih kalibracijah pri prenosnih ali vgrajenih aplikacijah ter znatno zmanjša zahteve za vzdrževanje.

• Prilagodljiv izbor modela: Na voljo je širok nabor modelov z različnimi merilnimi obsegi, tipi signalov in metodami vgradnje. Izbira modela se lahko opravi neposredno glede na velikost opreme, napetost napajanja in zahteve po natančnosti. Nekateri proizvajalci ponujajo tudi manjše serije po meri, da bi izpolnili personalizirane potrebe.

• Ugodna kontrola stroškov: enotski strošek se lahko pri nakupu v večjih količinah zadrži v obsegu desetih do stotih juanov, kar je več kot 50 % nižje v primerjavi s prilagojenim mikrosenzorskim sistemom. Hkrati zaradi nizke porabe energije zmanjšamo skupne stroške porabe energije opreme.

4. Tipični primeri uporabe

1) Zdravstvena nega

• Naprave za spremljanje infuzij: Vgrajene v infuzijske črpalke spremljajo trenutne spremembe mase raztopine, izračunavajo hitrost infuzije ter sprožijo alarm, ko se raztopina skoraj izprazni, da se prepreči praznjenje steklenic, kot je to prikazano pri natančnem nadzoru infuzij v intenzivnih enotah.

• Oprema za rehabilitacijo in nego: vključuje pametne rehabilitacijske tehtnice in senzorje za uteži protez, ki spremljajo nihanje telesne mase med rehabilitacijskim usposabljanjem starejših ali omogočajo povratne informacije o sili pri protezah, s čimer povečajo varnost med rehabilitacijo.

• Laboratorijska oprema: Mikropipete in biokemični analizatorji se uporabljajo za merjenje teže reagentov ali vzorcev, kar zagotavlja natančno dodajanje vzorcev, na primer tehtanje mikrovzorcev za teste za odkrivanje COVID-19.

2) Potrošniška elektronika in pametne nosljive naprave

• Pametni nosljivi napravi: Vgrajeni v sledilnike fitnessa in pametne ure omogočajo posredno merjenje telesne teže in deleža maščobe ter spremljanje sile v realnem času med telesnimi dejavnostmi, na primer analizo obremenitve stopala med tekajočim gibanjem.

• Pametne domače naprave: Uporabljajo se za tehtanje sestavin v pametnih kuhinjskih tehtnicah in kavnikih, na primer natančno merjenje kave v prahu za nadzor koncentracije pri pripravi; ali spremljanje prenapolnitve v pametnih košeh za smeti (določanje kapacitete odpadkov prek teže).

• Prenosne tehtnice, kot so mini tehtnice za pakete in tehtnice za prtljago, imajo kompaktno konstrukcijo in nizek porab energije, kar uporabnikom omogoča priročno prenašanje in hkratno merjenje teže predmetov v realnem času.

3) Industrijska avtomatizacija in mikroproizvodnja

• Proizvodnja elektronskih komponent: Pri sestavnih linijah SMT (Surface Mount Technology) spremljajte težo komponent, kot so čipi in upori, za izločanje defektnih izdelkov; ali pa pri pakiranju polprevodnikov izmerite težo ohišja, da zagotovite kakovost pakiranja.

• Oprema za mikro-avtomatizacijo: Končni učinek za robote za mikro-sestavo, ki zaznajo in stehtajo komponente, da določijo uspešno prijem, na primer zaznavanje teže pri sestavi modula fotoaparata za pametni telefon.

• Naprave za nadzor tekočin: vgrajene v mikro dozirne črpalke in vbrizgalne šobe, spremljajo dostavo tekočine po teži, na primer natančno tehtanje goriva v sistemih za vbrizgovanje goriva, da zagotovijo učinkovitost zgorevanja.

4) Raziskave in preskušanje

• Raziskave materialov: Merjenje teže majhnih vzorcev materialov (npr. nanomateriali, tanke plasti) ali sprememb teže med vlečnimi ali tlačnimi procesi za pridobivanje podatkov za analizo lastnosti.

• Oprema za spremljanje okolja: Pri mikro monitorjih kakovosti vode in napravah za vzorčenje zraka se tehta težo zbranih vzorcev, da se izračuna koncentracija onesnažil, na primer tehtni analizi atmosferskih delcev po vzorčenju.

5) Logistična in trgovinska dejavnost

• Mikro razvrščevalni sistem: Na koncu avtomatizirane linije za razvrščanje pošiljk tehta majhne pakete, da jih razvrsti po teži; ali pa na samostojnih blagajnah v trgovinah brez osebja identificira izdelke s tehtanjem (z uporabo podatkovne baze uteži).

• Tehtnice za trgovino, kot so tehtnice za nakit in dragocene kovine, so zasnovane za natančno merjenje vrednotnih predmetov, kot so zlato in dijamanti. Zaradi kompaktnih dimenzij jih je mogoče enostavno postaviti na pult, ne da bi zavzele veliko prostora.

Povzetek

Mikro tehtni senzorji, ki imajo svoje ključne prednosti v »kompaktni velikosti, visoki natančnosti in nizki porabi energije«, premagali so prostorske in merilne omejitve tradicionalnih tehtnih naprav. Natančno izpolnjujejo zahteve za tehtanjem pri lahkih obremenitvah na področjih, kot so medicina, potrošniška elektronika in mikroizdelava. Njihova enostavna integracija, stabilna zmogljivost in cenovno učinkovita zasnova ne omogočata le funkcionalnih izboljšav mikro-naprav, temveč zagotavljata tudi zanesljivo podporo industrijam pri doseganju »natančnosti, miniaturizacije in inteligentnosti« pri tehtanju. Zaradi tega so postali nepogrešljiv del sodobne senzorske tehnologije.

Podrobnostni prikaz

Parametri