Jekleni mikrosenzor CZL913EC

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 mikroobčutljivih struktur (na primer elastomeri z tenzometri). Njihov volumen je ponavadi omejen na območje od nekaj kubičnih centimetrov do več deset kubičnih centimetrov, obseg meritev pa zajema od gramov do kilogramov, pri čemer združujejo dvojne prednosti »majhnih dimenzij« in »visoke natančnosti«. Kot osrednja komponenta za tehtne scenarije v lahkih obremenitvah in 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 zaznavanja mase v mikro napravah.

1. Osnovne značilnosti in funkcije

1) Značilnosti miniaturizacije

• Zelo majhen volumen in majhna masa: Običajne dimenzije segajo od 5 mm × 5 mm × 2 mm do 30 mm × 20 mm × 10 mm, nekateri prilagojeni modeli pa se lahko zmanjšajo do milimetrskih nivojev, 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 modelov uporablja integrirano ohišje, v katerem sta povezana občutljiv element in krmilni tokokrog za obdelavo signala. Nekateri modeli podpirajo lahke oblike vgradnje, kot so površinska montaža (SMD) in izvedbe z vodniki, primerni za neposredno lemljenje ali hitro pritrditev na tiskane vezje (PCB).

2) Prednosti zmogljivosti tehtanja

• Natančno merjenje na širokem območju: Merilna območja segajo od 0,1 g ~ 50 kg, osnovna točnost merjenja pa znaša do ±0,01 %NS ~ ±0,1 %NS, ločljivost pa do 0,001 g, kar omogoča izpolnjevanje zahtev za tehtanje vzorcev na ravni mikrogramov v laboratorijih ter spremljanje mase na ravni gramov v potrošniški elektroniki.

• Hitra dinamična odzivnost: Čas odziva ≤10 ms, sposoben realnega zajemanja trenutnih sprememb teže, na primer hitro tehtanje pri avtomatiziranih sortirnih linijah in nadzorovanje teže kapljanja pri medicinski infuziji, ter preprečevanje odstopanj meritev, ki jih povzroči zamuda signala.

• Stabilna odpornost proti motnjam: Vgrajen modul za kompenzacijo temperature (prilagojen delovnemu okolju -10 °C~60 °C) za izravnavanje vplivov nihanj temperature okolja; uporablja diferencialni izhodni signal ali elektromagnetno ekraniranje za zmanjšanje elektromagnetnih motenj iz notranjih vezij naprave in zagotavljanje stabilnosti podatkov.

3) Funkcije integracije in prilagoditve

• Prilagoditev več signalov na izhodu: Podpira izhod analognih signalov (0–5 V, 4–20 mA) in digitalnih signalov (I2C, SPI, UART) ter se lahko neposredno poveže z mikrokontrolnimi enotami, kot so MCU, enočipni mikrokrmilniki in majhni PLC-ji, brez potrebe po dodatnih modulih za ojačanje signalov.

• Kompatibilnost materialov in medijev: Občutljivi elementi večinoma uporabljajo nerjavnostno jeklo 316L, titanov zlitin ali inženirske plastične materiale, ohišje pa je odporno proti koroziji, primerno za različna tehtna sredstva, kot so medicinske telesne tekočine, surovine za hrano in elektronske komponente, ter preprečuje onesnaženje ali korozivno poškodbo.

• Značilnosti nizke porabe energije: Statična poraba toka ≤10 mA in lahko znaša le 10 μA v načinu spanja, primerno za naprave na baterije (kot so ročne tehtnice in pametne nosljive naprave), podaljšuje življenjsko dobo baterije.

2. Rešena ključna vprašanja v industriji

Pri merjenju z majhnimi obremenitvami in v miniaturiziranih primerih tehtanja imajo tradicionalni tovorni členi (kot so senzorji za tehtnice in industrijski moduli za tehtanje) težave, kot so »prevelike dimenzije, visoka poraba toka, nedostopna natančnost in težave pri integraciji«. Miniaturizirani tovorni členi posebej rešujejo naslednje ključne težave:

• Težave pri integraciji v majhne naprave: Rešuje problem, da tradicionalnih senzorjev ni mogoče vgraditi v majhne naprave, kot je funkcija nadzora telesne teže pri pametnih zapestnicah ali nadzor teže tekočega zdravila pri mini medicinskih črpalkah, ter omogoča izpolnjevanje dvojnih zahtev »funkcije tehtanja + miniaturizacije« naprav s pomočjo majhne konstrukcije.

• Težave pri merjenju z visoko natančnostjo pri majhnih obremenitvah: Rešuje problem nedostatečne natančnosti tradicionalnih senzorjev pri tehtanju v gramih in miligramih, kot je tehtanje sledovnih vzorcev v laboratorijih in zaznavanje mase kontaktov elektronskih komponent, ter zagotavlja zanesljive podatke za točno proizvodnjo in znanstvenoraziskovalno delo.

• Težave s porabo energije v prenosnih napravah: Reši problem kratke življenjske dobe baterije, ki jo povzroča visoka poraba energije tradicionalnih senzorjev, kot so ročne tehtnice za hitro pošto in naprave za tehtanje vzorcev v zunanjih pogojih, pri čemer značilnosti nizke porabe energije podaljšujejo čas uporabe na eno polnjenje.

• Omejitve pri zapletenih namestitvenih prostorih: Rešuje zahteve po tehtanju v ozkih in posebej konstruiranih prostorih, kot je tehtanje notranjih komponent avtomatizirane opreme in spremljanje mase tekočine v cevovodih, tako da s ploščati in vgrajeno namestitvijo preboji omejitve prostora.

• Težave z združljivostjo signalov v več scenarijih: Rešite problem, ko signali tradicionalnih senzorjev niso združljivi s signalnimi enotami miniaturiziranih nadzornih enot. Modeli z digitalnim izhodom signala se lahko neposredno priključijo na enočipne računalnike in MCU-je, s čimer se zmanjša zapletenost oblikovanja vezij v majhnih napravah ter znižajo stroški razvoja.

3. Poudarjeni vidiki uporabniške izkušnje

• Visoka integracijska priročnost: Standardizirana postavitev kontaktov in gabariti ohišja omogočajo neposredni spajkanje ali hitro pritrditev na tiskane vezije, kar odpravlja potrebo po zapletenih mehanskih konstrukcijah in zmanjša čas integracije na manj kot 30 minut, znatno izboljšuje učinkovitost proizvodnje opreme.

• Enostavna operacija za odpravljanje napak: Digitalni modeli signalov podpirajo enostavno kalibracijo ničle in obsega prek ukazov, analogni modeli signalov pa imajo odlično linearnost, zaradi česar je potrebna le preprosta diagnostika vezja za takojšnjo uporabo, s čimer se zmanjša tehnična ovira za raziskovalce in razvijalce.

• Močna stabilnost pri uporabi: Kompenzacija temperature in protiuvrniška zasnova zagotavljata, da je odmik podatkov ≤±0,05 %NS/leto, kar odpravlja potrebo po pogostem kalibriranju v prenosnih in vgrajenih scenarijih ter zmanjšuje obseg dela po vzdrževanju.

• Prilagodljiva in raznovrstna izbira modelov: Obstaja široka paleta modelov z različnimi razponovi, tipi signalov in načini namestitve, ki jih je mogoče neposredno izbrati glede na velikost naprave, napetost napajanja in zahteve po natančnosti. Nekateri proizvajalci podpirajo prilagajanje majhnih serij za zadovoljevanje individualnih potreb.

• Usmerna kontrola stroškov: Stroški na enoto se lahko pri nakupu na veliko nadzorujejo v desetih do stotinah juanov, stroški pa se zmanjšajo za več kot 50% v primerjavi z prilagojenimi rešitvami za miniaturno zaznavanje; hkrati značilnosti nizke porabe energije zmanjšujejo skupne stroške porabe energije naprave.

4. Tipični primeri uporabe
1) Področje zdravstva in zdravja
• Naprava za spremljanje infuzije: vgrajena v infuzijske črpalke, spremlja spremembo teže zdravilne tekočine v realnem času, izračuna hitrost infuzije in sproži alarm, ko je tekočina skoraj izčrpana, tako da se prepreči tveganje praznih steklenic, kot je natančna kontrola infuzije
• Oprema za rehabilitacijo in nego: Uporablja se v inteligentnih tehtnicah za rehabilitacijo in modulih za zaznavanje teže protez, na primer za spremljanje sprememb teže med rehabilitacijskim usposabljanjem starejših ali za zagotavljanje povratne informacije o teži protez, s čimer se poveča varnost pri rehabilitaciji.
• Laboratorijska medicinska oprema: V mikropipetah in biokemičnih analizatorjih meri težo reagentov ali vzorcev, da zagotovi natančnost dodajanja vzorcev, na primer tehtanje mikrovzorcev reagentov za test COVID-19.

2) Potrošniška elektronika in pametne nosljive naprave
• Pametni nosljivi napravi: Integrirana v pametne trakove in pametne ure omogoča posredno merjenje telesne teže in deleža maščob v telesu ali spremljanje obremenitve med vadbo, na primer analizo teže pristanka noge med tekmo.
• Naprave za pametne domove: Uporabljajo se za tehtanje surovin v pametnih kuhinjskih tehtnicah in kavnikih, na primer za natančno tehtanje kavne moke za nadzor koncentracije pri pripravi kave; ali za spremljanje polnosti pametnih košev za smeti (s presojo količine odpadkov na podlagi teže).
• Prenosna tehtalna orodja: Kot so mini tehtnice za pošiljke in naprave za tehtanje prtljage, ki imajo majhne dimenzije in nizek porab energije, kar omogoča uporabnikom preprosto prenašanje in merjenje teže predmetov v realnem času.

3) Industrijska avtomatizacija in mikro proizvodnja
• Proizvodnja elektronskih komponent: Na SMT postavki za postavljanje komponent nadzoruje težo komponent, kot so čipi in upori, za izločanje defektnih izdelkov; ali pri polnjenju polprevodnikov meri težo količnega ovoja, da zagotovi kakovost pakiranja.
• Oprema za mikro avtomatizacijo: Uporablja se na končnem učinkovniku mikro robotskih sestavnih naprav za zaznavanje teže prijete komponente in določanje, ali je prijem uspešen, na primer tehtni pregled med sestavljanjem modulov fotoaparata za mobilne telefone.
• Oprema za krmiljenje pretoka tekočin: Vgrajena v mikrodозirne črpalke in vbrizgalne šobe, spremlja količino dostavljene tekočine prek teže, na primer tehtanje mikroskopskih količin goriva v sistemih za vbrizg, da se zagotovi učinkovitost zgorevanja.

4) Znanstvenoraziskovalno in preskusno področje
• Raziskave na področju materialov: Meri težo majhnih vzorcev materialov (na primer nanomaterialov in tankoplastnih materialov) ali spremembo teže materialov med raztezanjem in stiskanjem ter tako omogoča pridobivanje podatkov za analizo lastnosti.
• Oprema za spremljanje okolja: Pri mikro monitorjih kakovosti vode in opremi za vzorčenje zraka meri težo zbranih vzorcev za izračun koncentracije onesnažil, na primer analizo teže po vzorčenju delcev iz ozračja.

5) Področje logistike in trgovine
• Mikro razvrščevalni sistem: Na koncu avtomatizirane sortirne linije za hitro pošto tehta majhne pakete za razvrščanje glede na težo; ali pa na samoplačilnem pultu v neposlovnih trgovinah prepozna izdelke s tehtanjem (v povezavi s podatkovno zbirko uteži).
• Oprema za tehtanje v drobni trgovini: Na primer tehtnice za nakit in tehtnice za dragocene kovine, ki se uporabljajo za natančno tehtanje dragocenih predmetov, kot so zlato in dijamanti, z majhno velikostjo, ki se lahko postavi na pult, ne da bi zasedla preveč prostora.

Povzetek

Senzorji za mikrotehtanje, katerih ključna prednost je »majhna velikost, visoka natančnost in nizka poraba energije«, so prelomili omejitve tradicionalne tehtne opreme glede prostora in obsega ter natančno izpolnjujejo zahteve za lahkimi obremenitvami v področjih, kot so medicina, potrošniška elektronika in mikro proizvodnja. Njihov priročen način integracije, stabilna zmogljivost in racionalno nadzorovanje stroškov ne samo spodbujajo funkcionalno nadgradnjo mikro naprav, temveč zanesljivo podpirajo tudi doseganje ciljev »natančnosti, miniaturizacije in inteligentnosti« pri tehtanju v različnih panogah, s čimer postajajo nepogrešljiv in pomemben del sodobne senzorske tehnologije.

Podrobnostni prikaz

Parametri