Aluminijumski mikro senzor CZL616C

Увођење производа

Сензори за мерење мале тежине су компактни уређаји за мерење тежине који су развијени на основу ефекта деформације. Њихов основномеханизам подразумева претварање сигнала тежине у мерљиве електричне сигнале кроз микросензитивне структуре (нпр. еластомере засноване на тензометрима). Обично имају запремину од неколико до десетак кубних центиметара и раде у опсегу од грама до килограма, комбинујући двоструке предности малих димензија и високе прецизности. Као сачиниоци важних делова за примену у мерењу тежине у лаким и просторно ограниченим условима, ови сензори се широко користе у медицинској опреми, потрошачкој електроници, паметним уређајима и научним истраживањима и испитивањима, чинећи кључну основу за детекцију тежине у уређајима мале скале.

1. Основне карактеристике и функције

1) Кључна карактеристика минијатуризације

• Ултра-компактна и лагана конструкција: стандардне величине су у опсегу од 5мм×5мм×2мм до 30мм×20мм×10мм, док неки посебни модели достигнући милиметарске димензије и тежину од само 0,1г до 5г. Ово омогућава безпрекорно уграђивање у ограничене просторе као што су паметни часовници и кућишта микропумпи, без компромиса структурне интегритета.

• Компактни дизајн: већина модела има интегрисано паковање, комбинујући осетљиве компоненте и кола за кондиционирање сигнала у микроскопском кућишту. Неки варијанти подржавају танке могућности монтирања, као што су технологија површинског монтирања (SMT) или везе са изводима, компатибилне са директним лемљењем на штампаној плочици или брзим спајањем.

2) Предности у перформансама тежине

• Мерење великог опсега са високом прецизношћу: систем обухвата опсег од 0,1г до 50кг, са основном тачношћу мерења од ±0,01%ГВ до ±0,1%ГВ и резолуцијом до 0,001г. Испуњава захтеве за мерењем узорака на нивоу микрограма у лабораторијама, као и надзор тежине на нивоу грама у потрошачкој електроници.

• Брз динамички одговор: Са временом одговора ≤10ms, у стварном времену детектује тренутне промене тежине, као што је брзо мерење мале тежине на линијама аутоматске сортирања или мониторинг капања код медицинских инфузија, чиме спречава одступања у мерењу услед кашњења сигнала.

• Стабилна отпорност на интерференце: Уграђени модул компензације температуре (радни опсег -10℃ до 60℃) негира флуктуације температуре у околини. Захваљујући диференцијалном излазном сигналу или електромагнетном екранирању, ефикасно отпоран је на интерне електричне сметње, осигуравајући стабилност података.

3) Карактеристике интеграције и компатибилности

• Вишеизлазна компатибилност: Подржава аналогне сигнале (0-5V, 4-20mA) и дигиталне сигнале (I2C, SPI, UART), омогућавајући директну везу са микроконтролерима, једночипним микроконтролерима и компактним ПЛК-овима без потребе за додатним модулима појачања сигнала.

• Kompatibilnost materijala i sredstava: Osetljivi delovi su uglavnom izrađeni od nerđajućeg čelika 316L, titanijum legure ili inženjerskih plastika, sa kućištima otpornim na koroziju. Ovi delovi su kompatibilni sa različitim sredstvima za merenje, uključujući medicinske tečnosti, sastojke za hranu i elektronske komponente, efikasno sprečavajući kontaminaciju ili oštećenje usled korozije.

• Rashod snage na niskom nivou: Potrošnja struje u stanju mirovanja ≤10mA, smanjuje se na 10μA u režimu mirovanja, što je idealno za uređaje sa baterijskim napajanjem (npr. džepске ваге, паметни носиви уређаји) како би се продужило време рада батерије.

2. Основни проблеми у индустрији који треба решити

У ситуацијама мерења мале тежине и минијатурних конструкција, традиционални сензори за мерење (нпр. сензори за платформене ваге и индустријски модули за мерење) су суочени са изазовима као што су прекомерна величина, висока потрошња енергије, недовољна тачност и тешкоће у интеграцији. Микро сензори за мерење специфично решавају ове кључне проблеме:

• Изазови у интеграцији микро-уређаја: Решавање немогућности уграђивања традиционалних сензора у компактне уређаје, као што је функција праћења тежине у паметним наруквицама или контрола дозирања течности у минијатурним медицинским пумпама, постизањем функције мерења тежине и минијатуризације кроз компактан дизајн.

• Проблем мерења малих оптерећења и високе прецизности: Решавање проблема недовољне тачности традиционалних сензора при мерењу у грамима и милиграмима, као што је мерење микросламова у лабораторијама, детекција тежине електронских компоненти, како би се обезбедили поуздани подаци за прецизну производњу и научна истраживања.

• Изазови енергетске ефикасности за преносне уређаје: Решавање проблема кратког трајања батерије услед високе потрошње енергије код традиционалних сензора, као што су ручне ваге за пакете и опрема за мерење узорака у терену, ови уређаји имају ниску потрошњу енергије како би се продужило време рада на једно пуњење.

• Сложене ограничења простора за инсталацију: Решава захтеве везане за мерење масе у ограниченом или структурно јединственом окружењу, као што је мерење масе унутрашњих компоненти аутоматске опреме и надзор масе течности у цевоводима, коришћењем решења за површинску монтажу или уграђену инсталацију ради преодолевања просторних ограничења.

• Компатибилност сигнала у више сценарија: Ово решава неусклађеност између традиционалних сигнала сензора и јединица са микроконтролерима. Модел са излазом дигиталног сигнала може директно да комуницира са микроконтролерима (MCU), поједностављујући дизајн кола за компактне уређаје и смањујући трошкове истраживања и развоја.

3. Истакнути аспекти корисничког искуства

• Висок степен погодности за интеграцију: Стандардизована распоред пинова и димензије кућишта омогућавају директно лемљење на штампану плочу или фиксацију кликом без сложених механичких конструкција, чиме се време интеграције смањује на мање од 30 минута и значајно побољшава ефикасност производње опреме.

• Процес дебаговања је једноставан: модел дигиталног сигнала омогућава калибрацију нулте тачке и опсега једним кликом преко наредби, док аналогни сигнали имају одличну линеарност. Само са основним дебаговањем кола, могу се одмах употребити, значајно смањујући техничку баријеру за истраживачко-развојне тимове.

• Висока поузданост: Компензација температуре и дизајн заштите од интерференције осигуравају дрифт података ≤±0,05%ПС/година, што елиминише потребу за честом калибрацијом у преносивим или уграђеним апликацијама и значајно смањује захтеве за одржавањем.

• Флексибилан избор: Шири асортиман модела са различитим опсезима мерења, типовима сигнала и методама инсталације. Можете одабрати директно на основу величине опреме, напона напајања и захтева за прецизношћу. Неки произвођачи такође подржавају производњу малих серија по наруџбини како би испунили персонализоване потребе.

• Контрола трошкова је разумна: јединична цена може се одржавати у опсегу од десетине до стотине јуана приликом набавке на велико, што је више од 50% ниже у односу на прилагођену микросензорну шему. У међувремену, карактеристике ниског потрошње енергије смањују укупне трошкове потрошње енергије опреме.

4. Типични примери употребе

1) Здравствена заштита

• Уређаји за праћење инфузије: интегрисани у пумпе за инфузију, прате тренутне промене тежине раствора, израчунавају брзину инфузије и активирају аларме када раствор скоро престане да тече, како би се спречило пустињење боца, као што се види код прецизног управљања инфузијом у јединицама интензивне неге.

• Опрема за рехабилитацију и негу: укључујући паметне скале за рехабилитацију и сензоре за тежину протеза, који прате флуктуације тежине током рехабилитационих вежби код старијих особа или обезбеђују повратну информацију о сили за протезе, чиме се побољшава безбедност рехабилитације.

• Лабораторијска опрема: коришћење пипета и биохемијских анализатора за мерење тежине реагенаса или узорака, обезбеђујући прецизно додавање узорака, као што је микро-мерење тежине за тестове за COVID-19.

2) Потрошачка електроника и паметни носиви уређаји

• Паметни носиви уређаји: интегрисани у трекере активности и паметне часовнике, ови уређаји омогућавају индиректно мерење телесне тежине и садржаја масти у телу, као и праћење силе у реалном времену током вежбања — на пример, анализирају тежину удара стопала приликом трчања.

• Паметни уређаји за домаћинство: Користе се за мерење састојака на паметним кухињским вагама и машинама за кафу, на пример прецизно мерење кафене прашине ради контроле концентрације каве; или мониторинг преливања на паметним сандучићима за отпад (утврђивање капацитета отпада преко тежине).

• Преносиви уређаји за мерење тежине, као што су мини ваге за пакете и ваге за багаж, имају компактан дизајн и низак потрошњак енергије, омогућавајући корисницима да их лако носе са собом и мере тежину ставки у реалном времену.

3) Industrijska automatizacija i mikro-proizvodnja

• Proizvodnja elektronskih komponenti: U SMT (Surface Mount Technology) linijama za montažu, nadzor težine komponenti poput čipova i otpornika radi otklanjanja neispravnih proizvoda; ili u pakovanju poluprovodnika, merenje težine materijala za oblogu radi osiguranja kvaliteta pakovanja.

• Oprema za mikro-automatizaciju: Završni efektor za robote za mikro-sastavljanje koji oseća težinu komponenti kako bi utvrdio uspešno hvatanje, npr. detekcija težine kod modula foto-aparata za pametne telefone.

• Uređaji za kontrolu tečnosti: ugrađeni u mikro dozirne pumpe i ubrizgivače goriva, nadziru isporuku tečnosti po težini, npr. precizno merenje goriva u sistemima za ubrizgavanje, kako bi se osigurala efikasnost sagorevanja.

4) Istraživanje i ispitivanje

• Istraživanje materijala: Merenje težine sitnih uzoraka materijala (npr. nanomaterijala, tankih filmova) ili promene težine tokom zateznih ili sabijajućih procesa radi pružanja podataka za analizu performansi.

• Опрема за мониторинг животне средине: У микропревозима за контролу квалитета воде и уређајима за узимање примерака ваздуха, мери се тежина прикупљених примерака ради израчунавања концентрације загађивача, на пример анализа тежине атмосферских честица након узимања примерака.

5) Логистичка и трговинска сектора

• Микро систем за сортирање: На крају аутоматске линије за сортирање експрес испорука, уређај мери тежину малих пакета како би их класификовао према маси; или на самообслужним касама у супермаркетима без запослених, идентификује производе мерењем тежине (уз помоћ базе података о тежинама).

• Трговинска вага опрема, као што су ваге за накит и ваге за драгоцене метала, дизајниране су за прецизно мерење вредносних предмета попут злата и дијаманата. Због мале величине, ови уређаји се могу лако поставити на шалтере не заузимајући много места.

Резюме

Mikro senzori za vaganje, sa svojim ključnim prednostima „kompaktnih dimenzija, visoke preciznosti i niske potrošnje energije“, prevazišli su prostorne i merne ograničenja tradicionalnih uređaja za vaganje. Oni precizno zadovoljavaju zahteve za merenje lakih opterećenja u oblastima kao što su medicina, potrošačka elektronika i mikro proizvodnja. Njihova jednostavna integracija, stabilan rad i ekonomično dizajniranje ne samo da pokreću funkcionalna unapređenja u mikrouređajima, već pružaju i pouzdanu podršku za ostvarenje „preciznosti, miniaturizacije i inteligencije“ u vaganju u različitim industrijama. Kao takvi, postali su neizostavan deo moderne senzorske tehnologije.

Детаљни приказ

Параметри