Паралелни сензор за мерење тежине CZL602A

Увођење производа

Паралелна греда ћелије за оптерећење су елементи за детекцију сила засновани на принципу отпорности при деформацији, са дуплом паралелном гредом или једном паралелном гредом као основном структуром еластомера. Када су изложени дејству силе, савијање греде изазива деформацију која покреће метери за мерење напетости да производе промене отпора, које се затим претварају у стандардизоване електричне сигнале. Кombинују предности попут високе прецизности при малим оптерећењима, способности да поднесу ексцентрично оптерећење у равни и лаке инсталације, те се широко користе у мерењу масе на малим опсезима, мерљењу силе у равни и уграђеним системима мерења. У наставку се детаљно описује основне димензије како би се испуниле потребе производ одабира, техничке процене и писања решења:

1. Карактеристике и функције производа

Ključne karakteristike

• Структурни дизајн: Примењује интегрисану паралелну гредну структуру (дебљина греде 2-15 мм, дужина 20-150 мм), са равномерном расподелом напона концентрисаним у средњем делу греде, која подржава силе под више углова у равни, изузетном способношћу против оптерећења ван центра (може да издржи планарна оптерећења ван центра од ±20%-±30% номиналног оптерећења) и без изражених слепих тачака напона.

• Прецизне перформансе: Нивои тачности обухватају C1-C3, при чему најзаступљенији модели достижу ниво C2. Грешка нелинеарности ≤±0,01%ГВ, грешка поновљивости ≤±0,005%ГВ, дрифт нуле ≤±0,002%ГВ/℃, а прецизније перформансе у односу на сличне сензоре у сценаријима малих опсега од 0,1кг-500кг.

• Материјали и заштита : Еластомери често користе алуминијумску легуру (за лаке примене), легиран челик (за опште индустријске примене) или нерђајући челик 304/316L (за корозивне услове), са површинским обрадама анодизацијом, никловањем или пасивирањем; нивои заштите су обично IP65/IP67, а модели за храну могу достићи IP68, погодни за разне комплексне средине.

• Компатибилност инсталације: На дну су обезбеђена стандардизована увртна (са навојем или гладка) за причвршћивање вијцима или лепљењем. Неки минијатурни модели могу бити уграђени, погодни за тесне просторе монтаже инструмената за вагање на радној површини и аутоматизоване уређаје, при чему један уређај може испунити захтеве за раванским вагањем.

Основне функције

• Мерење силе на малом оптерећењу: Фокусира се на статичко/квазидинамичко мерење малог оптерећења (време одзива ≤4ms), са опсегом од 0,1 kg до 500 kg, а најчешћа примена је у опсегу од 1 kg до 200 kg. Минијатурни модели могу остварити веома мали опсег мерења од 0,01 kg.

• Више типова излазних сигнала: Обезбеђује аналогне сигнале (4-20mA, 0-3V, 0-5V) и дигиталне сигнале (RS485/Modbus RTU, I2C). Минијатурни интелигентни модели интегришу модуле за кондиционирање сигнала и могу се директно повезивати са микроконтролерима и IoT модулима.

•Функција заштите и безбедности: Интегрише компензацију температуре у широком опсегу (-10℃~70℃), има заштиту од прековучења (150%-200% номиналног оптерећења, обично 150% за моделе од алуминијумске легуре) и неки модели укључују структуре за заштиту од удара.

• Dugoročna stabilnost: Век трајања услед замора ≥10⁷ циклуса оптерећења, са годишњим дрифтом ≤±0,01%ПО под номиналним оптерећењем, погодан за сценарије дуготрајног непрекидног рада као што су супермаркети и лабораторије.

2. Основни проблеми који су решени

• Недовољна прецизност у ситуацијама малог оптерећења: Усмерено ка проблему прекомерне грешке традиционалних сензора у сценаријима малог опсега испод 10kg, кроз оптимизовани дизајн напона греде, грешка мерења је контролисана у оквиру ±0,005%FS, чиме се решавају проблеми високе прецизности као што су мерење хране и дозирање лекова.

• Netačno merenje ekscentričnog opterećenja u ravni: Каркатеристика равномерне расподеле напона код паралелне греде ефикасно може поништити утицај ексцентричног оптерећења изазваног померајем објекта који се мери, чиме се решава проблем тачности код инструмената за мерење на столу и опреме за сортирање где материјал није у фиксним позицијама.

•Teškoće pri integrisanoj ugradnji opreme: Kompaktna konstrukcija i fleksibilni način ugradnje rešavaju zahteve za ugradnju u automatizovanu opremu i pametne kućne aparate, bez potrebe za izmenom glavne konstrukcije uređaja, čime se smanjuju troškovi integracije.

• Слаба прилагодљивост на више средина: Помоћу унапређења материјала и нивоа заштите, решавају се проблеми оштећења сензора и дрифта сигнала у сценаријима као што су влажност (нпр. вагање у аквакултури), корозија (нпр. вагање хемијских реагенаса) и прашина (нпр. прерада брашна).

• Pritisak troškova na male uređaje: Један сензор може испунити захтеве за раванским мерењем, чиме се елиминише потреба за коришћењем више сензора у комбинацији. У исто време, материјал од легуре алуминијума смањује тежину и трошак производа, решавајући проблем контроле трошкова код малих мерних инструмената и потрошачке електронике.

3. Korisničko iskustvo

• Крајње поједностављена инсталација: Стандардизовани отвори за причвршћивање и референтне површине за позиционирање елиминишу потребу за професионалним калибрационим алатима. Инстalација се може завршити обичним одвијачем, са ниским захтевима за равнином (≤0,1 mm/m), а подешавање једне особе може бити завршено у року од 10 минута.

• Низак степен захтеваности за рад: Подршка за нулирање дугметом и калибрацију у једној тачки мерних инструмената (потребна је само стандардна тежина од 100% номиналног оптерећења). Дигитални модели се могу брзо калибрисати помоћу рачунарског софтвера, а непрофесионалци их могу лако користити.

•Изузетно ниска цена одржавања: Потпуно затворена конструкција смањује продирanje прашине и влаге, са годишњом просечном стопом кварова ≤0,2%. Модел од алуминијумског легурa је лаган (минимално само 5g), лак за замену и не захтева демонтажу великих конструкција током одржавања.

• Тачна повратна информација о подацима: Fluktuacija statičnih merenja podataka ≤±0,003% FS, bez histereze u kvazi-dinamičkim scenarijima. Digitalni modeli dolaze sa funkcijom kompenzacije nulte tačke, što eliminiše potrebu za čestom kalibracijom, sa izuzetnom stabilnošću podataka.

•Добра прилагодљивост интеграцији: Микро модел је малих димензија (минималне димензије 20мм×10мм×5мм), може бити уграђен у паметне уређаје не утичући на дизајн изгледа уређаја. Излаз сигнала је компатибилан са стандардним малим контролерима, плаг-енд-плеј.

4. Типичне примене

1) Грађевински и комерцијални мерни уређаји за мерење малог оптерећења

• Скале за ценообразовање у супермаркетима/електронске теразије: Основни сензорски елемент скала за ценообразовање од 3-30кг, са лаком конструкцијом од алуминијумског легура. Карактеристика отпорности на ексцентрично оптерећење осигурава сталну тачност мерења на различитим позицијама постављања, са грешком ≤±1г.

• Електронске ваге за брзу пошту: опрема за мерење тежине од 1-50кг за брзу пошту, израђена од нерђајућег челика како би спречила запрљање и олакшала чишћење. Защитни степен ИП67 погодан је за влажне и прашњаве услове на точкама брзе поште, подржава брзо и континуирано мерење тежине.

• Кухињске ваге/ваге за пециво: 0,01-5кг високопрецизне кухињске ваге, са микроскопским паралелним сензорима који остварују прецизност на нивоу милиграма. Излаз дигиталног сигнала је компатибилан са дисплејима високе резолуције, испуњавајући захтеве за прецизним дозирањем састојака.

2) Опрема за индустријску аутоматизацију

• Опрема за аутоматско сортирање: Ваге за сортирање у индустрији хране и металних производа, инсталиране испод транспортера за сортирање, детектују тежину производа у реалном времену и повезане су са механизмом за сортирање, са тачношћу сортирања до ±0,1 г.

• Детекција материјала на тракама за састављање: Детекција недостатка материјала на тракама за састављање електронских компонената, утврђивање да ли недостају материјали преко мерења тежине (нпр. састављање батерије за мобилни телефон), са временом реакције ≤4мс, прилагођено брзим линијама.

• Квантитативна контрола паковних машина: Квантитативно мерење за мале машине за паковање честица/прашка, са моделима прецизности C2 нивоа који осигуравају грешку у тежини по кесици ≤ ±0,2%, у складу са метролошким стандардима.

3) Храна и фармацеутска индустрија

• Важење фармацеутских састојака: Важење сировина мале дозе (0,1 - 10 kg) у фармацеутској индустрији, направљено од нерђајућег челика 316L + GMP сертификовано, са полираним површинама без мртвих углова за лакшу дезинфекцију и стерилизацију, прецизност ≤ ±0,01%FS.

• Мерење водених производа/меса: опрема за сецкање и мерење у кланицама и на тржиштима производа из воде, са водонепропусним и антикорозивним дизајном (IP68), може се директно прати, погодно за влажне радне услове и услове са вишком воде.

4) Научна истраживања и експериментална опрема

• Важење у биолошким експериментима: Важење реагенаса и узорака у лабораторијама, моделула уз веома мали опсег (0,01 - 1 kg) задовољавају захтеве високе прецизности код гајења микроорганизама и дозирања хемијских реагенаса.

• Мерење силе у медицинској опреми: Мерење силе/тежине у опреми за рехабилитацију (као што су динамометри за шаку) и медицинске ваге (бебе ваге), са лаком конструкцијом од алуминијумског легуре за побољшање преносивости опреме, са прецизношћу до ±0,005%FS. 5. Паметни потрошачки електронски уређаји и IoT уређаји

• Паметни домаћински апарати: Откривање тежине веша у машина за прање веша и вагање корпа за зрна кафе у апаратима за прављење кафе, са микросензорима у уграђеној верзији који омогућавају интелигентну контролу опреме и побољшавају корисничко искуство.

• ИоТ крајње тачке: Мониторинг тежине на паметним полицама и паметним сандуцима за отпатке, са моделом ниског потрошње енергије који подржава НБ-ИоТ безжичну трансмисију, прилагођен сценаријима даљинског управљања преко ИоТ-а.

5. Начин употребе (практични водич)

1) Процес инсталирања

• Припрема: Очистите површину за инсталирање (уклоните масна мрље и буре), проверите изглед сензора (нема деформације тела греде и оштећења кабла) и одаберите одговарајуће монтажне вијке према опсегу (избегавајте коришћење високочврстих вијака за моделе од алуминијумске легуре).

• Позиционирање и фиксирање: Инсталирајте сензор хоризонтално на носећу површину, осигуравајући да оптерећење делује вертикално изнад тела греде (избегавајте бочни удар); употребите кључ за момент затезања приликом затезања вијака (5 - 10 N·m за моделе од алуминијумске легуре, 10 - 20 N·m за легуру челика), како би се спречило оштећење тела греде услед превеликог затезања.

• Спецификације жица: За аналогне сигнале, следите „црвени - напајање +, црни - напајање -, зелени - сигнал +, бели - сигнал -“; за дигиталне сигнале, повежите према дефиницији пина; избегавајте повлачење кабла приликом жичања за микромоделе, а препоручује се да оставите резерву од 5 cm дужине.

• Заштитна обрада: у влажној средини, затворити каблски прикључак водонепропусном траком; у хрански индустрији, након употребе одмах очистити површину сензора како би се избегла корозија услед остатака материјала.

2) Калибрација и подешавање

• Kalibracija na nulu: Uključite napajanje i zagrejte uređaj 10 minuta, pokrenite komandu „kalibracija na nulu“, osigurajte da je izlaz na nuli unutar ±0,001%NS, a ako je odstupanje previše veliko, proverite da li je površina postavljanja ravna.

• Калибрација оптерећења: поставити стандардну тежину еквивалентну 100% номиналног оптерећења (у сценаријима са малим опсегом користити стандардне тегове), уписати вредност излазног сигнала, исправити грешку преко мерача или софтвера и обезбедити да грешка буде ≤ дозвољеној вредности одговарајућег степена прецизности (C2 ниво ≤ ±0,01%FS).

• Test ekscentričnog opterećenja: Postavite istu tegovinu na različite pozicije na površini za prijem opterećenja senzora, posmatrajte konzistentnost očitanja, a odstupanje treba da bude ≤ ±0,02%NS, u suprotnom je potrebno podesiti horizontalnost montaže.

3) Редовно одржавање

• Редовна провера: Чистите површину сензора недељно, проверавајте да ли су жице ослобођене месечно; калибришите комерцијалне ваге свака три месеца, а лабораторијску опрему месечно.

• Опште рукување са грешкама: Када се подаци разликују, прво проверите напон напајања (стабилан на 5-24V DC, обично 5V за микро моделе); када је отчитавање неправилно, проверите претерето оптерећење (модели од алуминијумске легуре склони су трајном деформисању при прекомерном оптерећењу) и замените сензор ако је неопходно.

6. Метода избора (прецизно усклађивање захтева)

1) Određivanje osnovnih parametara

• Избор опсега: Изаберите модел са опсегом од 1,2-1,4 пута већим од стварне максималне тежине (на пример, за максимално мерење од 10кг, може се изабрати сензор од 12-14кг), а избегавајте превелики опсег у ситуацијама са малим оптерећењем како бисте спречили недовољну тачност.

• Класа тачности: Изаберите класу C1 (грешка ≤ ±0,005%ПО) за лабораторијске/медицине примене, класу C2 (грешка ≤ ±0,01%ПО) за индустријску метрологију и класу C3 (грешка ≤ ±0,02%ПО) за цивилне ваге.

• Тип сигнала: Изаберите аналогни сигнал (0-5V) за цивилне ваге, дигитални сигнал (I2C/RS485) за паметне уређаје и моделе са безжичним модулима за IoT примене.

2) Избор на основу прилагођености условима средине

• Температура: Изаберите обичне моделе за нормалне услове (-10°C~60°C), моделе отпорне на ниске температуре за сценаријуме хлађења на ниским температурама (-20°C~0°C) и моделе са компензацијом високе температуре за сценаријуме високих температура (60°C~80°C).

• Средине: Изаберите алуминијумску легуру за суве средине, нерђајући челик 304 за влажне/хранљиве индустрије и нерђајући челик 316L за средине са хемијском корозијом.

• Класа заштите: ≥IP65 за унутрашње суве средине, ≥IP67 за влажне/перене средине и ≥IP68 за подводне или високо корозивне средине.

3) Инсталација и компатибилност система

• Način instalacije: Izaberite ugradnju vijcima za vagu za radnu površinu, ugradnju u tela za pametne uređaje; prioritet su mikro modeli dužine ≤30 mm u situacijama ograničenog prostora.

• Kompatibilnost: Potvrdite da napon napajanja senzora i tip signala odgovaraju kontroleru i proverite definicije pina za mikro modele kako biste izbegli greške u priključivanju koje mogu dovesti do pregorevanja modula.

4) Потврђивање додатних захтева

• Захтеви за сертификате: Хранљива и фармацеутска индустрија захтевају FDA/GMP сертификате, метролошке примене захтевају CMC сертификате, а производи за извоз захтевају OIML сертификате.

• Специјалне функције: Изаберите моделе са временом одзива ≤3ms за брзо сортирање, IoT моделе са струјом у стању миру ≤10μA за сценарије са ниском потрошњом и интегрисане моделе без навоја и мртвих зона за хигијенске услове.

Резюме

Паралелни сноп оправе има кључне предности „мерење малог оптерећења са високом прецизношћу, раванска отпорност на ексцентрично оптерећење и једноставна интеграција“, што углавном решава проблеме као што су прецизно мерење у малим опсезима, ексцентрично оптерећење материјала и уграђивање опреме. Корисничко искуство је фокусирано на једноставну употребу, одржавање без бриге и контролисане трошкове. Приликом избора модела, неопходно је прво разјаснити четири кључна захтева: опсег, тачност, простор за инсталацију и радни услови, а затим доносити одлуку на основу компатибилности система и додатних функција; током употребе, треба избегавати прекорачење оптерећења и бочни удар, као и строго поштовати редовне калибрационе спецификације ради осигуравања дуготрајног стабилног рада. Погодан је за теразије за мерење малог оптерећења, аутоматизовану опрему, храну и фармацеутску индустрију итд., те представља оптимално сензорско решење за сценарије мерења у малим опсезима и на равним површинама.

Детаљни приказ

Параметри