Паралелни сензор за мерење масе CZL619EA

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 еластомерним језгром. Када су изложени дејству силе, савијање греде покреће отпорни чеп за деформацију тако што производи промену отпора, која се затим претвара у стандардизовани електрични сигнал. Кombинују предности као што су висока прецизност при малим оптерећењима, способност равног отпора бочном померању тежине и једноставна инсталација, те се широко користе у малим опсезима мерења тежине, меренима равне силе и уграђеним системима мерења. У наставку се детаљно објашњавају 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 структуру зрака (дебљина зрака 2 - 15 mm, дужина 20 - 150 mm), са равномерном расподелом напона концентрисаном у средњем делу зрака, која подржава силе под више угла у равни и изузетну способност против спољашњег оптерећења (може издржати планарна ексцентрична оптерећења од ±20% - ±30% номиналног оптерећења), без изражених мртвих тачака напона.

• Прецизне перформансе: Нивои тачности обухватају C1 - C3, са доминантним моделима који достигну C2. Грешка нелинеарности ≤ ±0,01%ПО, грешка поновљивости ≤ ±0,005%ПО, дрифт нуле ≤ ±0,002%ПО/℃, а перформансе тачности су боље од сличних сензора у сценаријима малог опсега од 0,1 kg - 500 kg.

•Материјали и заштита: Еластомери се углавном израђују од алуминијумског легуре (за лаке сценарије), легираног челика (за опште индустријске сценарије) или нерђајућег челика 304/316L (за корозивне сценарије), са површинским обрадама анодизацијом, никалирањем или пасивацијом; нивои заштите су уобичајено IP65/IP67, док модел за хранску индустрију може достићи IP68, погодан за разне комплексне услове.

• Компатибилност инсталације: На дну су обезбеђена стандардизована увртна места (навојна или глатка отвора) која омогућавају причвршћивање вијцима или лепљењем. Неки микро модели могу се уграђивати утапањем, што је погодно за тесне просторе инсталације апарата за ваљке на радној површини и аутоматизоване опреме, а појединачна јединица може задовољити захтеве раванског мерења масе.

Основне функције

• Мерење силе на малом оптерећењу: Фокусира се на статичко/квазидинамично мерење малог оптерећења (време одзива ≤ 4ms), са опсегом од 0,1kg до 500kg, а типичне примене су у опсегу од 1kg до 200kg. Микро модели могу постићи ултра-мали опсег мерења од 0,01kg.

• Више врста излаза сигнала: Обезбеђује аналогне сигнале (4 - 20mA, 0 - 3V, 0 - 5V) и дигиталне сигнале (RS485/Modbus RTU, I2C). Микро интелигентни модели интегришу модуле за кондиционисање 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 прекотерета (150% - 200% номиналног оптерећења, обично 150% за моделе од алуминијумске легуре), а неки модели укључују структуре за противударну заштиту.

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

2. Основни проблеми који су решени

• Недовољна прецизност у ситуацијама малог оптерећења: Решавање проблема превелике грешке традиционалних сензора у сценаријима малог опсега испод 10кг, кроз оптимизовани дизајн напона зрака, грешка мерења је контролисана у оквиру ±0,005%ФС, чиме се решавају проблеми код мерљивости хране, бројања лекова и других примене са високим захтевима за прецизношћу.

• 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: Компактна конструкција и флексибилни метод инсталације задовољавају захтеве за уграђеном инсталацијом аутоматизоване опреме и паметних кућних апарата, без потребе за изменама главне конструкције опреме, чиме се смањују трошкови интеграције.

• 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 задовољити захтеве за раванским вагањем, чиме се елиминише потреба за више комбинација. У међувремену, материјал од алуминијумске легуре смањује тежину и трошак производа, чиме се решава проблем контроле трошкова код малих вага и потрошачке електронике.

3. Korisničko iskustvo

• Крајње поједностављена инсталација: Стандардизовани отвори за причвршћивање и референтне површине за позиционирање елиминишу потребу за професионалним калибрационим алатима. Инсталација се може завршити обичним одвртачем, са ниским захтевима за равноћу (≤0,1 mm/m), а једна особа може завршити подешавање у року од 10 минута.

• Низак степен захтеваности за рад: Подржава једнотастерско нулирање и калибрацију у једној тачки за мерне инструменте (потребна је само стандардна тежина од 100% номиналног оптерећења). Дигитални модели се брзо калибришу помоћу рачунарског софтвера, што омогућава лаку употребу и за непрофесионалце.

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

• Тачна повратна информација о подацима: Статичке мерење флуктуација података ≤±0,003%ФС, без хистерезе у квази-динамичким ситуацијама. Дигитални модели долазе са функцијом компензације померања нуле, што елиминише потребу за честом калибрацијом и осигурава високу стабилност података.

• 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 курирске услуге: опрема за мерење тежине од 1-50кг, направљена од нерђајућег челика за лакше чишћење и отпорност на запрљање. Защитни степен ИП67 погодан је за влажне и прашњаве услове на курирским објектима, подржава брзо и континуирано мерење.

• 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: машине за сортирање по тежини у индустрији хране и феруларе, инсталиране испод транспортне траке за сортирање, детектују тежину производа у реалном времену и повезане су са механизмом за сортирање, са тачношћу сортирања до ±0,1г.

• Откривање материјала на тракама за састављање: Откривање недостатка материјала на тракама за састављање електронских компоненти, утврђивање да ли материјали недостају преко мерења тежине (нпр. састављање батерије мобилног телефона), са временом реакције ≤4мс погодним за брзе линије производње.

• Квантитативна контрола машина за паковање: квантитативно мерење за машине за паковање мале честице/прашка, са моделима тачности C2 који осигуравају грешку у тежини по врећици ≤ ±0,2%, у складу са метролошким стандардима.

3) Храна и фармацеутска индустрија

• Vaganje farmaceutskih sastojaka: Vaganje sirovina u malim dozama (0,1 - 10 kg) u farmaceutskoj industriji, izrađeno od nerđajućeg čelika 316L + certifikovano prema GMP standardu, sa polirisanom površinom bez mrtvih uglova za lakšu dezinfekciju i sterilizaciju, tačnost ≤ ±0,01%NS.

• 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, моделу са врло малим опсегом (0,01 - 1kg) могу задовољити захтеве високе прецизности за гајење микроба и дозирање хемијских реагенаса.

• Merenje sile u medicinskoj opremi: Merenje sile/mase u opremi za rehabilitaciju (npr. dinamometri za šaku) i medicinskim vagama (vage za bebe), sa laganim dizajnom od aluminijumskog legura za poboljšanje prenosivosti opreme, tačnost do ±0,005%NS.

5) Интелигентна потрошачка електроника 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.

• IoT крајње тачке: Мониторинг тежине паметних полица и паметних сандука за отпатке, са моделом ниског потрошње енергије који подржава безжичну трансмисију NB-IoT, погодан за сценарије даљинског управљања преко IoT-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: Хоризонтално инсталирајте сензор на површину која преноси оптерећење, осигуравајући да оптерећење делује вертикално изнад тела греде (избегавајте бочни удар); користите кључ за момент затезања за причвршћивање вијака (5 - 10 N·m за моделе од алуминијумског легуре, 10 - 20 N·m за легуре челика), како бисте спречили оштећење тела греде услед превеликог затезања.

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

• Заштитна обрада: У влажној средини, затворите каблски конектор водонепропусном траком; у хранском индустрији, након употребе очистите површину сензора како бисте спречили корозију од 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.

• Калибрисање оптерећења: Поставите стандардну тежину која одговара 100% номиналног оптерећења (у сценаријима са малим опсегом користите стандардне тежине), запишите вредност излазног сигнала, исправите грешку преко мерача или софтвера и обезбедите да грешка буде ≤ дозвољеној вредности одговарајућег нивоа тачности (C2 ниво ≤ ±0,01%FS).

• Тест ексцентричног оптерећења: Ставите исту тежину на различите позиције на површини за пренос оптерећења сензора, посматрајте конзистентност мерења, а одступање треба да буде ≤ ±0,02% FS, у супротном мора се подесити ниво инсталације.

3) Dnevno održavanje

• Редовна провера: Чистите површину сензора сваке недеље, проверавајте да ли су жице ослобођене сваког месеца; калибришите вагу у супермаркету свака три месеца, а опрему у лабораторији сваког месеца.

• Опслуживање кварова: Када се подаци померају, прво проверите напон напајања (стабилан на 5–24V једносмерне струје, обично 5V за микромоделе); када је читање неправилно, проверите да ли је дошло до прекорачења оптерећења (модели од алуминијумске легуре склони су трајној деформацији услед прекорачења), и замените сензор ако је неопходно.

6. Метода избора (прецизно усклађивање захтева)

1) Утврђивање основних параметара

• Избор опсега: Изаберите у складу са 1,2-1 пута стварном максималном тежином (на пример, при максималној тежини од 10кг, сензор може бити 12-14кг), како бисте избегли недовољну тачност услед превеликог опсега у ситуацијама малог оптерећења.

• Ниво тачности: За лабораторијске/медицине примене бира се ниво C1 (грешка ≤ ± 0,005% ПВ), за индустријску метрологију ниво C2 (грешка ≤ ± 0,01% ПВ), а за грађанске ваге ниво C3 (грешка ≤ ± 0,02% ПВ).

• Тип сигнала: Грађански мерни уређаји користе аналогни сигнал (0-5V), интелигентни уређаји дигитални сигнал (I2C/RS485), а у IoT сценаријима бирају се модели са безжичним модулима.

2) Избор према прилагодљивости условима околине

• Температура: За редовне услове (-10 ℃~ 60 ℃) бира се стандардни модел; за сценарије ниских температура (-20 ℃~ 0 ℃) бира се отпорни на ниске температуре модел; за високе температуре (60 ℃~ 80 ℃) бира се тип са компензацијом високе температуре.

• Медијум: За суве услове, изаберите алуминијумску легуру; за влажне/хрански индустрију, изаберите нерђајући челик 304; за хемијски корозивне услове, изаберите нерђајући челик 316L.

• Ниво заштите: За унутрашње суве услове, ≥ IP65; за влажне/перионице услове, ≥ IP67; за подводне или високо корозивне услове, ≥ IP68.

3) Инсталација и компатибилност система

•Метода инсталације: За табларне ваге, изаберите утврђивање вијком; за паметне уређаје, изаберите уграђену инсталацију; за сценарије са ограниченим простором, предност имају микро модели дужине ≤ 30 mm.

• Компатибилност: Потврдите да напон напајања и тип сигнала сензора одговарају контролеру. За микро моделе, проверите дефиницију пина како бисте избегли грешке у жичанju и оштећење модула.

4) Potvrda dodatnih zahteva

• Захтеви за сертификацију: FDA/GMP сертификација је обавезна за храну и фармацеутску индустрију, CMC сертификација је обавезна за мерне сценарије, а OIML сертификација је обавезна за извозне производе.

• Специјалне функције: За сортирање у великим брзинама, одаберите модел са временом одзива ≤ 3ms; за сценарије са ниском потрошњом енергије, одаберите IoT модел са струјом мирувања ≤ 10μA; за хигијенске сценарије, одаберите интегрисани модел без навоја или мртвих простора.

Резюме

Сензор за мерење паралелне греде има кључне предности „мерење малог оптерећења са високом прецизношћу, равна конструкција отпорна на бочна оптерећења и једноставна интеграција“. Основно решење је уклањање проблема као што су прецизно мерење на малим опсезима, бочна расподела терета и уграђивање опреме. Корисничко искуство фокусирано је на једноставну употребу, одржавање без бриге и контролисане трошкове. Приликом избора, приоритет треба дати четири кључна захтева: опсег, тачност, простор за инсталирање и радни услови, а затим узети у обзир и компатибилност система и додатне функције. Током употребе, потребно је избегавати прекорачење оптерећења и бочни удар, а ради осигуравања дуготрајног стабилног рада неопходно је строго поштовати редовне калибрационе прописе. Погодан је за инструменте за мерење малог оптерећења, опрему за аутоматизацију, храну, лекове и друга подручја, те представља оптимално сензорско решење за сценарије мерења на малим опсезима и равним површинама.

Детаљни приказ

Параметри