Паралелни сензор за мерење масе CZL628

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 отпорника, што доводи до промене отпора, која се затим претвара у стандардизоване електричне сигнале. Кombinују предности као што су висока прецизност при малим оптерећењима, способност против дејства ексцентричних оптерећења и једноставна инсталација, те се широко користе у мерењу малих опсега, мерењу раванских сила и уграђеним системима мерења. Даље детаље су приказани кроз 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 углова у равни, изузетну способност против оптерећења ван центра (може да поднесе планарна оптерећења ван центра од ±20% - ±30% номиналног оптерећења) и нема очигледних мртвих тачака напона.

• Прецизне перформансе: Нивои прецизности обухватају C1 - C3, са доминантним моделима који достигну C2. Грешка нелинеарности ≤ ±0,01%ГВ, грешка репетитивности ≤ ±0,005%ГВ, дрифт нуле ≤ ±0,002%ГВ/°C, и боље перформансе прецизности у односу на сличне сензоре у сценаријима малих опсега од 0,1kg - 500kg.

•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 површинском обрадом анодизацијом, никловањем или пасивирањем; нивои заштите су типично IP65/IP67, док хрански модели могу достигнути IP68, погодни за разне комплексне средине.

•Компатибилност инсталације: На дну се налазе стандардизоване монтажне рупе (навојне или глатке рупе), које омогућавају фиксацију вијцима или лепљењем. Неки минијатурни модели могу се уграђивати, погодни за уске просторе за монтажу на апаратима за мерење масе на сто или аутоматизовану опрему, а једна јединица може задовољити захтеве за мерење у равни.

Основне функције

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

• Више типова излазних 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: Укључује компензацију температуре у широком опсегу (-10°C ~ 70°C), има заштиту од прековлагаћења (150% - 200% номиналног оптерећења, обично 150% за моделе од легуре алуминијума), а неки модели укључују структуре за спречавање удара.

• 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: Усмерено ка проблему прекомерне грешке традиционалних сензора у сценаријима са малим опсегом испод 10кг, кроз оптимизовани дизајн напона греде, грешка мерења је контролисана у оквиру ±0,005%ПО, чиме се решавају проблеми прецизних захтева као што су мерење хране, бројање лекова и друго.

•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.

• Тешкоће приликом интегрисане инсталације опреме : Компактна структура и флексибилан метод инсталације задовољавају захтеве за уграђивањем у аутоматизовану опрему и паметне кућне апликације, без потребе за изменама главне конструкције опреме, чиме се смањују трошкови интеграције.

• Слаба прилагодљивост на више средина: Kroz unapređenje materijala i nivoa zaštite, rešavaju se problemi poput oštećenja senzora i odstupanja signala u uslovima vlažnosti (npr. merenje u akvakulturi), korozije (npr. merenje hemijskih reagensa) i prašine (npr. prerada brašna).

• 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, а инсталација се може извршити обичним одвртачем. Захрана равнине је ниска (≤0,1 mm/m), а тестирани процес може завршити једна особа 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 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: Статички подаци мерења флуктуације ≤±0,003%ГР, без хистерезе у квазидинамичким сценаријима. Дигитални модели долазе са уграђеном компензацијом нулте дрифтне функције, што елиминише потребу за учесталим калибрацијама и осигурава високу стабилност података.

• Добра прилагодљивост интеграцији: Микро модел је малих димензија (минималне димензије 20mm×10mm×5mm), може бити уграђен у паметне уређаје без утицаја на дизајн изгледа уређаја. Излазни сигнал је компатибилан са уобичајеним малим контролерима, плуг-ен-плеј.

4. Типичне примене

1) Грађанске и комерцијалне лаке ваге за мерење

• 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.

• Експрес теразије: Опрема за мерење тежине од 1-50kg, направљена од нерђајућег челика за отпорност на прљављење и лако чишћење. Защита нивоа IP67 погодна је за влажне и прашњаве услове на експрес поштамски станицама, омогућава брзо и континуирано мерење.

• Кухињске ваге/ваге за пециво: Високопрецизне кухињске ваге 0,01-5кг, са сензорима микропаралелне греде које остварују прецизност на нивоу милиграма. Излаз дигиталног сигнала компатибилан је са дисплејима високе резолуције, задовољавајући захтеве за тачним дозирањем састојака.

2) Опрема за индустријску аутоматизацију

• Аутоматска опрема за сортирање: Сортери по тежини у индустрији хране и алата, инсталирани испод транспортне траке за сортирање, детектују тежину производа у реалном времену и повезани 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

• Мерење фармацеутских састојака: мерење сировина мале дозе (0,1 - 10kg) у фармацеутској индустрији, са материјалом од нерђајућег челика 316L + GMP сертификацијом, полирана површина без мртвих тачака за лаку дезинфекцију и стерилизацију, тачност ≤ ±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, моделу са врло малим опсегом (0,01 - 1kg) могу задовољити захтеве високе прецизности за гајење микроба и дозирање хемијских реагенаса.

• Мерење силе у медицинској опреми: Мерење силе/масе у опреми за рехабилитацију (као што су динамометри за шаку) и медицинске ваге (ваге за бебе), са дизајном од лаког алуминијумског легурa за побољшање преносивости опреме, тачност до ±0,005%FS.

5) Паметна потрошачка електроника и ИоТ уређаји

• Паметни домаћи апарати: Детекција тежине веша у веш-машинама, мерење тежине резервоара за зрна кафе у апаратима за кафу, уградњом малих сензора омогућава се интелигентна контрола опреме и побољшано корисничко искуство.

• IoT крајње тачке: Мониторинг тежине на паметним полицама и паметним сандучићима за отпатке, моделу са ниском потрошњом енергије који подржавају безжичну трансмисију NB-IoT, погодни за сценарије даљинског управљања преко IoT-а.

5. Начин употребе (практични водич)

1) Процес инсталирања

• Припрема: Очистите површину за монтажу (уклоните масне мрље и буре), проверите изглед сензора (није деформисано тело греде, кабл није оштећен), одаберите одговарајуће монтажне вијке према опсегу (избегавајте коришћење високочврстих вијака за моделе од алуминијумске легуре).

• Позиционирање и фиксирање: Хоризонтално инсталирајте сензор на носећу површину, осигурајте да оптерећење делује вертикално изнад тела греде (избегавајте бочни утицај); употребите кључ за момент затезања за затезање вијака (5 - 10 N·m за моделе од алуминијумског легура, 10 - 20 N·m за легурани челик), спречите превише затезање које може оштетити тело греде.

• 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 жижења за микромоделе, препоручује се да оставите 5 cm додатне дужине.

• Zaštitna obrada: U vlažnoj sredini, priključak kabla zapečatite vodootpornom trakom, a u prehrambenoj industriji čistite površinu senzora na vreme nakon upotrebe kako biste izbegli koroziju usled ostataka materijala.

2) Калибрација и подешавање

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

• Kalibracija opterećenja: Postavite standardnu težinu od 100% nazivnog opterećenja (za scenarije malog opsega koristite standardne utege), zabeležite vrednost izlaznog signala, ispravite grešku putem indikatora ili softvera, osigurajte da greška ≤ dopuštenoj vrednosti odgovarajućeg stepena tačnosti (C2 nivo ≤ ±0,01%NS).

• Тест ексцентричног оптерећења: Поставите исту тежину на различите позиције на носећој површини сензора, пратите конзистентност мерења, одступање треба да буде ≤ ±0,02% ПО, 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

• Начин инсталације: За таблете-ваге, изаберите причвршћивање вијком; за паметне уређаје, изаберите уграђену инсталацију; за ситуације са ограниченом простором, предност имају микро модели дужине ≤ 30мм.

• 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, и

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