Паралелни сензор за мерење тежине CZL629

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 2-15мм, дужина 20-150мм), са равномерном расподелом напона концентрисаном у средњем делу зрака, која подржава силе под више угла у равни и изузетну способност против дејства ексцентричних оптерећења (може да издржи раванска ексцентрична оптерећења од ±20% до ±30% номиналног оптерећења), без изражених мртвих 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: Еластомер обично користи алуминијумску легуру (за лаке услове), легиран челик (за опште индустријске услове) или нерђајући челик 304/316L (за корозивне услове), са површином која је обрађена анодизацијом, никалисањем или пасивизацијом; ниво заштите је уобичајено IP65/IP67, док модели за храну могу достићи IP68, погодан за разне комплексне средине.

• Компатибилност инсталације: На доњој страни су стандардизоване монтажне рупе (навојне рупе или глатке рупе), што омогућава фиксацију вијцима или лепљењем. Неки минијатурни модели могу бити уграђени, погодни за уске просторе за монтажу на апаратима за мерење тежине и аутоматизовану опрему, а једна јединица може задовољити захтеве за мерење тежине на равним површинама.

Основне функције

• Мерење силе на малом оптерећењу: Фокусира се на статичко/квазидинамичко мерење мале тежине (време одзива ≤4ms), са опсегом од 0,1kg до 500kg, а типичне примене су у опсегу од 1kg до 200kg. Минијатурни модели могу постићи 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). 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 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.

• 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: 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 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. 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: 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 отказа ≤0,2%; модел од легуре алуминијума је лаган (минимално само 5 г), лак за замену и не захтева демонтажу великих конструкција током одржавања.

•Тачна повратна информација о подацима: Статичка флуктуација података мерења ≤±0,003%ПО, без хистерезе у квази-динамичким сценаријима; дигитални модели долазе са функцијом компензације нулте дрифтне, што елиминише потребу за честом калибрацијом, са високом стабилношћу података.

• Добра прилагодљивост интеграцији: Микро модел је малих димензија (минималне димензије 20мм×10мм×5мм), може бити уграђен у паметне уређаје без утицаја на дизајн изгледа уређаја; излаз сигнала је компатибилан са доминантним малим контролерима, једноставна уградња и коришћење.

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.

• Електронске ваге за брзу испоруку: Опрема за мерење тежине од 1-50кг за брзу испоруку, направљена од нерђајућег челика за лакше чишћење и отпорност на запрљање, са степеном заштите IP67 погодним за влажне и прашњаве услове на местима брзе испоруке, подржава 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

• 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.

• 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 IoT уређаји

• Паметни кућни апарати: Откривање тежине веша у машина за прање веша и мерење тежине посуда за зрна кафе у апаратима за прављење кафе, са микросензорима у уграђеној верзији који омогућавају паметну контролу опреме и побољшавају 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. Упутства за употребу (практични водич)

1) Процес инсталирања

• Припрема: Очистите површину за инсталацију (уклоните масна мрље и бртове), проверите изглед сензора (нема деформације тела греде и оштећења кабла), одаберите одговарајуће монтажне вијке у зависности од опсега (избегавајте употребу високочврстих вијака за моделе од алуминијумског легура).

• 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, zapečatite konektor kabla vodootpornom trakom i odmah očistite površinu senzora nakon upotrebe u prehrambenoj industriji kako biste izbegli koroziju usled ostataka materijala.

2) Калибрисање и испитивање

• 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: Stavite standardnu tegovinu ekvivalentnu 100% naznačenog opterećenja (za scenarije sa malim opsegom koristite standardne utege), zabeležite vrednost izlaznog signala, ispravite grešku putem mernog instrumenta ili softvera i osigurajte da greška bude ≤ dozvoljenoj vrednosti odgovarajućeg stepena tačnosti (C2 klasa ≤ ±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) Дневно одржавање

• 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) Одабир према прилагођености условима средине

• 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) Потврђивање додатних захтева

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

• Специјалне функције: За високобрзинско сортирање, одаберите модел са временом одзива ≤ 3ms; за сценарије са ниском потрошњом, одаберите IoT модел са струјом мирувања ≤ 10μA; за хигијенске услове, 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