Čelični mikro senzor CZL902

Увођење производа

Микро ћелије за оптерећење су минијатурни елементи за мерење тежине развијени на основу ефекта деформације. Њихово језгро претвара сигнале тежине у мерљиве електричне сигнале кроз микросензитивне структуре (као што су еластомери са тензометарским отпорницима). Њихова запремина је обично ограничена у опсегу од неколико кубних центиметара до неколико десетина кубних центиметара, са опсезима мерења који обухватају грамове до килограма, комбинујући двоструке предности „мале величине“ и „високе прецизности“. Као кључни елемент за мерење тежине у ситуацијама са малом тежином и у ограниченим просторима, широко се користе у областима као што су медицинска опрема, потрошачка електроника, интелигентна опрема и научна истраживања и тестирања, те представљају кључну основу за имплементацију сензирања тежине у микро-уређајима.

1. Основне карактеристике и функције

1) Минијатурне основне карактеристике

• Екстремно мала запремина и мала тежина: Редовни размери се крећу од 5мм×5мм×2мм до 30мм×20мм×10мм, а неки прилагођени модели могу бити смањени на ниво милиметара, са тежином од само 0,1г~5г, омогућавајући лако уграђивање у ограничене просторе као што су паметни часовници и микропумпе, без утицаја на општи структурни дизајн уређаја.

• Компактан конструктивни дизајн: Већина модела користи интегрисано паковање, комбинујући осетљиве елементе и кола за кондиционирање сигнала у микроскупу кућишту. Неки модели подржавају танке и лагане формате инсталације, као што су површинска монтажа и тип са изводима, погодне за директно лемљење или фиксацију кликом на PCB платама.

2) Предности у перформансама мерења тежине

• Прецизно мерење у широком опсегу: Опсег мерења обухвата 0,1г~50кг, са основном тачношћу мерења ±0,01%ФС~±0,1%ФС и резолуцијом до 0,001г, способан да испуни захтеве како за мерење узорака на нивоу микрограма у лабораторијама, тако и за надзор тежине на нивоу грама у потрошачкој електроници.

• Брз динамички одговор: Време одзива је ≤10ms, омогућавајући тренутно утврђивање тренутних промена тежине, као што је брзо мерење мале тежине на линијама аутоматске сортирања и надзор тежине капања код медицинског инфузирања, чиме се избегавају одступања у мерењу услед кашњења сигнала.

• Стабилна отпорност на интерференције: Уграђени модул компензације температуре (прилагођен радном окружењу од -10℃ до 60℃) који негира утицај флуктуација температуре околине; користи диференцијални излаз сигнала или електромагнетну заштиту како би се одбила електромагнетна интерференција из унутрашњих кола уређаја, осигуравајући стабилност података.

3) Функције интеграције и прилагођавања

• Прилагођавање више сигнала на излазу: Подржава аналогне сигнале (0-5V, 4-20mA) и дигиталне сигнале (I2C, SPI, UART) на излазу и може бити директно повезан са микроконтролерима као што су MCU, микропроцесори и мали ПЛК-ови, без потребе за додатним модулима појачања сигнала.

• Компатибилност материјала и средстава: Осетљиви елементи најčeшће користе нерђајући челик 316L, титанијумску легуру или инжењерске пластике, а кућиште је обрађено антикорозивном заштитом, погодно за различите медијуме за мерење као што су медицинска телесна течност, сировине за храну и електронски компоненти, чиме се спречава контаминација или корозија.

• Карактеристике ниског потрошње енергије: Потрошња у статичком режиму је ≤10mA, а у спавајућем режиму може бити ниска колико и 10μA, погодно за уређаје на батерије (као што су ручне ваге и паметни носиви уређаји) како би се продужило време рада батерије.

2. Кључни проблеми у индустрији који су решени
У ситуацијама мерења мале тежине и минијатурних уређаја, традиционални сензори оптерећења (као што су сензори за платформске ваге и индустријски модули за мерење) имају проблеме као што су „превелике димензије, висока потрошња енергије, недовољна прецизност и тешкоће у интеграцији“. Минијатурни сензори оптерећења специфично решавају следеће основне проблеме:
• Препреке интеграције у минијатурним уређајима: Решава проблем да се традиционални сензори не могу уграђивати у мала уређаје, као што је функција праћења телесне тежине код паметних наруквица и контрола тежине течног лека код миниатурних медицинских пумпи, и испуњава двоструке захтеве „функције мерења тежине + минијатурезације“ уређаја кроз дизајн мале величине.
• Тешкоће у високотачном мерењу при малим оптерећењима : Решава проблем недовољне тачности традиционалних сензора при мерењу на нивоу грама и милиграма, као што је мерење занемарљиво малих узорака у лабораторијама и детекција тежине извода електронских компоненти, обезбеђујући поузподљиве податке за прецизну производњу и научна истраживања.
• Проблеми потрошње енергије у преносним уређајима: Решава проблем кратког века трајања батерије услед високе потрошње енергије традиционалних сензора, као што су алати за мерење тежине преносних пошиљака и уређаји за мерење узорака у терену, чије ниске потрошње продужују време рада на једно пуњење.
• Ограничења усложњеног простора за инсталацију: Испуњавање захтева за ваљањем у уским и посебно структуираним просторима, као што је ваљање унутрашњих компоненти аутоматизоване опреме и праћење тежине течности у цевоводима, пробијање ограничења простора помоћу лепак-тип и уграђене инсталације.
• Проблеми компатибилности сигнала у више сценарија: Решавање проблема неусаглашености сигнала традиционалних сензора са сигналима минијатурних контролних јединица. Модели са излазом дигиталног сигнала могу се директно повезати са микроконтролерима и MCU-има, смањујући комплексност пројектовања кола у малим уређајима и смањујући трошкове истраживања и развоја.

3. Истакнути аспекти корисничког искуства
•Висок степен интеграционе прикладности: Стандардизована распоред пина и димензије паковања омогућавају директно лемљење или брзо причвршћивање на PCB плоче, елиминишући потребу за сложеним механичким структурама и смањујући време интеграције на мање од 30 минута, значајно побољшавајући ефикасност производње опреме.
• Једноставна операција отклањања грешака: Модели дигиталног сигнала подржавају калибрацију нулте тачке и опсега једним тастером преко наредби, док аналогни модели имају изузетну линеарност, што захтева само једноставно отклањање грешака у колу како би се ставили у употребу, чиме се смањује техничка прага за истраживачко-развојно особље.
•Јака стабилност у употреби: Компензација температуре и дизајн за спречавање интерференције осигуравају да дрифт података буде ≤±0,05%FS/година, чиме се елиминише потреба за честом калибрацијом у преносним и уграђеним сценаријима и смањује пост-одржавање.
•Флексибилан и разноврстан избор модела: Постоји велики избор модела са различитим опсезима, типовима сигнала и методама инсталације, што омогућава директан избор на основу величине опреме, напона напајања и захтева за тачношћу. Неки произвођачи подржавају производњу малих серија по наруџбини ради задовољавања персонализованих потреба.
•Разумна контрола трошкова: Трошкови по јединици могу се контролисати између десетина и стотине јуана приликом набавке већих количина, при чему су трошкови смањени за више од 50% у поређењу са прилагођеним минијатурним системима за сензинг; истовремено, карактеристике ниског потрошњачког режима смањују укупне трошкове потрошње енергије опреме.

4. Типични сценарији коришћења
1) Здравствена заштита
• Уређаји за надзор инфузије: уграђени у пумпе за инфузију, прате реално време измене тежине лековите течности, израчунавају брзину инфузије и активирају аларм када се течност готово потпуно исцедила, чиме се избегавају ризици празних боца, на пример прецизна контрола инфузије у јединицама интензивне неге.
• Опрема за рехабилитацију и негу: користи се у интелигентним скалама за рехабилитацију и модулама за детекцију тежине протеза, на пример праћење промена тежине током рехабилитационих вежби код старијих особа или обезбеђивање филтера силе за протезе, чиме се побољшава безбедност рехабилитације.
• Лабораторска медицинска опрема: У микропипетама и биохемијским анализаторима, они мере тежину реагенаса или узорака како би осигурали тачност додавања узорака, на пример мерење микроузорака реагенса за тестове на КОВИД-19.
2) Потрошачка електроника и паметни носиви уређаји
• Паметни носиви уређаји: Уграђени у паметне наручнице и паметне часовнике, омогућавају индиректно мерење телесне тежине и садржаја масти у телу или прате силу која делује током вежбања, на пример анализирају тежину стопала приликом слетања током трчања.
• Уређаји за паметне куће: Користе се за мерење сировина у паметним кухињским вагама и апаратима за кафу, на пример прецизно мерење кафе у праху ради контроле концентрације варила; или праћење испуњености паметних сандука за отпатке (на основу процене капацитета отпада преко тежине).
• Prenosivi vagalni alati: kao što su mini ekspres vage i vage za prtljag, sa kompaktnom konstrukcijom i niskom potrošnjom energije, praktični su za nošenje i omogućavaju korisnicima da u stvarnom vremenu mere težinu predmeta.
3) Industrijska automatizacija i mikro proizvodnja
• Proizvodnja elektronskih komponenti: na SMT linijama za postavljanje komponenti, kontrolišu težinu komponenti kao što su čipovi i otpornici kako bi eliminisali defektne proizvode; ili u pakovanju poluprovodnika, mere težinu enkapsulacionog koloida kako bi osigurali kvalitet pakovanja.
• Oprema za mikro automatizaciju: koristi se u završnim delovima mikro robotskih sistema za skladanje kako bi osetili težinu uhvaćenih delova i utvrdili da li je hvatanje uspešno, na primer merenje i detekcija tokom skladanja modula kamere za mobilne telefone.
• Oprema za kontrolu protoka tečnosti: Ugrađena u mikro dozirne pumpe i ubrizgivače goriva, prati količinu isporučene tečnosti putem mase, na primer merenjem mikro količina goriva u sistemima za ubrizgavanje kako bi se osigurala efikasnost sagorevanja.
4) Naučna istraživanja i testiranje
• Istraživanje nauke o materijalima: Meri masu malih uzoraka materijala (kao što su nanomaterijali i tanki filmovi) ili promenu mase materijala tokom istezanja i sabijanja, obezbeđujući podatke za analizu performansi.
• Oprema za monitoring životne sredine: U mikro uređajima za kontrolu kvaliteta vode i uređajima za uzorkovanje vazduha, meri masu prikupljenih uzoraka kako bi se izračunala koncentracija zagađivača, na primer analiza mase nakon uzorkovanja čestica u atmosferi.
5) Logistika i maloprodaja
• Микро системи за сортирање: На крају аутоматизоване линије за брзо сортирање, они мере тежину малих пакета како би их класификовали према маси; или на шалтерима за самообслуживање у супермаркетима без послуге, идентификују производе мерењем тежине (у комбинацији са базом података о тежини).
• Ретаил ваге: Као што су ваге за накит и драгоцене метала, које се користе за прецизно мерење драгоцених ствари као што су злато и дијаманти, са малим форм-фактором који се може поставити на шалтер не заузимајући превише простора.

Резюме

Mikro ćelije za mjerenje opterećenja, čija je ključna konkurentnost u „malim dimenzijama, visokoj preciznosti i niskoj potrošnji energije“, prekinule su ograničenja tradicionalnih uređaja za vaganje u pogledu prostora i raspona, tačno zadovoljavajući zahtjeve za vaganjem malih tereta u oblastima poput medicine, potrošačke elektronike i mikro proizvodnje. Njihov prikladan način integracije, stabilan rad i racionalna kontrola troškova ne samo da pokreću funkcionalnu nadogradnju mikrouređaja, već pružaju i pouzdanu podršku različitim industrijama u ostvarenju „preciznosti, minijaturizacije i inteligencije“ kod vaganja, postajući neophodan i važan segment moderne senzorske tehnologije.

Детаљни приказ

Параметри