Čelični mikro senzor CZL913EC

Увођење производа

Микро ћелије за оптерећење су минијатурне компоненте за мерење тежине развијене на основу ефекта истезања. Њихово језгро претвара сигнале тежине у мерљиве електричне сигнале кроз микросензитивне структуре (као што су еластомери са тензометарским отпорима). Њихова запремина је обично ограничена на опсег од неколико кубних центиметара до неколико десетина кубних центиметара, са опсегом мерења који обухвата граме до килограме, комбинујући двоструке предности „мале величине“ и „високе прецизности“. Као кључни елемент за мерење тежине у условима малих оптерећења и ограничених простора, широко се користе у областима као што су медицинска опрема, потрошачка електроника, интелигентна опрема и научна истраживања и тестирања, и представљају кључну основу за остваривање сензирања тежине у микро уређајима.

1. Основне карактеристике и функције

1) Минијатурне основне карактеристике

• Ултра-мала запремина и мала тежина: Конвенционалне димензије 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 лаку интеграцију у просторе ограниченог простора као што су паметни часовници и микропумпе, без утицаја на општи структурни дизајн уређаја.

• Компактан конструктивни дизајн: Већина користи интегрисано паковање, комбинујући осетљиве елементе и кола за кондиционирање сигнала у микроскупи кућишту. Неки модели подржавају облике лаке инсталације, као што су површински монтажни и оловни типови, погодни за директно лемљење или фиксацију кликом на PCB плате.

2) Предности у перформансама мерења тежине

• Прецизно мерење у широком опсегу: Опсези мерења покривају 0,1г~50кг, са основном тачношћу мерења која достиже ±0,01%НВ~±0,1%НВ, а резолуција до 0,001г, способна 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: Vreme odziva ≤10 ms, sposobno za trenutno hvatanje promena u težini, kao što je visokobrzinsko merenje lake mase na automatskim sortnim linijama i nadzor težine kapi pri medicinskoj infuziji, izbegavajući odstupanja u merenju uzrokovana kašnjenjem signala.

• Стабилна отпорност на интерференције: Ugrađeni modul kompenzacije temperature (prilagođen radnoj temperaturi od -10°C do 60°C) poništava uticaj fluktuacija spoljašnje temperature; koristi diferencijalni izlaz signala ili elektromagnetsko ekraniranje kako bi se suprostavio elektromagnetskom smetanju iz unutrašnjih kola uređaja, osiguravajući stabilnost podataka.

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: Osetljivi elementi uglavnom koriste nerđajući čelik 316L, titan leguru ili inženjerske plastike, a kućište je otporno na koroziju, pogodno za različite sredine za merenje kao što su medicinski telesni fluidi, sirovine za hranu i elektronski komponenti, izbegavajući kontaminaciju ili oštećenje usled korozije.

• Карактеристике ниског потрошње енергије: Статичка потрошња струје ≤10mA, а у спавајућем режиму може бити чак и ниска као 10μA, погодна за уређаје на батерије (као што су рукавне ваге и паметни носиви уређаји), продужавајући век трајања батерије.

2. Решена кључна питања индустрије

У ситуацијама лаког оптерећења и минијатурног мерења масе, традиционални сензори оптерећења (као што су сензори платформских вага и индустријски модули за мерење масе) имају проблеме као што су „превелике величине, висока потрошња енергије, недовољна тачност и тешкоће при интеграцији“. Минијатурни сензори оптерећења специфично решавају следећа кључна питања:

• Препреке при интеграцији у минијатурне уређаје: Решава проблем да се традиционални сензори не могу уграђивати у мале уређаје, као што је функција праћења телесне тежине код паметних наручица и контрола тежине течног лека код минијатурних медицинских пумпи, остварујући двоструке захтеве „функције мерења масе + минијатуризације“ кроз дизајн мале конструкције.

• Тешкоће у прецизном мерењу при малим оптерећењима: Решава проблем недовољне тачности традиционалних сензора при вагању у грамима и милиграмима, као што је вагање трагова узорака у лабораторијама и детекција тежине пинова електронских компоненти, обезбеђујући поузводне податке за прецизну производњу и научна истраживања.

• Проблеми потрошње енергије у преносивим 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 усложњених простора за инсталацију: Решава захтеве за вагање у уским и специјално конструисаним просторима, као што је вагање унутрашњих компоненти аутоматизоване опреме и надзор тежине флуида у цевоводима, превазилазећи ограничења простора кроз инсталацију у облику накладења или уграђивањем.

• 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 интеграције и погодност: 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.

• Једноставно отклањање 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.

• Велика стабилност у употреби: Компензација температуре и дизајн отпоран на интерференције осигуравају да дрифт података буде ≤±0,05%FS/годишње, чиме се елиминише потреба за честим калибрацијама у преносивим и уграђеним сценаријима и смањује оптерећеност одржавањем.

• Флексибилан и разноврстан избор модела: Постоји широк спектар модела са различитим опсезима, типовима сигнала и методама инсталирања, који се могу директно одабрати на основу величине уређаја, напона напајања и захтева за тачност. Неки произвођачи подржавају производњу малих серија по наруџбини ради задовољавања персонализованих потреба.

• Разумна контрола трошкова: Трошак по јединици може се одржавати у оквиру десетина до стотинак јуана приликом набавке већих количина, што значи смањење трошкова за више од 50% у поређењу са прилагођеним мини решењима за сензирање; истовремено, карактеристике ниског потрошњачког режима смањују укупне трошкове потрошње енергије уређаја.

4. Типичне примене
1) Медицинска и здравствена област
• Опрема за праћење инфузије: уграђена у инфузионе пумпе, прати тренутну промену тежине лековите течности, израчунава брзину инфузије и активира аларм када је течност скоро потрошена, чиме се избегава ризик од празних боца, на пример прецизно управљање инфузијом у јединицама интензивне неге.
• Oprema za rehabilitaciju i negu: Koristi se u inteligentnim skalama za rehabilitaciju i modulima za percepciju težine proteza, na primer za praćenje promena težine tokom rehabilitacionog treninga kod starijih osoba ili za pružanje povratne informacije o težini proteze, čime se povećava bezbednost rehabilitacije.
• Laboratorijska medicinska oprema: U mikropipetama i biohemijskim analizatorima meri težinu reagenasa ili uzoraka kako bi se osigurala tačnost dodavanja uzoraka, na primer merenje mikrouzoraka reagenasa za testiranje COVID-19 virusa.

2) Потрошачка електроника и паметни носиви уређаји
• Pametni nosivi uređaji: Integrisani u pametne narukvice i pametne satove, omogućavaju indirektno merenje telesne težine i procenat masnoće, ili prate težinu sile tokom vežbanja, na primer analizu težine pri dodiru stopala sa tлом tokom trčanja.
• Уређаји за паметни дом: Користе се за мерење сировина у вагама за паметне кухиње и апарате за каву, на пример прецизно мерење праха за каву ради контроле концентрације заварања; или праћење пуноће паметних кофа за отпатке (проценом капацитета отпада преко тежине).
• Портабилни мерни алати: Као што су мини експрес ваге и уређаји за мерење багажа, дизајнирани су са малом величином и ниском потрошњом енергије, што је згодно за кориснике да их носе са собом и мерe тежину предмета у реалном времену.

3) Industrijska automatizacija i mikro proizvodnja
• Производња електронских компоненти: На SMT линијама за постављање компоненти, прати се тежина компоненти као што су чипови и отпорници ради одстрањивања фалшивих производа; или у паковању полупроводника, мери се тежина заптивног колоида ради осигуравања квалитета паковања.
• Oprema za mikro automatizaciju: Koristi se u završnom delu mikro robotskih sklopova za osećanje težine uhvaćenih delova i određivanje da li je hvatanje uspešno, kao što je provera vaganjem pri sklopu modula kamere za mobilni telefon.
• Oprema za upravljanje fluidima: Ugrađena u mikro pumpe za doziranje i ubrizgavače goriva, prati količinu fluida putem težine, na primer vaganje mikrokoličina goriva u sistemima za ubrizgavanje radi osiguranja efikasnosti sagorevanja.

4) Поље научних истраживања и тестирања
• Istraživanje materijala: Meri težinu malih uzoraka materijala (kao što su nanomaterijali i tanki slojevi), ili promene težine materijala tokom istezanja i sabijanja, obezbeđujući podatke za analizu performansi.
• Опрема за мониторинг животне средине: У микроконтролерима квалитета воде и опреми за узимање ваздушних примерака, мери тежину прикупљених примерака како би израчунао концентрацију загађивача, као што је анализа тежине након узимања примерака атмосферских честица.

5) Поља логистике и трговине
• Микро систем за сортирање: На крају аутоматизоване линије за сортирање експрес пошиљака, вага мали пакети за класификацију на основу тежине; или на терминалу за самообслуживање у супермаркетима без радника, идентификује 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

Сензори за микро вагање, са „малом величином, високом прецизношћу и ниском потрошњом енергије“ као кључном предношћу, прекинули су ограничења традиционалне опреме за вагање у погледу простора и опсега, тачно испуњавајући захтеве за вагањем малог оптерећења у областима као што су медицинска опрема, потрошачка електроника и микро производња. Њихов прикладан начин интеграције, стабилан рад и разумна контрола трошкова не само да подстичу функционалну надоградњу микро уређаја, већ пружају и поуздану подршку разним индустријама у остваривању „прецизности, минијатуризације и интелигенције“ у вагању, постајући незаобилажив и важан сегмент модерне сензорске технологије.

Детаљни приказ

Параметри