Parallellbalks belastningscell CZL601

Produktintroduktion

Parallellbalk lastceller är kraftkänsliga detekteringselement baserade på töjningsmotståndsprincipen, med en dubbel parallellbalk eller enkel parallellbalk av elastomer som kärnkonstruktion. När de utsätts för kraft orsakar böjdeformationen i balken att töjningsgaugens motstånd ändras, vilket sedan omvandlas till standardiserade elektriska signaler. De kombinerar fördelar som hög precision vid lätta belastningar, plan yta med motstånd mot excentriska laster och enkel installation, och används flitigt inom viktning med litet mätområde, plan kraftmätning samt inbyggda mätsituationer. Följande detaljer presenteras utifrån kärndimensioner för att möta behoven av produkt val, teknisk utvärdering och lösningsskrivning:

1. Produktfunktioner och egenskaper

Kärnfunktioner

• Konstruktionsdesign: Använder en integrerad parallellbalkkonstruktion (balkkroppens tjocklek 2–15 mm, längd 20–150 mm), med jämn spänningsfördelning koncentrerad till mitten av balkkroppen, stöder krafter i flera vinklar i planet, utmärkt förmåga att motstå excentriska laster (klarar excentriska planlastningar på ±20 % till ±30 % av den nominella lasten) och inga tydliga spänningsdöda zoner.
• Precisionsprestanda: Noggrannhetsnivåer täcker C1–C3, där dominerande modeller når C2. Linjäritetsavvikelse ≤±0,01 %FS, repeterbarhetsfel ≤±0,005 %FS, nollpunktsdrift ≤±0,002 %FS/℃, och noggrannhetsprestanda är bättre än liknande sensorer i små områden från 0,1 kg till 500 kg.
• Material och skydd: Elastisk kropp använder vanligtvis aluminiumlegering (för lättviktsapplikationer), legerat stål (för konventionella industriella applikationer) eller rostfritt stål 304/316L (för korrosiva miljöer), med yta behandlad med anodisering, nickelplätering eller passivering; skyddsnivån är typiskt IP65/IP67, och livsmedelsdugliga modeller kan nå IP68, lämpliga för olika komplexa miljöer.
• Installationskompatibilitet: Standardiserade monteringshål (gängade eller släta hål) finns i botten, vilket möjliggör fästning med skruv eller lim. Vissa mikromodeller kan monteras inbyggt, lämpligt för de trånga installationsutrymmena hos bordsvågar och automatiserad utrustning, och en enskild enhet kan uppfylla kraven för planvågning.

Kärnfunktioner

• Mätning av liten last: Fokuserar på statisk/kvastidynamisk vägning med lätt last (svarstid ≤ 4 ms), med ett mätomfång på 0,1 kg – 500 kg. Vanliga tillämpningar koncentreras inom området 1 kg – 200 kg, och mikromodellen kan uppnå extremt litet mätomfång på 0,01 kg.
• Olika typer av signalsutgång: Tillhandahåller analoga signaler (4–20 mA, 0–3 V, 0–5 V) och digitala signaler (RS485/Modbus RTU, I2C). Den intelligenta mikromodellen har en integrerad signalbearbetningsmodul och kan anslutas direkt till mikrokontrollorer och IoT-moduler.
• Säkerhetsfunktioner: Innefattar temperaturkompensation för brett temperaturområde (-10 °C – 70 °C), har överbelastningsskydd (150 % – 200 % av den nominella lasten, vanligtvis 150 % för modeller i aluminiumlegering) och vissa modeller har en chockdämpande buffertstruktur.
• Långsiktig stabilitet: Tröttningslivslängd ≥ 10⁷ belastningscykler, med årlig drift ≤ ±0,01 % FS under nominell last, lämplig för långsiktig kontinuerlig användning i exempelvis butiker och laboratorier.

2. Kärnproblem som lösts

• Otillräcklig noggrannhet vid lätta belastningar: För att lösa problemet med överdriven felmätningsfel i traditionella sensorer för små områden under 10 kg, kontrolleras mätfel genom optimerad design av balkkroppens spänning inom ±0,005 %FS, vilket uppfyller högprecisionskraven för livsmedelsvågar, farmaceutisk mätning etc.

•Inkorrekt mätning av planbelastning med excentrisk last: Den likformiga spänningsfördelningskaraktären hos parallellbalkstrukturen kan effektivt kompensera för inverkan av excentrisk last orsakad av förskjutningen av det vägda objektet, vilket löser noggrannhetsproblemet vid icke-fasta materialplaceringar i skrivbordsvågar och sorteringsutrustning.

•Svårigheter med integration och installation av utrustning: Den kompakta konstruktionen och flexibla installationsmetoden möter kraven på inbyggd installation i automatiserad utrustning och smarta hushållsapparater, vilket eliminerar behovet av att modifiera utrustningens huvudkonstruktion och minskar integrationskostnaderna.

• Dålig anpassningsförmåga till flera miljöer: Genom material- och skyddsnivåuppgraderingar löses problem som sensorskador och signaldrift i scenarier med fuktighet (t.ex. vägning av livsmedel från vatten), korrosion (t.ex. vägning av kemikalier) och damm (t.ex. mjölprocessning).

•Kostnadstryck på små enheter: En enskild sensor kan uppfylla kraven för planvägning, vilket eliminerar behovet av att kombinera flera sensorer. Samtidigt minskar aluminiumlegeringsmaterialet produktens vikt och kostnad, vilket löser problemet med kostnadskontroll för små vägningsinstrument och konsumentelektronik.

3. användarupplevelse

• Extremt förenklad installation: Standardiserade monteringshål och positioneringsreferensytor eliminerar behovet av professionella kalibreringsverktyg. Installation kan utföras med en vanlig skruvmejsel, med låga krav på planhet (≤0,1 mm/m), och en enda person kan slutföra inställning inom 10 minuter.

• Låg användartröskel: Stöder enkelknapps-nollställning och enpunktskalibrering för vägningsinstrument (kräver endast en standardvikt motsvarande 100 % av märkbelastningen). Digitala modeller kan snabbt kalibreras via datorprogramvara, vilket gör att obehöriga personer enkelt kan utföra kalibreringen.

• Extremt låg underhållskostnad: Den helt täta konstruktionen minskar damm- och fuktpåverkan, med en genomsnittlig årlig felfrekvens ≤0,2 %. Modeller i aluminiumlegering är lätta (minsta vikt endast 5 g), enkla att byta ut och kräver inte montering av stora strukturer vid underhåll.

•Precis datamätning: Statiska mätvärden har en variation ≤±0,003 %FS, utan fördröjning även i kvasidynamiska scenarier. Digitala modeller har inbyggd kompenseringsfunktion för nolldrifting, vilket eliminerar behovet av frekventa kalibreringar och säkerställer stark datostabilitet.

• Bra integrationskompatibilitet: Mikromodeller är små i storlek (minsta dimensioner 20 mm × 10 mm × 5 mm), kan integreras inuti smarta enheter utan att påverka enhetens design. Signalsignalen är kompatibel med vanliga små styrenheter och stöder plug-and-play.

4. Typiska användningsscenarier

1) Civila och kommersiella lättviktiga vägningsinstrument

• Prissättningsskålar för supermarknad/elektroniska plattformsvågar: Kärnandsningsenhet för prissättningsskålar 3–30 kg, med lättviktsdesign i aluminiumlegering, motståndskraftig mot excentriska laster vilket säkerställer konsekvent vägningsnoggrannhet vid olika placeringar, med ett fel ≤ ±1 g.

• Elektroniska vågar för paketförmedling: Vägningsutrustning för 1–50 kg, tillverkad i rostfritt stål för smutsavvisande och enkel rengöring, skyddsklass IP67 lämplig för fuktiga och dammiga miljöer vid paketförmedlingsstationer, stödjer snabb och kontinuerlig vägning.

• Kökshängvågar/bakhängvågar: 0,01–5 kg högprestanda kökshängvågar med mikro parallella balksensorer som uppnår milligramnoggrannhet, digital signalutgång kompatibel med högupplösta displayar, möter behovet av exakt ingrediensproportionering.

2) Industriell automationsutrustning

• Automatisk sortering: Viktsorterare inom livsmedels- och järnvaruindustrin, installerade under sorteringsbandet, detekterar produkters vikt i realtid och samverkar med sorteringsmekanismen, med en sorteringsnoggrannhet på upp till ±0,1 g.

• Materialdetektering på monteringslinje: Identifiering av materialbrist på elektronikkomponentmonteringslinjer, avgör om material saknas genom vägning (t.ex. mobiltelefonbatterier), svarstid ≤ 4 ms, lämplig för höghastighetsmonteringslinjer.

• Kvantitativ kontroll av förpackningsmaskiner: Kvantitativ vikttagning för småpartikelförpackningsmaskiner, modeller med noggrannhetsklass C2 säkerställer att viktfel per påse ≤ ±0,2 %, i enlighet med metrologiska standarder.

3) Livsmedels- och läkemedelsindustrier

• Vikttagning av läkemedelsingredienser: Vikttagning av små doser råvaror (0,1–10 kg) inom läkemedelsindustrin, material i rostfritt stål 316L + GMP-certifiering, yta slipad utan döda hörn, lätt att desinficera och sterilisera, noggrannhet ≤ ±0,01 %FS.

• Våtmarks-/köttvikttagning: Skär- och viktutrustning i slakterier och marknader för livsmedel från vatten, vattentät och korrosionsbeständig design (IP68), kan rengöras direkt, lämplig för fuktiga och vattenrika arbetsmiljöer.

4) Vetenskaplig forskning och experimentell utrustning

• Biologisk experimentvågning: Vågning av reagenser och prov i laboratorier, ultra-små modeller (0,01–1 kg) kan uppfylla högprestandakraven för mikrobiell odling och proportionering av kemiska reagenser.

• Kraftmätning av medicinsk utrustning: Kraft/viktmätning för rehabiliteringsutrustning (t.ex. handdynamometrar) och medicinska vågar (babyvågar), lättviktsdesign i aluminiumlegering förbättrar utrustningens portabilitet, noggrannhet upp till ±0,005 %FS.

5) Smarta konsumentelektronik- och Internet of Things (IoT)-enheter

• Smarthemsapparater: Detektering av tvättvikt i tvättmaskiner och vågning av kaffebönor i kaffemaskiner, mikroinbyggda sensorer möjliggör intelligent styrning av enheter, vilket förbättrar användarupplevelsen.

• Internet of Things-terminal: Viktövervakning för smarta hyllor och smarta soptunnor, energisparande digitala modeller stöder NB-IoT trådlös överföring, lämpliga för IoT-scenarier med fjärrhantering.

5. Anvisningar för användning (praktisk guide)

1) Installationsprocess

• Förberedelse: Rengör monteringsytan (ta bort oljefläckar och skarvar), kontrollera sensorns yttre (ingen deformation av balkkroppen och inget skador på kabeln) och välj lämpliga fästanordningar enligt mätomfånget (undvik att använda höghållfasta bultar för modeller i aluminiumlegering).

• Positionering och fixering: Montera sensorn horisontellt på bärande yta, se till att lasten verkar vertikalt ovanför balkkroppen (undvik sidokrafter); använd momentnyckel för att dra åt bultarna (5–10 N·m för modeller i aluminiumlegering, 10–20 N·m för legerat stål), för att undvika överdriven spänning som kan skada balkkroppen.

• Kablageanvisningar: För analoga signaler, följ "röd – ström +, svart – ström –, grön – signal +, vit – signal –"; för digitala signaler, anslut enligt kontaktdamperingen; vid kablage av mikromodellen ska kabeln inte dras i, och det rekommenderas att lämna 5 cm extra kabellängd.

• Skyddande behandling: I en fuktig miljö ska kabelförbindningen tätnas med vattentät tejp; i livsmedelsindustrin ska sensorytan rengöras omedelbart efter användning för att undvika korrosion från restmaterial.

2) Kalibrering och felsökning

• Nollkalibrering: Slå på strömmen och värm i 10 minuter, utför kommandot "nollkalibrering", se till att nollutgången ligger inom ±0,001 %FS, och om avvikelsen är för stor, kontrollera om installationsytan är plan.

• Belastningskalibrering: Placera en standardvikt motsvarande 100 % av den märkta belastningen (använd standardvikter vid små mätområden), registrera utgångssignalvärdet, korrigerar felet via mätinstrumentet eller programvaran och se till att felet ≤ det tillåtna värdet för motsvarande noggrannhetsklass (C2-klass ≤ ±0,01 %FS).

• Excentrisk belastningstest: Placera samma vikt vid olika positioner på sensorns bärande yta, observera läsningarnas konsekvens och avvikelsen bör vara ≤ ±0,02 %FS; annars justera installationens nivå.

3) Regelbunden underhåll

• Reguljär inspektion: Rengör sensorytan veckovis, kontrollera om kablaget är löst månatligen; kalibrera kommersiella vägningsinstrument kvartalsvis och laboratorieutrustning månatligen.

• Felhantering: När data driftyter, kontrollera först spänningsmatningen (stabil vid 5–24 V likström, vanligtvis 5 V för mikromodeller); när avläsningen är onormal, kontrollera om det föreligger överbelastning (modeller i aluminiumlegering är benägna att permanent deformeras vid överbelastning), och byt ut sensorn vid behov.

6. Urvalsmetod (exakt anpassad efter krav)

1) Bestämning av kärnparametrar

• Räckviddsval: Välj modell enligt 1,2–1,4 gånger den faktiska maxvikten (till exempel för en maximal mätomfattning på 10 kg kan en sensor på 12–14 kg väljas). Undvik att välja en alltför stor räckvidd vid lätt belastning för att förhindra otillräcklig noggrannhet.

• Noggrannhetsklass: Välj klass C1 (fel ≤ ±0,005 %FS) för laboratorie-/medicinska tillämpningar, klass C2 (fel ≤ ±0,01 %FS) för industriell metrologi och klass C3 (fel ≤ ±0,02 %FS) för civila vägningsinstrument.

• Signalform: Välj analoga signaler (0–5 V) för civila vägningsinstrument, digitala signaler (I2C/RS485) för smarta enheter samt modeller med trådlösa moduler för IoT-scenarier.

2) Urval baserat på miljöanpassning

• Temperatur: Välj vanliga modeller för normala scenarier (-10 °C ~ 60 °C), kallresistenta modeller för kallförvaringsscenarier (-20 °C ~ 0 °C) samt modeller med högtemperaturkompensation för högtemperaturscenarier (60 °C ~ 80 °C).

• Medium: Välj aluminiumlegering för torra miljöer, rostfritt stål 304 för fuktiga/matindustrier och rostfritt stål 316L för kemiskt korrosiva miljöer.

• Skyddsklass: ≥IP65 för inomhus torra miljöer, ≥IP67 för fuktiga/rengjorda miljöer och ≥IP68 för undervattens- eller mycket korrosiva miljöer.

3) Installation och systemkompatibilitet

• Installationsmetod: Välj skruvfästning för vägningsinstrument med bordplacering, inbyggd installation för smarta enheter; i platsspecifika situationer prioritera mikromodeller med längd ≤30 mm.

• Kompatibilitet: Bekräfta att sensorns spänningsmatning och signaltyp är kompatibla med kontrollenheten. För mikromodeller, kontrollera pindefinitionerna för att undvika kopplingsfel som kan bränna ut modulen.

4) Bekräftelse av ytterligare krav

• Certifieringskrav: Livsmedels- och läkemedelsindustrin kräver FDA/GMP-certifiering, mätscenarier kräver CMC-certifiering och exportprodukter kräver OIML-certifiering.

• Särskilda funktioner: Välj modeller med svarstid ≤3 ms för höghastighetssortering, IoT-modeller med vänteström ≤10 μA för låg-effektsituationer och integrerade modeller utan gängor och döda hörn för hygieniska situationer.

Sammanfattning

Lastcellen med parallellbalk har »låg last, hög precision, planär motverkan mot excentrisk last och enkel integration« som sina kärnfördelar och adresserar främst problem såsom noggrann vägning vid små mätområden, materialens excentriska belastning samt inbyggd installation av utrustning. Användarupplevelsen fokuserar på enkel operation, underhållsfrihet och kontrollerade kostnader. När man väljer en lastcell är det nödvändigt att först klargöra de fyra kärnkraven om mätomfång, noggrannhet, installationsutrymme och miljö, för att därefter fatta beslut i kombination med systemkompatibilitet och ytterligare funktioner; under användning bör överlast och sidokrafter undvikas, och regelbunden kalibrering ska strikt följas för att säkerställa långsiktig stabil drift. Den är lämplig för tillämpningar inom instrument för lättviktsvägning, automationsutrustning, livsmedel och medicin samt andra områden och utgör den optimala sensortekniska lösningen för scenarier med litet mätområde och planär vägning.

Detaljerad visning

Parametrar