เซ็นเซอร์ไมโครอลูมิเนียม CZL611N

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

ไมโคร load cells เป็นองค์ประกอบการวัดน้ำหนักที่ถูกย่อส่วนลง พัฒนาขึ้นตามหลักการของผลลัพธ์ความเครียด (strain effect) โดยหัวใจหลักของมันจะเปลี่ยนสัญญาณน้ำหนักให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ผ่านโครงสร้างขนาดเล็กที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง (เช่น อีลาสโตเมอร์ชนิดเกจวัดความเครียด) ปริมาตรของมันมักถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงไม่กี่ลูกบาศก์เซนติเมตรถึงหลายสิบลูกบาศก์เซนติเมตร โดยมีช่วงการวัดตั้งแต่กรัมไปจนถึงกิโลกรัม รวมข้อดีสองประการคือ "ขนาดเล็ก" และ "ความแม่นยำสูง" เนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับสถานการณ์การชั่งน้ำหนักในงานที่มีน้ำหนักเบาและพื้นที่จำกัด จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อัจฉริยะ และการทดสอบทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำให้เกิดการตรวจจับน้ำหนักในอุปกรณ์ขนาดเล็ก

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) คุณลักษณะหลักด้านการลดขนาด

• มีปริมาตรเล็กมากและเบามาก ขนาดปกติอยู่ในช่วง 5มม.×5มม.×2มม. ถึง 30มม.×20มม.×10มม. และบางรุ่นที่ออกแบบพิเศษสามารถลดขนาดลงถึงระดับมิลลิเมตร น้ำหนักเพียง 0.1กรัม~5กรัม ทำให้สามารถฝังติดตั้งได้ง่ายในพื้นที่จำกัด เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ และปั๊มขนาดเล็ก โดยไม่กระทบต่อการออกแบบโครงสร้างโดยรวมของอุปกรณ์

• การออกแบบโครงสร้างที่กะทัดรัด: ส่วนใหญ่ใช้การห่อหุ้มแบบบูรณาการ รวมองค์ประกอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงและวงจรปรับสัญญาณไว้ในตัวเรือนขนาดเล็ก บางรุ่นรองรับรูปแบบการติดตั้งที่เบามีน้ำหนัก เช่น การติดตั้งแบบผิวหน้า (surface mount) และแบบมีขาเชื่อม (lead type) เหมาะสำหรับการบัดกรีโดยตรงหรือยึดติดแบบล็อกเข้ากับบอร์ด PCB

2) ข้อได้เปรียบด้านสมรรถนะการชั่งน้ำหนัก

• การวัดที่แม่นยำในช่วงกว้าง: ช่วงการวัดครอบคลุมตั้งแต่ 0.1กรัม~50กิโลกรัม ด้วยความแม่นยำหลักในการวัดอยู่ที่ ±0.01%FS~±0.1%FS และมีความละเอียดสูงสุดถึง 0.001กรัม สามารถรองรับทั้งการชั่งตัวอย่างระดับไมโครกรัมในห้องปฏิบัติการและการตรวจสอบน้ำหนักระดับกรัมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

• การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว: เวลาตอบสนองอยู่ที่ ≤10ms ทำให้สามารถจับการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักแบบทันทีแบบเรียลไทม์ได้ เช่น การชั่งน้ำหนักสินค้าเบาด้วยความเร็วสูงบนสายการคัดแยกอัตโนมัติ หรือการตรวจสอบน้ำหนักเพื่อควบคุมอัตราการหยดในกระบวนการให้สารน้ำทางการแพทย์ ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนในการวัดที่เกิดจากความล่าช้าของสัญญาณ

• ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนอย่างมั่นคง: มีโมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัว (ใช้งานได้ในสภาวะแวดล้อมตั้งแต่ -10°C ถึง 60°C) เพื่อลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสภาพแวดล้อม โดยใช้สัญญาณเอาต์พุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล หรือการออกแบบป้องกันสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อต้านทานสัญญาณรบกวนจากวงจรภายในอุปกรณ์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของข้อมูล

3) ฟังก์ชันการรวมระบบและการปรับใช้งาน

• การปรับใช้งานกับสัญญาณหลายรูปแบบ: รองรับการส่งออกสัญญาณแบบอะนาล็อก (0-5V, 4-20mA) และสัญญาณดิจิทัล (I2C, SPI, UART) สามารถต่อตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ เช่น MCU ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดียว และ PLC ขนาดเล็ก โดยไม่จำเป็นต้องใช้โมดูลขยายสัญญาณเพิ่มเติม

• ความเข้ากันได้ของวัสดุและตัวกลาง: องค์ประกอบที่ไวต่อการวัดส่วนใหญ่ใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316L โลหะผสมไทเทเนียม หรือพลาสติกวิศวกรรม และตัวเรือนได้รับการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน เหมาะสำหรับสื่อที่ต้องชั่งน้ำหนักหลากหลายประเภท เช่น ของเหลวในร่างกายทางการแพทย์ วัตถุดิบอาหาร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนหรือความเสียหายจากการกัดกร่อน

• คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำ: การใช้พลังงานขณะอยู่ในสภาวะนิ่งไม่เกิน 10mA และสามารถลดลงเหลือเพียง 10μA ในโหมดสลีป เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่ (เช่น เครื่องชั่งน้ำหนักแบบพกพาและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ) ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. การแก้ไขปัญหาหลักในอุตสาหกรรม

ในสถานการณ์ที่ต้องชั่งน้ำหนักเบาและขนาดเล็ก เซลล์วัดแรงแบบดั้งเดิม (เช่น เซ็นเซอร์เครื่องชั่งโต๊ะและโมดูลชั่งน้ำหนักอุตสาหกรรม) มีปัญหา เช่น "ขนาดใหญ่เกินไป ใช้พลังงานสูง ความแม่นยำไม่เพียงพอ และยากต่อการรวมเข้ากับระบบ" เซลล์วัดแรงขนาดเล็ก (Micro load cells) ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาหลักดังต่อไปนี้:

• อุปสรรคในการรวมชิ้นส่วนในอุปกรณ์ขนาดเล็ก: แก้ปัญหาที่เซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถฝังลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ เช่น ฟังก์ชันตรวจสอบน้ำหนักตัวของสร้อยข้อมืออัจฉริยะ และการควบคุมน้ำหนักยาในรูปของเหลวสำหรับปั๊มการแพทย์ขนาดเล็ก โดยการออกแบบที่มีขนาดเล็ก ทำให้อุปกรณ์สามารถตอบสนองความต้องการทั้งในด้าน "การชั่งน้ำหนัก + การทำให้มีขนาดเล็กลง"

• ปัญหาในการวัดที่มีความแม่นยำสูงภายใต้ภาระเบา: แก้ปัญหาความแม่นยำไม่เพียงพอของเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมในการชั่งน้ำหนักระดับกรัมและมิลลิกรัม เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ และการตรวจจับน้ำหนักขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ พร้อมให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตที่มีความแม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

• ปัญหาการใช้พลังงานในอุปกรณ์พกพา: แก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงเนื่องจากการใช้พลังงานมากของเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิม เช่น เครื่องชั่งพกพาสำหรับการจัดส่งด่วน และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับเก็บตัวอย่างในพื้นที่กลางแจ้ง โดยคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำช่วยยืดอายุการใช้งานต่อการชาร์จหรือเปลี่ยนถ่านแต่ละครั้ง

• ข้อจำกัดในพื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน: แก้ปัญหาความต้องการชั่งน้ำหนักในพื้นที่แคบและมีโครงสร้างพิเศษ เช่น การชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์อัตโนมัติและการตรวจสอบน้ำหนักของของเหลวในท่อ โดยการเจาะพื้นที่จำกัดผ่านการติดตั้งแบบผิวสัมผัส (surface mount) และการติดตั้งแบบฝัง

• ปัญหาความเข้ากันได้ของสัญญาณในหลายสถานการณ์: แก้ปัญหาสัญญาณจากเซนเซอร์แบบดั้งเดิมที่ไม่สอดคล้องกับไมโครคอนโทรลเลอร์ โมเดลที่มีการส่งออกสัญญาณแบบดิจิทัลสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครชิปและ MCU ได้ ลดความซับซ้อนของการออกแบบวงจรในอุปกรณ์ขนาดเล็ก และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนา

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้

• ความสะดวกในการรวมระบบสูง: การจัดเรียงพินแบบมาตรฐาน พร้อมขนาดแพคเกจ รองรับการบัดกรีหรือยึดติดกับบอร์ด PCB โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างกลไกที่ซับซ้อน สามารถลดเวลาการติดตั้งรวมลงเหลือน้อยกว่า 30 นาที ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอุปกรณ์อย่างมาก

• การดำเนินการดีบักอย่างง่ายดาย: โมเดลสัญญาณดิจิทัลรองรับการปรับเทียบศูนย์และช่วงสัญญาณแบบหนึ่งคลิกผ่านคำสั่งควบคุม ในขณะที่โมเดลสัญญาณแอนะล็อกมีความเป็นเชิงเส้นที่ดีเยี่ยม สามารถนำไปใช้งานได้ทันทีหลังปรับแต่งวงจรอย่างง่าย ช่วยลดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับบุคลากรด้านการวิจัยและพัฒนา

• เสถียรภาพในการใช้งานสูง: การออกแบบชดเชยอุณหภูมิและต้านทานสัญญาณรบกวน ทำให้ข้อมูลมีการเบี่ยงเบนไม่เกิน ±0.05% ของช่วงเต็มต่อปี (FS/ปี) ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งในสถานการณ์การใช้งานแบบพกพาหรือฝังตัว ช่วยลดภาระงานในการบำรุงรักษาในระยะยาว

• ตัวเลือกที่ยืดหยุ่นและหลากหลาย: มีโมเดลหลายประเภทที่มีช่วงการวัด สัญญาณ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน สามารถเลือกใช้ได้โดยตรงตามขนาดอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าจ่าย และความต้องการด้านความแม่นยำ ผู้ผลิตบางรายรองรับการผลิตแบบสั่งทำจำนวนน้อยเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคล

• การควบคุมต้นทุนอย่างเหมาะสม: เมื่อซื้อเป็นจำนวนมาก ต้นทุนต่อหน่วยสามารถควบคุมได้ตั้งแต่สิบถึงร้อยหยวน ซึ่งต่ำกว่าต้นทุนของโซลูชันไมโครเซนเซอร์แบบกำหนดเองมากกว่า 50% ในเวลาเดียวกัน คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำยังช่วยลดต้นทุนการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์

4. สถานการณ์การใช้งานทั่วไป:

1) ด้านการแพทย์และสุขภาพ

• อุปกรณ์ตรวจสอบการให้สารน้ำ: ติดตั้งไว้ภายในปั๊มให้สารน้ำ ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารละลายยาแบบเรียลไทม์ คำนวณความเร็วในการให้สารน้ำ และแจ้งเตือนเมื่อสารละลายยาใกล้หมด เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการเป็นขวดเปล่า เช่น การควบคุมการให้สารน้ำอย่างแม่นยำใน

• อุปกรณ์ฟื้นฟูและดูแลผู้ป่วย: ใช้ในเครื่องชั่งฟื้นฟูอัจฉริยะ โมดูลตรวจจับน้ำหนักอวัยวะเทียม เช่น การติดตามการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักในการฝึกฟื้นฟูสำหรับผู้สูงอายุ หรือการแจ้งข้อมูลน้ำหนักของอวัยวะเทียมเพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการฟื้นฟู

• อุปกรณ์การแพทย์สำหรับห้องปฏิบัติการ: ใช้ในไมโครพิเปตต์และเครื่องวิเคราะห์ชีวเคมี เพื่อวัดน้ำหนักของสารตัวทำละลายหรือตัวอย่าง เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการเติมตัวอย่าง เช่น การสุ่มตัวอย่างและชั่งน้ำหนักในชุดตรวจหาเชื้อโควิด-19

2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ

อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ: ถูกรวมเข้ากับสายรัดข้อมืออัจฉริยะและนาฬิกาอัจฉริยะ เพื่อให้สามารถวัดน้ำหนักและไขมันในร่างกายแบบทางอ้อม หรือตรวจสอบน้ำหนักที่เกิดจากแรงขณะออกกำลังกาย เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักที่เท้ากระทบพื้นขณะวิ่ง

อุปกรณ์บ้านอัจฉริยะ: ใช้ในการชั่งน้ำหนักวัตถุดิบในเครื่องชั่งครัวอัจฉริยะและเครื่องชงกาแฟ เช่น การชั่งน้ำหนักผงกาแฟอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมความเข้มข้นของกาแฟ หรือการตรวจสอบการล้นของถังขยะอัจฉริยะ (ประเมินปริมาณขยะจากน้ำหนัก)

เครื่องมือชั่งน้ำหนักแบบพกพา: เช่น เครื่องชั่งขนาดเล็กสำหรับใช้ด่วนและเครื่องชั่งน้ำหนักกระเป๋าเดินทาง ที่ออกแบบให้มีขนาดเล็กและการใช้พลังงานต่ำ เหมาะสำหรับผู้ใช้งานที่ต้องการพกพาและวัดน้ำหนักสิ่งของได้แบบเรียลไทม์

3) การควบคุมอัตโนมัติในอุตสาหกรรมและการผลิตขนาดเล็ก

การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ในสายการผลิตชิป SMT ตรวจสอบน้ำหนักของชิ้นส่วน เช่น ชิปและตัวต้านทาน เพื่อคัดแยกผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านเกณฑ์ หรือในขั้นตอนบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ วัดน้ำหนักของสารเคลือบเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการบรรจุหีบห่อ

อุปกรณ์ระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก: ใช้เป็นอุปกรณ์ปลายทางของหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนขนาดเล็ก โดยตรวจจับน้ำหนักของชิ้นส่วนที่ถูกจับยึด และประเมินว่าการจับยึดนั้นสำเร็จหรือไม่ เช่น การตรวจสอบน้ำหนักในการประกอบโมดูลกล้องโทรศัพท์มือถือ

อุปกรณ์ควบคุมของเหลว: ติดตั้งภายในปั๊มจ่ายสารขนาดไมโครและหัวฉีดเชื้อเพลิง โดยตรวจสอบปริมาณของเหลวที่ส่งผ่านทางน้ำหนัก เช่น การชั่งน้ำหนักเชื้อเพลิงไมโครในระบบหัวฉีด เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการเผาไหม้

4) ด้านการวิจัยและการทดสอบ

• การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ: การวัดน้ำหนักของตัวอย่างวัสดุขนาดเล็ก (เช่น นาโนแมททีเรียล วัสดุฟิล์มบาง) หรือการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของวัสดุระหว่างกระบวนการยืดและอัด เพื่อให้ข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์สมรรถนะ

• อุปกรณ์ตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: วัดน้ำหนักของตัวอย่างที่เก็บรวบรวมในเครื่องตรวจคุณภาพน้ำขนาดเล็กและอุปกรณ์เก็บตัวอย่างอากาศ คำนวณความเข้มข้นของมลพิษ เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักหลังจากการเก็บตัวอย่างฝุ่นละอองในอากาศ

5) ด้านโลจิสติกส์และค้าปลีก

• ระบบคัดแยกขนาดเล็ก: ที่ปลายสายการคัดแยกพัสดุอัตโนมัติ ชั่งน้ำหนักพัสดุขนาดเล็กและจัดประเภทตามน้ำหนัก หรือที่เคาน์เตอร์ชำระเงินแบบบริการตนเองในซูเปอร์มาร์เก็ตไร้คนควบคุม ระบุสินค้าผ่านการชั่งน้ำหนัก (โดยใช้ฐานข้อมูลน้ำหนัก)

• อุปกรณ์ชั่งน้ำหนักร้านค้าปลีก: เช่น เครื่องชั่งเครื่องประดับ เครื่องชั่งโลหะมีค่า ใช้สำหรับชั่งน้ำหนักสิ่งของมีค่าอย่างแม่นยำ เช่น ทองคำและเพชร มีขนาดเล็กและสามารถวางบนเคาน์เตอร์ได้โดยไม่เปลืองพื้นที่มากนัก

สรุป

เซนเซอร์ไมโครชั่งน้ำหนักมีข้อได้เปรียบหลักด้าน "ขนาดเล็ก ความแม่นยำสูง และการใช้พลังงานต่ำ" ซึ่งทำลายข้อจำกัดของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิมในด้านพื้นที่และความสามารถในการวัด พร้อมทั้งตอบสนองความต้องการชั่งน้ำหนักภาระเบาอย่างแม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค การผลิตขนาดเล็ก เป็นต้น ด้วยวิธีการติดตั้งที่สะดวก สมรรถนะมั่นคง และการควบคุมต้นทุนที่เหมาะสม ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดฟังก์ชันของอุปกรณ์ขนาดเล็ก แต่ยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้แก่อุตสาหกรรมต่างๆ ในการบรรลุการชั่งน้ำหนักที่ "แม่นยำ ขนาดเล็ก และอัจฉริยะ" จนกลายเป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้ของเทคโนโลยีเซนเซอร์สมัยใหม่

การแสดงรายละเอียด

พารามิเตอร์