เซ็นเซอร์ไมโครอลูมิเนียม CZL616C

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

เซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักขนาดเล็กเป็นอุปกรณ์วัดน้ำหนักที่มีขนาดกะทัดรัด ซึ่งพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของปรากฏการณ์ความเครียด (strain effect) กลไกหลักของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือการแปลงสัญญาณน้ำหนักให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ โดยผ่านโครงสร้างที่ไวต่อแรงเล็กน้อย (เช่น อีลาสโตเมอร์ที่ใช้เกจวัดความเครียด) โดยทั่วไป เซ็นเซอร์เหล่านี้มีขนาดเพียงไม่กี่ลูกบาศก์เซนติเมตรถึงหลายสิบลูกบาศก์เซนติเมตร ทำงานในช่วงการวัดตั้งแต่กรัมจนถึงกิโลกรัม พร้อมข้อดีทั้งสองประการคือขนาดเล็กและมีความแม่นยำสูง ในฐานะส่วนประกอบสำคัญสำหรับการชั่งน้ำหนักในงานที่ต้องการน้ำหนักเบาและพื้นที่จำกัด เซ็นเซอร์เหล่านี้จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอุปกรณ์อัจฉริยะ และการทดสอบวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับการตรวจจับน้ำหนักในอุปกรณ์ขนาดเล็ก

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) คุณสมบัติหลักของการทำให้มีขนาดเล็ก

• ขนาดเล็กมากและน้ำหนักเบา: ขนาดมาตรฐานมีตั้งแต่ 5 มม. × 5 มม. × 2 มม. ถึง 30 มม. × 20 มม. × 10 มม. โดยบางรุ่นที่ออกแบบพิเศษสามารถเล็กลงถึงระดับมิลลิเมตร และมีน้ำหนักเพียง 0.1 กรัม ถึง 5 กรัม ทำให้สามารถติดตั้งรวมเข้ากับพื้นที่แคบได้อย่างลงตัว เช่น ในนาฬิกาอัจฉริยะหรือตัวเรือนปั๊มไมโคร โดยไม่กระทบต่อความแข็งแรงของโครงสร้างอุปกรณ์

• ดีไซน์กะทัดรัด: โมเดลส่วนใหญ่มีการออกแบบบรรจุภัณฑ์แบบบูรณาการ รวมชิ้นส่วนที่ไวต่อการตอบสนองและวงจรปรับสัญญาณไว้ภายในตัวเรือนขนาดจิ๋ว ตัวแปรบางชนิดรองรับตัวเลือกการติดตั้งแบบบาง เช่น เทคโนโลยีการติดตั้งบนผิว (SMT) หรือขั้วต่อแบบลีด ซึ่งสามารถใช้งานร่วมกับการบัดกรีตรงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หรือการติดตั้งแบบคลิกล็อกได้

2) ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพการชั่งน้ำหนัก

• การวัดค่าความแม่นยำในช่วงกว้าง: ระบบครอบคลุมช่วงการวัดตั้งแต่ 0.1 กรัม ถึง 50 กิโลกรัม โดยมีความแม่นยำหลักอยู่ที่ ±0.01%FS ถึง ±0.1%FS และความละเอียดสูงสุดถึง 0.001 กรัม ซึ่งสามารถตอบสนองทั้งความต้องการชั่งน้ำหนักตัวอย่างระดับไมโครกรัมในห้องปฏิบัติการ และการตรวจสอบน้ำหนักระดับกรัมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

• การตอบสนองแบบไดนามิกอย่างรวดเร็ว: มีเวลาในการตอบสนอง ≤10ms สามารถจับการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักแบบทันทีแบบเรียลไทม์ เช่น การชั่งน้ำหนักของโหลดเบาความเร็วสูงในสายการคัดแยกอัตโนมัติ และการตรวจสอบอัตราการหยดในการให้สารน้ำทางการแพทย์ จึงป้องกันความคลาดเคลื่อนในการวัดที่เกิดจากความล่าช้าของสัญญาณ

• ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนอย่างมั่นคง: โมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัว (ทำงานได้ที่ -10℃ ถึง 60℃) ช่วยลดผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อม โดยมีสัญญาณเอาต์พุตแบบดิฟเฟอเรนเชียลหรือระบบป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งช่วยต้านทานการรบกวนจากวงจรภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพของข้อมูล

3) คุณสมบัติด้านการรวมระบบและความเข้ากันได้

• รองรับหลายรูปแบบของการส่งสัญญาณ: รองรับสัญญาณอนาล็อก (0-5V, 4-20mA) และสัญญาณดิจิทัล (I2C, SPI, UART) ทำให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครชิป และ PLC ขนาดเล็กได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้โมดูลขยายสัญญาณเพิ่มเติม

• ความเข้ากันได้ของวัสดุและตัวกลาง: ชิ้นส่วนที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม 316L โลหะผสมไทเทเนียม หรือพลาสติกวิศวกรรมเป็นหลัก พร้อมเปลือกป้องกันการกัดกร่อน ชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถใช้งานร่วมกับตัวกลางสำหรับชั่งน้ำหนักหลากหลายประเภท เช่น ของเหลวทางการแพทย์ ส่วนผสมอาหาร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งช่วยป้องกันการปนเปื้อนหรือความเสียหายจากการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ: การใช้พลังงานขณะอยู่ในภาวะคงที่ ≤10mA และลดลงเหลือ 10μA ในโหมดสลีป เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่ (เช่น เครื่องชั่งแบบพกพา อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ) เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. ปัญหาหลักในอุตสาหกรรมที่ต้องแก้ไข

ในสถานการณ์ที่ต้องชั่งน้ำหนักเบาและขนาดเล็กลง ตัวเซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิม (เช่น เซ็นเซอร์เครื่องชั่งแบบแท่น หรือโมดูลชั่งน้ำหนักอุตสาหกรรม) มักเผชิญกับปัญหา เช่น ขนาดใหญ่เกินไป การใช้พลังงานสูง ความแม่นยำไม่เพียงพอ และความยากลำบากในการรวมเข้ากับระบบ ตัวเซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบไมโครถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาหลักเหล่านี้โดยตรง:

• ความท้าทายในการรวมไมโครอุปกรณ์: การแก้ไขปัญหาที่เกิดจากเซนเซอร์แบบดั้งเดิมที่ไม่สามารถฝังลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ เช่น ฟังก์ชันตรวจสอบน้ำหนักในสายรัดข้อมืออัจฉริยะ หรือการควบคุมปริมาณของเหลวในปั๊มการแพทย์ขนาดจิ๋ว โดยการบรรลุทั้งฟังก์ชันการชั่งน้ำหนักและการทำให้ขนาดเล็กลงผ่านการออกแบบที่กะทัดรัด

• ปัญหาการชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักเบาและความแม่นยำสูง: เพื่อแก้ปัญหาความไม่แม่นยำของเซนเซอร์แบบดั้งเดิมในการชั่งน้ำหนักในระดับกรัมและมิลลิกรัม เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ การตรวจสอบน้ำหนักขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตที่แม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

• ความท้าทายด้านประสิทธิภาพพลังงานสำหรับอุปกรณ์พกพา: เพื่อแก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงเนื่องจากการใช้พลังงานสูงของเซนเซอร์แบบดั้งเดิม เช่น เครื่องชั่งพัสดุแบบพกพา และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับเก็บตัวอย่างในพื้นที่กลางแจ้ง โดยอุปกรณ์เหล่านี้มีคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำเพื่อยืดอายุการใช้งานต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

• ข้อจำกัดด้านพื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน: แก้ไขข้อกำหนดด้านการชั่งน้ำหนักในสภาพแวดล้อมที่จำกัดหรือมีโครงสร้างพิเศษ เช่น การชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนภายในของอุปกรณ์อัตโนมัติ หรือการตรวจสอบน้ำหนักของของเหลวในท่อส่ง โดยใช้โซลูชันการติดตั้งแบบติดผิวหรือแบบฝังเพื่อเอาชนะข้อจำกัดด้านพื้นที่

• ความเข้ากันได้ของสัญญาณในหลายสถานการณ์: แก้ปัญหาความไม่สอดคล้องกันระหว่างสัญญาณของเซนเซอร์แบบดั้งเดิมกับหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ โมเดลที่ให้สัญญาณดิจิทัลสามารถเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCUs) ได้โดยตรง ช่วยทำให้การออกแบบวงจรของอุปกรณ์ขนาดเล็กเรียบง่ายขึ้น และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนา

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้งาน

• ความสะดวกในการรวมระบบสูง: การจัดเรียงขาและขนาดแพคเกจแบบมาตรฐาน ทำให้สามารถบัดกรีลงบอร์ด PCB หรือยึดติดแบบ snap-fit ได้ทันที โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างกลไกที่ซับซ้อน ช่วยลดเวลาการติดตั้งให้เหลือน้อยกว่า 30 นาที และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ

• กระบวนการดีบักง่ายต่อการดำเนินการ: โมเดลสัญญาณดิจิทัลช่วยให้สามารถปรับเทียบจุดศูนย์และช่วงได้ด้วยการคลิกเดียวผ่านคำสั่ง ในขณะที่โมเดลสัญญาณแอนะล็อกมีความเป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยม เพียงแค่ดีบักวงจรพื้นฐาน ก็สามารถนำไปใช้งานได้ทันที ช่วยลดอุปสรรคด้านเทคนิคสำหรับทีมวิจัยและพัฒนาอย่างมาก

• ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สูง: การออกแบบชดเชยอุณหภูมิและต้านทานสัญญาณรบกวน ทำให้ข้อมูลเบี่ยงเบนไม่เกิน ±0.05%FS/ปี ทำให้ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งในแอปพลิเคชันแบบพกพาหรือแบบฝัง ช่วยลดความต้องการในการบำรุงรักษาอย่างมีนัยสำคัญ

• การเลือกที่ยืดหยุ่น: มีรุ่นต่างๆ ให้เลือกหลากหลาย พร้อมช่วงการวัด สัญญาณ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน คุณสามารถเลือกได้โดยตรงตามขนาดอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าจ่าย และความต้องการด้านความแม่นยำ ผู้ผลิตบางรายยังรองรับการผลิตแบบสั่งทำจำนวนน้อยเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคล

• การควบคุมต้นทุนเป็นสิ่งที่สมเหตุสมควร: ต้นทุนต่อหน่วยสามารถควบคุมอยู่ในระดับหลายสิบถึงหลายร้อยหยวนเมื่อซื้อเป็นชุดจำนวนมาก ซึ่งต่ำกว่าแผนการตรวจจับไมโครที่ออกแบบเฉพาะมากกว่า 50% ในขณะเดียวกัน ลักษณะการใช้พลังต่ำก็ช่วยลดต้นทุนการบริโภ่พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์

4. กรณีการใช้งานทั่วไป

1) การดูแลสุขภาพ

• อุปกรณ์ตรวจสอบการให้สารน้ำ: ผสานเข้ากับเครื่องสูบสารน้ำ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารละลายแบบเรียลไทม์ คำนวณอัตราการให้สารน้ำ และแจ้งเตือนเมื่อสารละลายน้อยจนเกือบหมด เพื่อป้องกันขวดเปล่า ซึ่งพบได้ในการควบคุมการให้สารน้ำอย่างแม่นยำในหอผู้ป่วยหนัก

• อุปกรณ์ฟื้นฟูและพยาบาล: รวมถึงเครื่องชั่งฟื้นฟูอัจฉริยะ และเซ็นเซอร์น้ำหนักสำหรับอวัยวะเทียม ซึ่งช่วยตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักระหว่างการฝึกฟื้นฟูของผู้สูงอายุ หรือให้ข้อมูลแรงตอบกลับสำหรับอวัยวะเทียม จึงช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการฟื้นฟู

• อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ: การใช้ปิเปตและเครื่องวิเคราะห์ชีวเคมีในการวัดน้ำหนักของสารตัวอย่างหรือรีเอเจนต์ เพื่อให้มั่นใจว่าการเติมตัวอย่างมีความแม่นยำ เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างในปริมาณเล็กน้อยสำหรับชุดทดสอบโควิด-19

2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ

• อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ: ถูกรวมเข้ากับเครื่องติดตามสุขภาพและนาฬิกาอัจฉริยะ อุปกรณ์เหล่านี้ทำให้สามารถวัดน้ำหนักตัวและไขมันในร่างกายแบบทางอ้อม รวมถึงการตรวจสอบแรงแบบเรียลไทม์ระหว่างการออกกำลังกาย เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักแรงกระแทกของฝ่าเท้าขณะวิ่ง

• อุปกรณ์อัจฉริยะสำหรับบ้าน: ใช้สำหรับการชั่งน้ำหนักส่วนผสมในเครื่องชั่งครัวอัจฉริยะและเครื่องชงกาแฟ เช่น การวัดปริมาณผงกาแฟอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมความเข้มข้นของการชง; หรือการตรวจสอบการล้นในถังขยะอัจฉริยะ (กำหนดความจุของขยะผ่านน้ำหนัก)

• อุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบพกพา เช่น เครื่องชั่งพัสดุขนาดเล็กและเครื่องชั่งน้ำหนักกระเป๋าเดินทาง มีดีไซน์กะทัดรัดและใช้พลังงานต่ำ ทำให้ผู้ใช้สามารถพกพาได้อย่างสะดวกพร้อมทั้งวัดน้ำหนักสิ่งของแบบเรียลไทม์

3) การควบคุมอัตโนมัติในอุตสาหกรรมและการผลิตขนาดเล็ก

• การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ในสายการประกอบ SMT (Surface Mount Technology) ตรวจสอบน้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ชิปและตัวต้านทาน เพื่อคัดแยกสินค้าที่มีข้อบกพร่อง หรือในขั้นตอนการหีบห่อเซมิคอนดักเตอร์ วัดน้ำหนักของสารเคลือบหุ้มเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการหีบห่อ

• อุปกรณ์ระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก: อุปกรณ์ปลายทางสำหรับหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ตรวจจับน้ำหนักของชิ้นส่วนเพื่อยืนยันการหยิบจับที่ประสบความสำเร็จ เช่น การตรวจสอบน้ำหนักโมดูลกล้องสมาร์ทโฟน

• อุปกรณ์ควบคุมของไหล: ติดตั้งอยู่ในปั๊มวัดขนาดเล็กและหัวฉีดเชื้อเพลิง เพื่อตรวจสอบการส่งของไหลตามน้ำหนัก เช่น การชั่งน้ำหนักเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำในระบบหัวฉีดเชื้อเพลิง เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการเผาไหม้

4) ด้านการวิจัยและการทดสอบ

• การวิจัยวิทยาศาสตร์วัสดุ: การวัดน้ำหนักของตัวอย่างวัสดุขนาดเล็ก (เช่น นาโนแมททีเรียล ฟิล์มบาง) หรือการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักระหว่างกระบวนการดึงหรืออัด เพื่อจัดเตรียมข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์สมรรถนะ

• อุปกรณ์ตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: ในเครื่องติดตามคุณภาพน้ำขนาดเล็กและอุปกรณ์เก็บตัวอย่างอากาศ ใช้การชั่งน้ำหนักตัวอย่างที่เก็บได้เพื่อคำนวณความเข้มข้นของมลพิษ เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักของฝุ่นอนุภาคในอากาศหลังการเก็บตัวอย่าง

5) ภาคการขนส่งโลจิสติกส์ และภาคค้าปลีก

• ระบบคัดแยกขนาดเล็ก: ที่ปลายสายการคัดแยกอัตโนมัติสำหรับพัสดุจัดส่งด่วน จะชั่งน้ำหนักพัสดุขนาดเล็กเพื่อจัดประเภทตามน้ำหนัก หรือที่จุดชำระเงินแบบบริการตนเองในซูเปอร์มาร์เก็ตไร้พนักงาน จะใช้การชั่งน้ำหนัก (พร้อมการอ้างอิงฐานข้อมูลน้ำหนัก) เพื่อระบุสินค้า

• อุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับค้าปลีก เช่น เครื่องชั่งเครื่องประดับ และเครื่องชั่งโลหะมีค่า ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดน้ำหนักสิ่งของมีค่าอย่างแม่นยำ เช่น ทองคำและเพชร มีขนาดกะทัดรัด สามารถวางบนเคาน์เตอร์ได้อย่างง่ายดายโดยไม่เปลืองพื้นที่

สรุป

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบไมโคร ด้วยจุดแข็งหลักในเรื่อง "ขนาดกะทัดรัด ความแม่นยำสูง และการใช้พลังงานต่ำ" ได้ก้าวข้ามข้อจำกัดด้านพื้นที่และการวัดของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิม สามารถตอบสนองความต้องการชั่งน้ำหนักในโหลดเบาได้อย่างแม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และการผลิตในระดับไมโคร การติดตั้งที่สะดวก สมรรถนะที่เสถียร และการออกแบบที่คุ้มค่าต้นทุน ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดฟังก์ชันในอุปกรณ์ไมโครเท่านั้น แต่ยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้ในการบรรลุเป้าหมาย "ความแม่นยำ ขนาดเล็กลง และความอัจฉริยะ" ในการชั่งน้ำหนักข้ามอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วยเหตุนี้ เซนเซอร์เหล่านี้จึงกลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของเทคโนโลยีเซนเซอร์สมัยใหม่

การแสดงรายละเอียด

พารามิเตอร์