เซ็นเซอร์ไมโครเหล็กกล้า CZL902

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

ไมโคร load cells เป็นองค์ประกอบการวัดน้ำหนักที่ถูกลดขนาดลง ซึ่งพัฒนาขึ้นตามหลักการของผลลัพธ์ความเครียด (strain effect) โดยหัวใจหลักของมันจะเปลี่ยนสัญญาณน้ำหนักให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ผ่านโครงสร้างที่มีความไวสูงในระดับจุลภาค (เช่น อีลาสโตเมอร์แบบเกจวัดความเครียด) ปริมาตรของมันมักถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงตั้งแต่ไม่กี่ลูกบาศก์เซนติเมตรไปจนถึงหลายสิบลูกบาศก์เซนติเมตร โดยมีช่วงการวัดตั้งแต่กรัมไปจนถึงกิโลกรัม จึงรวมข้อดีสองประการคือ "ขนาดเล็ก" และ "ความแม่นยำสูง" เข้าไว้ด้วยกัน ในฐานะชิ้นส่วนหลักสำหรับการชั่งน้ำหนักในสถานการณ์ที่มีน้ำหนักเบาและพื้นที่จำกัด จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อัจฉริยะ และการทดสอบวิจัยทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำให้เกิดการรับรู้น้ำหนักในอุปกรณ์ขนาดเล็ก

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) คุณลักษณะหลักด้านการลดขนาด

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

• การออกแบบโครงสร้างที่กะทัดรัด: ส่วนใหญ่ใช้การบรรจุภัณฑ์แบบบูรณาการ โดยรวมองค์ประกอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงและวงจรปรับสัญญาณเข้าไปในตัวเรือนขนาดเล็ก บางรุ่นรองรับรูปแบบการติดตั้งที่บางและเบา เช่น การติดตั้งแบบผิวหน้า (surface mount) และแบบมีขั้วนำ (lead type) เหมาะสำหรับการบัดกรีโดยตรงหรือยึดติดแบบ snap-fit บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB boards)

2) ข้อได้เปรียบด้านสมรรถนะการชั่งน้ำหนัก

• การวัดที่แม่นยำในช่วงกว้าง: ช่วงการวัดครอบคลุมตั้งแต่ 0.1g ถึง 50kg โดยมีความแม่นยำหลักในการวัดอยู่ที่ ±0.01%FS ถึง ±0.1%FS และมีความละเอียดสูงสุดถึง 0.001g สามารถรองรับทั้งการชั่งน้ำหนักตัวอย่างระดับไมโครกรัมในห้องปฏิบัติการและการตรวจสอบน้ำหนักระดับกรัมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

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

• ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนอย่างมั่นคง: มีโมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัว (เหมาะกับสภาพแวดล้อมการทำงานตั้งแต่ -10℃ ถึง 60℃) เพื่อลดผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิภายนอก ใช้การออกแบบสัญญาณออกแบบดิฟเฟอเรนเชียลหรือระบบป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อต้านทานการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในอุปกรณ์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของข้อมูล

3) ฟังก์ชันการรวมระบบและการปรับใช้งาน

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

• ความเข้ากันได้ของวัสดุและตัวกลาง: องค์ประกอบที่ไวต่อการวัดส่วนใหญ่ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมชนิด 316L โลหะผสมไทเทเนียม หรือพลาสติกวิศวกรรม และตัวเรือนได้รับการเคลือบป้องกันการกัดกร่อน ทำให้เหมาะสมกับสื่อที่ต้องชั่งน้ำหนักหลากหลาย เช่น ของเหลวในร่างกายทางการแพทย์ วัตถุดิบอาหาร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โดยช่วยป้องกันการปนเปื้อนหรือความเสียหายจากการกัดกร่อน

• คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำ: การใช้พลังงานขณะอยู่ในโหมดคงที่ไม่เกิน 10mA และสามารถลดลงเหลือเพียง 10μA ในโหมดสลีป จึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่ (เช่น เครื่องชั่งน้ำหนักแบบพกพาและอุปกรณ์สวมใส่สมาร์ท) เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. ปัญหาหลักในอุตสาหกรรมที่แก้ไขได้
ในสถานการณ์ที่ต้องชั่งน้ำหนักเบาและขนาดเล็กลง ไส้เซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิม (เช่น เซ็นเซอร์เครื่องชั่งแบบแท่นและโมดูลชั่งน้ำหนักอุตสาหกรรม) มักมีปัญหา เช่น "ขนาดใหญ่เกินไป การใช้พลังงานสูง ความแม่นยำไม่เพียงพอ และยากต่อการติดตั้งรวมระบบ" ไส้เซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบกะทัดรัดได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาหลักต่อไปนี้:
• อุปสรรคในการรวมระบบในอุปกรณ์ขนาดเล็ก: แก้ปัญหาที่เซนเซอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถฝังลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ เช่น ฟังก์ชันตรวจสอบน้ำหนักตัวของสร้อยข้อมืออัจฉริยะ และการควบคุมน้ำหนักยาในรูปของเหลวในปั๊มการแพทย์ขนาดจิ๋ว โดยตอบสนองความต้องการทั้งในด้าน "การชั่งน้ำหนัก + การทำให้มีขนาดเล็กลง" ผ่านการออกแบบที่มีขนาดเล็กกะทัดรัด
• ปัญหาในการวัดค่าความแม่นยำสูงภายใต้ภาระเบา : แก้ปัญหาความไม่แม่นยำของเซนเซอร์แบบดั้งเดิมในการชั่งน้ำหนักระดับกรัมและมิลลิกรัม เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างปริมาณน้อยในห้องปฏิบัติการ และการตรวจสอบน้ำหนักขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โดยให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตที่มีความแม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
• ปัญหาการใช้พลังงานในอุปกรณ์พกพา: แก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงเนื่องจากการใช้พลังงานสูงของเซนเซอร์แบบดั้งเดิม เช่น เครื่องชั่งพกพาสำหรับงานด่วน และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับเก็บตัวอย่างในพื้นที่กลางแจ้ง โดยคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำช่วยยืดอายุการใช้งานต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
• ข้อจำกัดของพื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน: ตอบสนองความต้องการในการชั่งน้ำหนักในพื้นที่แคบและโครงสร้างพิเศษ เช่น การชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์อัตโนมัติและการตรวจสอบน้ำหนักของของเหลวในท่อ โดยสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดด้านพื้นที่ได้ด้วยการติดตั้งแบบแผ่นแปะหรือฝัง
• ปัญหาความเข้ากันได้ของสัญญาณในหลายสถานการณ์: แก้ไขปัญหาที่เกิดจากสัญญาณของเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมที่ไม่สอดคล้องกับหน่วยควบคุมขนาดเล็ก รุ่นที่มีการส่งออกสัญญาณแบบดิจิทัลสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์และ MCU ลดความซับซ้อนของการออกแบบวงจรในอุปกรณ์ขนาดเล็ก และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนา

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้งาน
•ความสะดวกในการรวมระบบระดับสูง: รูปแบบพินและขนาดแพ็คเกจแบบมาตรฐานรองรับการบัดกรีหรือยึดติดแบบ snap-fit บนบอร์ด PCB โดยไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างกลไกที่ซับซ้อน ลดเวลาการรวมระบบให้อยู่ในระยะเวลาไม่ถึง 30 นาที ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอุปกรณ์อย่างมาก
• การดำเนินการดีบักอย่างง่าย: โมเดลสัญญาณดิจิทัลรองรับการปรับเทียบศูนย์และช่วงแบบหนึ่งปุ่มผ่านคำสั่ง ในขณะที่โมเดลสัญญาณแอนะล็อกมีความเป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยม ต้องการเพียงการตรวจสอบวงจรอย่างง่ายก่อนใช้งาน ช่วยลดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับบุคลากรด้านวิจัยและพัฒนา
•ความมั่นคงในการใช้งานที่แข็งแกร่ง: การออกแบบชดเชยอุณหภูมิและต้านทานสัญญาณรบกวน ทำให้ข้อมูลเบี่ยงเบนไม่เกิน ±0.05%FS/ปี ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งในสถานการณ์แบบพกพาหรือฝังตัว ช่วยลดภาระงานบริการหลังการขาย
•ตัวเลือกโมเดลที่หลากหลายและยืดหยุ่น: มีหลายรุ่นที่ครอบคลุมช่วงการวัด ประเภทสัญญาณ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน สามารถเลือกได้โดยตรงตามขนาดอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าจ่าย และข้อกำหนดด้านความแม่นยำ ผู้ผลิตบางรายรองรับการปรับแต่งจำนวนน้อยเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคล
•การควบคุมต้นทุนที่เหมาะสม: ต้นทุนต่อหน่วยสามารถควบคุมให้อยู่ระหว่างสิบถึงร้อยหยวนในระหว่างการจัดซื้อจำนวนมาก โดยมีต้นทุนลดลงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับโซลูชันเซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่ออกแบบเฉพาะตัว ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำยังช่วยลดต้นทุนการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์

4. สถานการณ์การใช้งานทั่วไป
1) ด้านการดูแลสุขภาพ
• อุปกรณ์ติดตามการให้สารน้ำ: ติดตั้งอยู่ภายในปั๊มให้สารน้ำ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารละลายยาแบบเรียลไทม์ คำนวณอัตราการให้สารน้ำ และแจ้งเตือนเมื่อสารละลายใกล้หมด ช่วยป้องกันความเสี่ยงจากการให้สารน้ำหมด ตัวอย่างเช่น การควบคุมการให้สารน้ำอย่างแม่นยำในหน่วยดูแลผู้ป่วยหนัก
• อุปกรณ์ฟื้นฟูและดูแลผู้ป่วย: ใช้ในเครื่องชั่งฟื้นฟูอัจฉริยะและโมดูลตรวจจับน้ำหนักของอวัยวะเทียม เช่น การติดตามการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักระหว่างการฝึกฟื้นฟูผู้สูงอายุ หรือการให้แรงตอบกลับแก่อวัยวะเทียม เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการฟื้นฟู
• อุปกรณ์การแพทย์สำหรับห้องปฏิบัติการ: ใช้ในไมโครพิเปตต์และเครื่องวิเคราะห์ชีวเคมี เพื่อวัดน้ำหนักของตัวทำละลายหรือตัวอย่าง เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการเติมตัวอย่าง เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างไมโครของสารเคมีสำหรับการตรวจโควิด-19
2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ
• อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ: ติดตั้งในสร้อยข้อมืออัจฉริยะและนาฬิกาอัจฉริยะ เพื่อให้สามารถวัดน้ำหนักตัวและไขมันในร่างกายแบบทางอ้อม หรือตรวจสอบแรงที่กระทำขณะออกกำลังกาย เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักที่กระทำต่อเท้าขณะลงน้ำหนักขณะวิ่ง
• อุปกรณ์บ้านอัจฉริยะ: ใช้สำหรับชั่งน้ำหนักวัตถุดิบในเครื่องชั่งครัวอัจฉริยะและเครื่องชงกาแฟ เช่น การชั่งผงกาแฟอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมความเข้มข้นของกาแฟ หรือตรวจสอบระดับความเต็มของถังขยะอัจฉริยะ (โดยการประเมินปริมาณขยะจากน้ำหนัก)
• เครื่องชั่งพกพา: เช่น เครื่องชั่งขนาดเล็กสำหรับใช้จัดส่งพัสดุและเครื่องชั่งน้ำหนักกระเป๋าเดินทาง ที่มีขนาดเล็กและออกแบบให้ใช้พลังงานต่ำ สะดวกต่อการพกพาและช่วยให้ผู้ใช้สามารถวัดน้ำหนักของสิ่งของได้แบบเรียลไทม์
3) การควบคุมอัตโนมัติในอุตสาหกรรมและการผลิตขนาดเล็ก
• การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ในสายการผลิต SMT แบบ pick-and-place จะใช้ตรวจสอบน้ำหนักของชิ้นส่วน เช่น ชิปและตัวต้านทาน เพื่อคัดแยกผลิตภัณฑ์ที่บกพร่องออกไป หรือในขั้นตอนบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ จะวัดน้ำหนักของสารเคลือบเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการหีบห่อ
• อุปกรณ์ระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก: ใช้ติดตั้งที่ปลายเครื่องมือ (end-effectors) ของหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนขนาดเล็ก เพื่อตรวจจับน้ำหนักของชิ้นส่วนที่จับอยู่ และตรวจสอบว่าการจับสำเร็จหรือไม่ เช่น การชั่งน้ำหนักและตรวจสอบขณะประกอบโมดูลกล้องโทรศัพท์มือถือ
• อุปกรณ์ควบคุมของไหล: ติดตั้งภายในปั๊มจ่ายสารขนาดเล็กและหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อตรวจสอบปริมาณการจ่ายของเหลวผ่านการชั่งน้ำหนัก เช่น การชั่งน้ำหนักเชื้อเพลิงในระบบหัวฉีดเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการเผาไหม้
4) การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการทดสอบ
• การวิจัยวิทยาศาสตร์วัสดุ: วัดน้ำหนักของตัวอย่างวัสดุขนาดเล็ก (เช่น วัสดุนาโน และวัสดุฟิล์มบาง) หรือการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของวัสดุระหว่างการยืดและอัด เพื่อให้ข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์สมรรถนะ
• อุปกรณ์ตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: ในเครื่องตรวจสอบคุณภาพน้ำขนาดเล็กและอุปกรณ์เก็บตัวอย่างอากาศ ใช้ในการวัดน้ำหนักของตัวอย่างที่เก็บมาเพื่อคำนวณความเข้มข้นของมลพิษ เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักหลังการเก็บตัวอย่างฝุ่นละอองในอากาศ
5) โลจิสติกส์และค้าปลีก
• ระบบคัดแยกขนาดเล็ก: ที่ปลายสายการคัดแยกพัสดุอัตโนมัติ ใช้ชั่งน้ำหนักพัสดุขนาดเล็กเพื่อจัดประเภทตามน้ำหนัก หรือที่เคาน์เตอร์ชำระเงินอัตโนมัติในซูเปอร์มาร์เก็ตไร้พนักงาน ใช้การชั่งน้ำหนัก (ร่วมกับฐานข้อมูลน้ำหนัก) เพื่อระบุชนิดของสินค้า
• อุปกรณ์ชั่งน้ำหนักร้านค้าปลีก: เช่น เครื่องชั่งเครื่องประดับและเครื่องชั่งโลหะมีค่า ใช้สำหรับชั่งน้ำหนักสิ่งของมีค่าอย่างแม่นยำ เช่น ทองคำและเพชร ขนาดเล็กสามารถวางบนเคาน์เตอร์ได้โดยไม่เปลืองพื้นที่มากนัก

สรุป

เซลล์วัดแรงชนิดไมโคร ที่มีจุดแข็งหลักคือ "ขนาดเล็ก ความแม่นยำสูง และการใช้พลังงานต่ำ" ได้ก้าวข้ามข้อจำกัดของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิมในด้านพื้นที่และช่วงการวัด ตอบสนองความต้องการในการชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักเบาอย่างแม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น ทางการแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และการผลิตไมโคร ด้วยวิธีการติดตั้งที่สะดวก สมรรถนะที่มั่นคง และการควบคุมต้นทุนที่เหมาะสม ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดฟังก์ชันของอุปกรณ์ไมโคร แต่ยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้แก่อุตสาหกรรมต่างๆ ในการบรรลุเป้าหมาย "ความแม่นยำ ขนาดเล็กลง และความอัจฉริยะ" ในการชั่งน้ำหนัก จนกลายเป็นส่วนหนึ่งที่ขาดไม่ได้และมีความสำคัญของเทคโนโลยีเซนเซอร์สมัยใหม่

การแสดงรายละเอียด

พารามิเตอร์