เซ็นเซอร์ไมโครเหล็กกล้า CZL700D

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบไมโคร:

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบไมโครสเกลเป็นอุปกรณ์วัดน้ำหนักขนาดกะทัดรัดที่พัฒนาขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีจากผลของแรงดึง (strain effect technology) โดยกลไกหลักจะเปลี่ยนสัญญาณน้ำหนักให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ผ่านโครงสร้างที่ไวต่อแรงในระดับไมโคร (เช่น อีลาสโตเมอร์ที่มีเกจวัดแรงดึง) โดยปกติแล้วมีขนาดเพียงไม่กี่ถึงหลายสิบลูกบาศก์เซนติเมตร ทำงานในช่วงการวัดตั้งแต่กรัมถึงกิโลกรัม พร้อมข้อดีทั้งสองประการคือขนาดเล็กและมีความแม่นยำสูง ในฐานะส่วนประกอบสำคัญสำหรับการชั่งน้ำหนักในพื้นที่จำกัดและระบบที่ต้องการน้ำหนักเบา เซนเซอร์เหล่านี้จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ทางการแพทย์ อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอุปกรณ์อัจฉริยะ และการทดสอบวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานสำหรับการตรวจจับน้ำหนักในระบบขนาดเล็ก

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) คุณสมบัติหลักของการทำให้มีขนาดเล็ก

• ขนาดเล็กมากและน้ำหนักเบา: ขนาดมาตรฐานมีตั้งแต่ 5×5×2 มม. ถึง 30×20×10 มม. โดยบางรุ่นที่ออกแบบพิเศษสามารถเล็กลงถึงระดับมิลลิเมตร และมีน้ำหนักเพียง 0.1 ถึง 5 กรัม ชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถติดตั้งรวมเข้ากับพื้นที่แคบได้อย่างลงตัว เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ และตัวเรือนปั๊มขนาดเล็ก โดยไม่กระทบต่อความแข็งแรงของโครงสร้างอุปกรณ์

• การออกแบบที่กะทัดรัด: โมเดลส่วนใหญ่มีการห่อหุ้มแบบบูรณาการ ซึ่งรวมเอาชิ้นส่วนที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงและวงจรปรับสัญญาณไว้ภายในตัวเรือนขนาดจิ๋ว ตัวแปรบางชนิดรองรับวิธีติดตั้งแบบบาง เช่น เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (SMT) หรือขั้วต่อแบบมีขา ซึ่งสามารถใช้งานร่วมกับการบัดกรีลงบนบอร์ด PCB โดยตรง หรือการติดตั้งแบบล็อกเข้าที่ได้ทันที

2 ) ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพการชั่งน้ำหนัก

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

• การตอบสนองแบบไดนามิกอย่างรวดเร็ว: ด้วยเวลาตอบสนอง ≤10 มิลลิวินาที สามารถจับการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักแบบเรียลไทม์ได้ทันที เช่น การชั่งน้ำหนักเบาความเร็วสูงในสายการคัดแยกอัตโนมัติ และการตรวจสอบอัตราการหยด/น้ำหนักในระบบให้สารน้ำทางการแพทย์ จึงป้องกันความคลาดเคลื่อนในการวัดที่เกิดจากความล่าช้าของสัญญาณ

• ความสามารถต้านทานสัญญาณรบกวนอย่างเสถียร: โมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัว (ทำงานได้ที่ -10℃ ถึง 60℃) ช่วยลดผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม โดยมีสัญญาณเอาต์พุตแบบดิฟเฟอเรนเชียลหรือการป้องกันสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งช่วยป้องกันการรบกวนจากวงจรภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อรับประกันความมั่นคงของข้อมูล

3) ฟังก์ชันการรวมเข้าด้วยกันและการปรับใช้

• รองรับหลายรูปแบบของการส่งสัญญาณออก: รองรับสัญญาณแอนะล็อก (0-5V, 4-20mA) และสัญญาณดิจิทัล (I2C, SPI, UART) ทำให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครชิป และ PLC ขนาดเล็ก โดยไม่จำเป็นต้องใช้โมดูลขยายสัญญาณเพิ่มเติม

• ความเข้ากันได้ของวัสดุและตัวกลาง: ส่วนประกอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม 316L โลหะผสมไทเทเนียม หรือพลาสติกวิศวกรรมเป็นหลัก พร้อมเปลือกที่ทนต่อการกัดกร่อน ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถใช้งานร่วมกับสื่อชั่งน้ำหนักหลายประเภท ได้แก่ ของเหลวทางการแพทย์ ส่วนผสมอาหาร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โดยสามารถป้องกันการปนเปื้อนหรือความเสียหายจากการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำ: การใช้พลังงานขณะอยู่ในโหมดคงที่ ≤10mA และลดลงเหลือ 10μA ในโหมดสลีป เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่ (เช่น เครื่องชั่งแบบพกพา อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ) เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. จุดปัญหาหลักในอุตสาหกรรมที่ต้องแก้ไข

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

• ความท้าทายในการรวมเข้ากับอุปกรณ์ขนาดเล็ก: แก้ไขปัญหาความสามารถในการติดตั้งเซนเซอร์แบบดั้งเดิมในอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น ฟังก์ชันตรวจสอบน้ำหนักในสายรัดข้อมืออัจฉริยะ หรือการควบคุมปริมาณของเหลวในปั๊มการแพทย์ขนาดเล็ก โดยสามารถทำงานชั่งน้ำหนักและทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลงได้ผ่านการออกแบบที่กะทัดรัด

• ปัญหาการวัดน้ำหนักเบาและความแม่นยำสูง: เพื่อแก้ไขปัญหาความไม่แม่นยำของเซนเซอร์แบบดั้งเดิมในการชั่งน้ำหนักระดับกรัมและมิลลิกรัม เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ การตรวจสอบน้ำหนักขาไอซีอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตที่มีความแม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

• ความท้าทายด้านประสิทธิภาพพลังงานสำหรับอุปกรณ์พกพา: เพื่อแก้ไขปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงเนื่องจากการใช้พลังงานสูงของเซนเซอร์แบบดั้งเดิม เช่น เครื่องชั่งพัสดุแบบพกพา และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับเก็บตัวอย่างกลางแจ้ง โดยอุปกรณ์เหล่านี้มีคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำเพื่อยืดอายุการใช้งานต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

• ข้อจำกัดจากพื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน: ตอบสนองความต้องการในการชั่งน้ำหนักในสภาพแวดล้อมที่จำกัดหรือมีโครงสร้างพิเศษ เช่น การชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนภายในของอุปกรณ์อัตโนมัติและการตรวจสอบน้ำหนักของของเหลวในท่อส่ง โดยใช้วิธีติดตั้งแบบผิวสัมผัส (surface-mount) หรือฝังตัว (embedded) เพื่อแก้ปัญหาข้อจำกัดด้านพื้นที่

• ความเข้ากันได้ของสัญญาณในหลายสถานการณ์: ช่วยแก้ปัญหาความไม่สอดคล้องกันระหว่างสัญญาณของเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมกับยูนิตไมโครคอนโทรลเลอร์ รุ่นที่ให้สัญญาณดิจิทัลสามารถเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCUs) ได้โดยตรง ทำให้ออกแบบวงจรไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ง่ายขึ้น และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนา

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้งาน

• ความสะดวกในการรวมระบบระดับสูง: รูปแบบการจัดเรียงขา (pin layout) และขนาดบรรจุภัณฑ์ตามมาตรฐาน ทำให้สามารถบัดกรีลงบนบอร์ดวงจรพิมพ์ (PCB) หรือยึดติดแบบ snap-fit ได้ทันที โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างกลไกที่ซับซ้อน ลดเวลาการติดตั้งรวมไม่เกิน 30 นาที และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอุปกรณ์อย่างมาก

• กระบวนการดีบักง่ายดาย: โมเดลสัญญาณดิจิทัลช่วยให้สามารถปรับเทียบจุดศูนย์และช่วงได้ด้วยการสั่งงานเพียงคลิกเดียว ในขณะที่โมเดลสัญญาณแอนะล็อกมีความเป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยม ด้วยการดีบักวงจรพื้นฐานเพียงเล็กน้อย ก็สามารถนำไปใช้งานได้ทันที ช่วยลดอุปสรรคด้านเทคนิคสำหรับทีมวิจัยและพัฒนาอย่างมาก

• ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สูง: การออกแบบชดเชยอุณหภูมิและต้านทานสัญญาณรบกวน ทำให้ข้อมูลเบี่ยงเบนไม่เกิน ±0.05%FS/ปี ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งในแอปพลิเคชันแบบพกพาหรือแบบฝังตัว และช่วยลดความต้องการในการบำรุงรักษาอย่างมาก

• การเลือกโมเดลที่ยืดหยุ่น: มีโมเดลหลากหลายรุ่นที่มีช่วงการวัด สัญญาณ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกันให้เลือก คุณสามารถเลือกรุ่นได้โดยตรงตามขนาดอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้า และความต้องการด้านความแม่นยำ ผู้ผลิตบางรายยังรองรับการผลิตแบบสั่งทำจำนวนน้อยเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคล

• การควบคุมต้นทุนอยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม: ต้นทุนต่อหน่วยสามารถควบคุมได้อยู่ในช่วงสิบกว่าถึงร้อยกว่าหยวนเมื่อซื้อเป็นจำนวนมาก ซึ่งต่ำกว่าแผนการตรวจจับขนาดเล็กแบบกำหนดเองมากกว่า 50% ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำยังช่วยลดต้นทุนการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์

4. กรณีการใช้งานทั่วไป

1) การดูแลสุขภาพ

• อุปกรณ์ตรวจสอบการให้สารน้ำ: ผสานเข้ากับเครื่องสูบสารน้ำ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารละลายแบบเรียลไทม์ คำนวณอัตราการให้สารน้ำ และแจ้งเตือนเมื่อสารละลายน้อยจนเกือบหมด เพื่อป้องกันขวดเปล่า ซึ่งพบได้ในการควบคุมการให้สารน้ำอย่างแม่นยำในหอผู้ป่วยหนัก

• อุปกรณ์ฟื้นฟูและพยาบาล: รวมถึงเครื่องชั่งฟื้นฟูอัจฉริยะ และเซ็นเซอร์น้ำหนักสำหรับอวัยวะเทียม ซึ่งช่วยตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักระหว่างการฝึกฟื้นฟูของผู้สูงอายุ หรือให้ข้อมูลแรงตอบกลับสำหรับอวัยวะเทียม จึงช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการฟื้นฟู

• อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ: ไมโครพิเปตและเครื่องวิเคราะห์ชีวเคมีใช้สำหรับวัดน้ำหนักของสารตัวอย่างหรือรีเอเจนต์ เพื่อให้มั่นใจในการเติมตัวอย่างอย่างแม่นยำ เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างขนาดเล็กสำหรับชุดทดสอบโควิด-19

2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ

• อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ: ถูกรวมเข้ากับเครื่องติดตามสุขภาพและนาฬิกาอัจฉริยะ อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยในการวัดน้ำหนักตัวและไขมันในร่างกายแบบทางอ้อม รวมถึงการตรวจสอบแรงแบบเรียลไทม์ระหว่างทำกิจกรรมทางกาย 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

• อุปกรณ์ไมโครอัตโนมัติ: อุปกรณ์ปลายทางสำหรับหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนขนาดเล็กที่สามารถตรวจจับและชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนเพื่อยืนยันการจับที่ประสบความสำเร็จ เช่น การตรวจสอบน้ำหนักในกระบวนการประกอบโมดูลกล้องสมาร์ทโฟน

• 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

เซ็นเซอร์ชั่งน้ำหนักขนาดเล็ก ด้วยจุดแข็งหลักในเรื่อง "ขนาดกะทัดรัด ความแม่นยำสูง และการใช้พลังงานต่ำ" ได้ก้าวข้ามข้อจำกัดด้านพื้นที่และการวัดค่าของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิม สามารถตอบสนองความต้องการชั่งน้ำหนักภาระเบาอย่างแม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และการผลิตขนาดเล็ก การติดตั้งที่สะดวก สมรรถนะที่เสถียร และการออกแบบที่คุ้มค่า ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดฟังก์ชันในอุปกรณ์ขนาดเล็กเท่านั้น แต่ยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้แก่อุตสาหกรรมต่างๆ ในการบรรลุเป้าหมาย "ความแม่นยำ ขนาดเล็กลง และความอัจฉริยะ" ในการชั่งน้ำหนัก ด้วยเหตุนี้ เซ็นเซอร์เหล่านี้จึงกลายเป็นส่วนหนึ่งที่ขาดไม่ได้ของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ยุคใหม่

การแสดงรายละเอียด

พารามิเตอร์