เซ็นเซอร์ไมโครเหล็กกล้า CZL913EC

ข้อมูลผลิตภัณฑ์

ไมโคร load cells เป็นองค์ประกอบการวัดน้ำหนักที่มีขนาดเล็กลง โดยพัฒนาขึ้นตามหลักการของผลลัพธ์ความเครียด (strain effect) ซึ่งแกนกลางของอุปกรณ์จะเปลี่ยนสัญญาณน้ำหนักให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ โดยใช้โครงสร้างที่มีความไวสูงในระดับจุลภาค (เช่น อีลาสโตเมอร์แบบเกจวัดความเครียด) ปริมาตรของอุปกรณ์มักถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงไม่กี่ลูกบาศก์เซนติเมตรถึงหลายสิบลูกบาศก์เซนติเมตร โดยมีช่วงการวัดตั้งแต่กรัมถึงกิโลกรัม รวมข้อดีทั้งสองประการคือ "ขนาดเล็ก" และ "ความแม่นยำสูง" เนื่องจากเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับการชั่งน้ำหนักในสถานการณ์ที่มีน้ำหนักเบาและพื้นที่จำกัด จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อัจฉริยะ และการทดสอบวิจัยทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการทำให้เกิดการรับรู้น้ำหนักในอุปกรณ์ขนาดเล็ก

1. คุณสมบัติและหน้าที่หลัก

1) คุณลักษณะหลักด้านการลดขนาด

• ปริมาตรเล็กมากและน้ำหนักเบา: ขนาดทั่วไปมีช่วงตั้งแต่ 5 มม.×5 มม.×2 มม. ถึง 30 มม.×20 มม.×10 มม. และบางรุ่นที่ออกแบบพิเศษสามารถลดขนาดลงถึงระดับมิลลิเมตร ด้วยน้ำหนักเพียง 0.1 กรัม ถึง 5 กรัม ทำให้สามารถติดตั้งได้ง่ายในพื้นที่จำกัด เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ และปั๊มขนาดเล็ก โดยไม่กระทบต่อการออกแบบโครงสร้างโดยรวมของอุปกรณ์

• การออกแบบโครงสร้างที่กะทัดรัด: ส่วนใหญ่ใช้การห่อหุ้มแบบบูรณาการ โดยรวมองค์ประกอบที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงและวงจรปรับสัญญาณไว้ภายในตัวเรือนขนาดเล็ก บางรุ่นรองรับรูปแบบการติดตั้งที่เบามีน้ำหนัก เช่น แบบติดตั้งบนพื้นผิว (surface-mount) และแบบมีขาต่อ (leaded) เหมาะสำหรับการบัดกรีโดยตรงหรือยึดติดแบบ snap-fit บนบอร์ด PCB

2) ข้อได้เปรียบด้านสมรรถนะการชั่งน้ำหนัก

• การวัดที่แม่นยำในช่วงกว้าง: ช่วงการวัดครอบคลุมตั้งแต่ 0.1 กรัม ถึง 50 กิโลกรัม โดยมีความแม่นยำหลักอยู่ที่ ±0.01%FS ถึง ±0.1%FS และความละเอียดสูงสุดถึง 0.001 กรัม สามารถรองรับทั้งการชั่งน้ำหนักตัวอย่างระดับไมโครกรัมในห้องปฏิบัติการ และการตรวจสอบน้ำหนักระดับกรัมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

• การตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว: เวลาตอบสนอง ≤10 มิลลิวินาที สามารถจับการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักชั่วขณะแบบเรียลไทม์ได้ เช่น การชั่งน้ำหนักสินค้าเบาความเร็วสูงบนสายการคัดแยกอัตโนมัติ หรือการตรวจสอบน้ำหนักอัตราการหยดในกระบวนการให้สารน้ำทางการแพทย์ ป้องกันความคลาดเคลื่อนในการวัดที่เกิดจากความล่าช้าของสัญญาณ

• ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนอย่างมั่นคง: ติดตั้งโมดูลชดเชยอุณหภูมิในตัว (รองรับสภาพแวดล้อมการทำงานตั้งแต่ -10°C ถึง 60°C) เพื่อลดผลกระทบจากความผันผวนของอุณหภูมิภายนอก ใช้ระบบส่งสัญญาณแบบต่างศักย์ หรือการออกแบบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อต้านทานการรบกวนจากวงจรไฟฟ้าภายในอุปกรณ์ รักษาความเสถียรของข้อมูล

3) ฟังก์ชันการรวมระบบและการปรับใช้งาน

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

• ความเข้ากันได้ของวัสดุและตัวกลาง: องค์ประกอบที่ไวต่อการรับค่าส่วนใหญ่ทำจากสแตนเลส 316L ไทเทเนียมอัลลอย หรือพลาสติกวิศวกรรม ตัวเรือนทนต่อการกัดกร่อน เหมาะสำหรับการชั่งน้ำหนักสื่อต่างๆ เช่น ของเหลวในร่างกายทางการแพทย์ วัตถุดิบอาหาร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ป้องกันการปนเปื้อนหรือความเสียหายจากการกัดกร่อน

• คุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำ: การใช้พลังงานคงที่ ≤10mA และสามารถต่ำได้ถึง 10μA ในโหมดสลีป เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ใช้แบตเตอรี่ (เช่น เครื่องชั่งน้ำหนักแบบพกพาและอุปกรณ์สวมอัจฉริยะ) ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

2. แก้ไขจุดปัญหาหลักของอุตสาหกรรม

ในสถานการณ์ที่มีน้ำหนักเบาและต้องการการชั่งน้ำหนักขนาดเล็ก เซลล์วัดแรงดึงดูดแบบดั้งเดิม (เช่น เซนเซอร์เครื่องชั่งแบบพื้นและโมดูลชั่งน้ำหนักอุตสาหกรรม) มีปัญหา เช่น "ขนาดใหญ่เกินไป การใช้พลังงานสูง ความแม่นยำไม่เพียงพอ และยากต่อการติดตั้งรวม" เซลล์วัดแรงดึงดูดขนาดเล็กได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อแก้ไขปัญหาหลักต่อไปนี้โดยตรง

• อุปสรรคต่อการติดตั้งในอุปกรณ์ขนาดเล็ก: แก้ปัญหาที่เซนเซอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถฝังลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กได้ เช่น ฟังก์ชันตรวจสอบน้ำหนักตัวในสร้อยข้อมืออัจฉริยะ และการควบคุมน้ำหนักยาเหลวในปั๊มยาทางการแพทย์ขนาดเล็ก โดยใช้การออกแบบที่มีขนาดเล็กกะทัดรัด ทำให้สามารถตอบสนองความต้องการทั้งในด้าน "ฟังก์ชันการชั่งน้ำหนัก + การทำให้เล็กลง" ของอุปกรณ์ได้

• ปัญหาในการวัดค่าความแม่นยำสูงภายใต้การรับน้ำหนักเบา: แก้ปัญหาความแม่นยำไม่เพียงพอของเซนเซอร์แบบดั้งเดิมเมื่อชั่งน้ำหนักในช่วงกรัมและมิลลิกรัม เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างปริมาณน้อยในห้องปฏิบัติการ หรือการตรวจสอบน้ำหนักขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โดยให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการผลิตที่แม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

• ปัญหาการใช้พลังงานในอุปกรณ์พกพา: แก้ปัญหาอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลงเนื่องจากการใช้พลังงานสูงของเซนเซอร์แบบดั้งเดิม เช่น เครื่องชั่งพกพาสำหรับงานด่วน และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักสำหรับเก็บตัวอย่างในพื้นที่กลางแจ้ง โดยคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำช่วยยืดอายุการใช้งานต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

• ข้อจำกัดของพื้นที่ติดตั้งที่ซับซ้อน: แก้ปัญหาความต้องการชั่งน้ำหนักในพื้นที่แคบหรือพื้นที่ที่มีโครงสร้างพิเศษ เช่น การชั่งน้ำหนักชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์อัตโนมัติ หรือการตรวจสอบน้ำหนักของของเหลวในท่อ ด้วยการติดตั้งแบบแผ่นติด (patch-type) และการฝังตัว ซึ่งสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดด้านพื้นที่ได้

• ปัญหาความเข้ากันได้ของสัญญาณในหลายสถานการณ์: แก้ไขปัญหาที่เกิดจากสัญญาณของเซ็นเซอร์แบบดั้งเดิมที่ไม่สอดคล้องกับหน่วยควบคุมขนาดเล็ก รุ่นที่มีการส่งออกสัญญาณแบบดิจิทัลสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับไมโครคอนโทรลเลอร์และ MCU ลดความซับซ้อนของการออกแบบวงจรในอุปกรณ์ขนาดเล็ก และลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนา

3. จุดเด่นด้านประสบการณ์ผู้ใช้งาน

• ความสะดวกในการรวมระบบสูง: รูปแบบพินและขนาดแพ็คเกจแบบมาตรฐานรองรับการบัดกรีหรือยึดติดแบบ snap-fit บนบอร์ด PCB โดยไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างกลไกที่ซับซ้อน ลดเวลาการรวมระบบให้อยู่ในระยะเวลาไม่ถึง 30 นาที ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอุปกรณ์อย่างมาก

• การดำเนินการดีบักอย่างง่ายดาย: โมเดลสัญญาณดิจิทัลรองรับการปรับเทียบศูนย์และช่วงแบบหนึ่งปุ่มผ่านคำสั่ง ในขณะที่โมเดลสัญญาณแอนะล็อกมีความเป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยม ต้องการเพียงการตรวจสอบวงจรอย่างง่ายก่อนใช้งาน ช่วยลดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับบุคลากรด้านวิจัยและพัฒนา

• เสถียรภาพในการใช้งานสูง: การออกแบบชดเชยอุณหภูมิและต้านทานสัญญาณรบกวน ทำให้ข้อมูลมีการเบี่ยงเบนไม่เกิน ±0.05%FS/ปี ช่วยให้ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบบ่อยครั้งในสถานการณ์ที่ใช้งานแบบพกพาหรือฝังตัว ลดภาระงานด้านการบำรุงรักษาภายหลัง

• การเลือกรุ่นที่ยืดหยุ่นและหลากหลาย: มีโมเดลหลากหลายรุ่นที่มีช่วงการวัด ประเภทสัญญาณ และวิธีการติดตั้งที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถเลือกโดยตรงได้ตามขนาดของอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าจ่าย และความต้องการด้านความแม่นยำ ผู้ผลิตบางรายรองรับการปรับแต่งเป็นล็อตเล็กเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคล

• การควบคุมต้นทุนอย่างเหมาะสม: ต้นทุนต่อหน่วยสามารถควบคุมให้อยู่ในช่วงหลายสิบถึงหลายร้อยหยวนเมื่อจัดซื้อจำนวนมาก ซึ่งลดต้นทุนลงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับโซลูชันเซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่ออกแบบเฉพาะตัว ขณะเดียวกันคุณสมบัติการใช้พลังงานต่ำยังช่วยลดต้นทุนการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์

4. สถานการณ์การประยุกต์ใช้งานทั่วไป
1) ด้านการแพทย์และสุขภาพ
• อุปกรณ์ตรวจสอบการให้สารน้ำ: ติดตั้งอยู่ภายในปั๊มให้สารน้ำ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสารละลายยาแบบเรียลไทม์ คำนวณอัตราการให้สารน้ำ และแจ้งเตือนเมื่อของเหลวใกล้หมด เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากการเกิดขวดว่าง เช่น การควบคุมการให้สารน้ำอย่างแม่นยำในหน่วยดูแลผู้ป่วยหนัก
• อุปกรณ์ฟื้นฟูสมรรถภาพและอุปกรณ์พยาบาล: ใช้ในเครื่องชั่งอัจฉริยะสำหรับการฟื้นฟูและการรับรู้น้ำหนักในอวัยวะเทียม เช่น การติดตามการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักตัวระหว่างการฝึกฟื้นฟูผู้สูงอายุ หรือการให้ข้อมูลย้อนกลับเกี่ยวกับน้ำหนักในอวัยวะเทียม เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการฟื้นฟู
• อุปกรณ์การแพทย์สำหรับห้องปฏิบัติการ: ในไมโครพิเปตและเครื่องวิเคราะห์ชีวเคมี ใช้สำหรับวัดน้ำหนักของสารตัวอย่างหรือสารรีเอเจนต์ เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการเติมตัวอย่าง เช่น การชั่งน้ำหนักตัวอย่างไมโครในรีเอเจนต์ตรวจโควิด-19

2) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ
• อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะ: ผสานเข้ากับสร้อยข้อมืออัจฉริยะและนาฬิกาอัจฉริยะ เพื่อให้สามารถวัดน้ำหนักตัวและไขมันในร่างกายแบบอ้อม หรือติดตามน้ำหนักของแรงขณะออกกำลังกาย เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักแรงกระแทกของฝ่าเท้าขณะวิ่ง
• อุปกรณ์สมาร์ทโฮม: ใช้สำหรับชั่งน้ำหนักวัตถุดิบในเครื่องชั่งครัวอัจฉริยะและเครื่องชงกาแฟ เช่น การชั่งผงกาแฟอย่างแม่นยำเพื่อควบคุมความเข้มข้นของการชง; หรือตรวจสอบระดับความเต็มของถังขยะอัจฉริยะ (โดยการประเมินปริมาณขยะจากน้ำหนัก)
• เครื่องชั่งพกพา: เช่น เครื่องชั่งขนาดเล็กสำหรับใช้จัดส่งพัสดุ และอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักกระเป๋าเดินทาง ที่ออกแบบให้มีขนาดเล็กและกินไฟน้อย สะดวกต่อการพกพาและช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถวัดน้ำหนักสิ่งของได้แบบเรียลไทม์

3) การควบคุมอัตโนมัติในอุตสาหกรรมและการผลิตขนาดเล็ก
• การผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์: ในสายการผลิต SMT ที่ใช้เครื่องจ่ายชิ้นส่วนอัตโนมัติ จะใช้ตรวจสอบน้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ชิปและตัวต้านทาน เพื่อคัดแยกผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง; หรือในการหีบห่อเซมิคอนดักเตอร์ จะใช้วัดน้ำหนักของสารเคลือบเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการหีบห่อ
• อุปกรณ์ระบบอัตโนมัติขนาดเล็ก: ใช้ในตัวจับยึดปลายทางของหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนขนาดเล็ก เพื่อตรวจจับน้ำหนักของชิ้นส่วนที่ถูกจับยึด และตรวจสอบว่าการจับยึดนั้นสำเร็จหรือไม่ เช่น การตรวจสอบน้ำหนักขณะประกอบโมดูลกล้องโทรศัพท์มือถือ
• อุปกรณ์ควบคุมของเหลว: ติดตั้งในปั๊มจ่ายของเหลวขนาดเล็กและหัวฉีดเชื้อเพลิง เพื่อตรวจสอบปริมาณของเหลวที่ส่งผ่านการชั่งน้ำหนัก เช่น การชั่งน้ำหนักเชื้อเพลิงในระบบหัวฉีดเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการเผาไหม้

4) ด้านการวิจัยและทดสอบทางวิทยาศาสตร์
• การวิจัยด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ: วัดน้ำหนักของตัวอย่างวัสดุขนาดเล็ก (เช่น วัสดุนาโน และวัสดุฟิล์มบาง) หรือการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของวัสดุระหว่างการยืดและอัด เพื่อจัดเก็บข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์สมรรถนะ
• อุปกรณ์ตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: ในเครื่องติดตามคุณภาพน้ำจิ๋วและอุปกรณ์เก็บตัวอย่างอากาศ จะใช้ชั่งน้ำหนักตัวอย่างที่รวบรวมได้เพื่อคำนวณความเข้มข้นของมลพิษ เช่น การวิเคราะห์น้ำหนักหลังการเก็บตัวอย่างฝุ่นละอองในบรรยากาศ

5) ด้านโลจิสติกส์และค้าปลีก
• ระบบคัดแยกขนาดเล็ก: ที่ปลายสายการคัดแยกอัตโนมัติสำหรับพัสดุ จะชั่งน้ำหนักพัสดุขนาดเล็กเพื่อจัดประเภทตามน้ำหนัก หรือที่เคาน์เตอร์ชำระเงินด้วยตนเองในซูเปอร์มาร์เก็ตแบบไม่มีพนักงาน จะใช้การชั่งน้ำหนักเพื่อระบุชนิดผลิตภัณฑ์ (ร่วมกับฐานข้อมูลน้ำหนัก)
• อุปกรณ์ชั่งน้ำหนักร้านค้าปลีก: เช่น เครื่องชั่งเครื่องประดับและเครื่องชั่งโลหะมีค่า ใช้สำหรับชั่งน้ำหนักสิ่งของมีค่าอย่างแม่นยำ เช่น ทองคำและเพชร ขนาดเล็กสามารถวางบนเคาน์เตอร์ได้โดยไม่เปลืองพื้นที่มากนัก

สรุป

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบไมโคร ที่มีจุดแข็งหลักคือ "ขนาดเล็ก ความแม่นยำสูง และการใช้พลังงานต่ำ" ได้ก้าวข้ามข้อจำกัดของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักแบบดั้งเดิมในด้านพื้นที่และช่วงการวัด ตอบสนองความต้องการในการชั่งน้ำหนักภาระเบาอย่างแม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และการผลิตไมโคร วิธีการติดตั้งที่สะดวก สมรรถนะที่เสถียร และการควบคุมต้นทุนที่เหมาะสม ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการอัปเกรดฟังก์ชันของอุปกรณ์ไมโคร แต่ยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้แก่อุตสาหกรรมต่างๆ ในการบรรลุเป้าหมาย "ความแม่นยำ ความจิ๋ว และความอัจฉริยะ" ในการชั่งน้ำหนัก จนกลายเป็นส่วนหนึ่งที่ขาดไม่ได้และสำคัญของเทคโนโลยีการตรวจจับสมัยใหม่

การแสดงรายละเอียด

พารามิเตอร์