Паралельний балковий датчик зважування CZL601AA

Вступ до продукту

Датчик зважування з паралельним променем — це елемент виявлення, чутливий до сили, що ґрунтується на принципі деформаційного опору, із подвійними або одинарними паралельними променями як пружним тілом у якості основної конструкції. Під дією сили вигин променя призводить до деформації тензометричного датчика, що викликає зміну опору, яка потім перетворюється на стандартизований електричний сигнал. Має переваги, такі як невелике навантаження, висока точність, плоский захист від бічного навантаження та простота монтажу, і широко використовується в сценаріях зважування на малих масштабах, вимірювання плоских сил та вбудованих вимірювань. Нижче наведено детальне пояснення з основної розмірності для задоволення потреб продукт вибору, технічної оцінки та розробки рішень.

1. Характеристики та функції продукту

Основні особливості

• Структурний проект: Застосовує інтегровану паралельну балкову конструкцію (товщина балки 2–15 мм, довжина 20–150 мм), з рівномірним розподілом напружень, зосереджених у середній частині балки, підтримує багатокутні зусилля в площині, має виняткову здатність протидіяти ексцентричному навантаженню (здатна витримувати ексцентричні навантаження в площині ±20% – ±30% від номінального навантаження) і не має виражених сліпих зон напруження.
• Виконання точність: Класи точності охоплюють діапазон C1 – C3, найпоширеніші моделі досягають класу C2. Похибка нелінійності ≤ ±0,01% НВ, похибка відтворюваності ≤ ±0,005% НВ, дрейф нуля ≤ ±0,002% НВ/°C, що забезпечує кращі показники точності порівняно з аналогічними датчиками в сценаріях з малим діапазоном вимірювань від 0,1 кг до 500 кг.
• Матеріали та захист: Еластичне тіло зазвичай виготовлене з алюмінієвого сплаву (для випадків, коли потрібна легкість), легованої сталі (для традиційних промислових умов) або нержавіючої сталі 304/316L (для агресивних середовищ), поверхня якого піддається анодуванню, нікелюванню або пасивації; ступінь захисту зазвичай становить IP65/IP67, а харчові моделі можуть досягати IP68, що робить їх придатними для різноманітних складних умов експлуатації.
• Сумісність із встановленням: На днищі передбачені стандартизовані монтажні отвори (різьбові або гладкі), що дозволяють кріплення болтами або за допомогою клею. Деякі мікромоделі можуть встановлюватися вбудованим способом, що підходить для обмеженого монтажного простору настільних терез і автоматизованого обладнання, а окремий пристрій може задовольняти вимоги до зважування на площині.

Основні функції

• Вимірювання зусилля при малому навантаженні: Спеціалізується на статичному/квазідинамічному зважуванні легких навантажень (час відгуку ≤ 4 мс), діапазон вимірювань охоплює 0,1 кг – 500 кг, типові застосування зосереджені в діапазоні 1 кг – 200 кг. Мікромодель здатна забезпечити ультрамалий діапазон вимірювань 0,01 кг.
• Кілька типів вихідного сигналу: Забезпечує аналогові сигнали (4-20 мА, 0-3 В, 0-5 В) та цифрові сигнали (RS485/Modbus RTU, I2C). Мікройнтелектуальна модель інтегрує модуль регулювання сигналу і може безпосередньо підключатися до мікроконтролерів та модулів Інтернету речей.
• Функція захисту безпеки: Інтегрує компенсацію температури в широкому температурному діапазоні (-10°C - 70°C), має захист від перевантаження (150% - 200% від номінального навантаження, зазвичай 150% для моделей з алюмінієвого сплаву), а також деякі моделі мають антивібраційну буферну конструкцію.
• Довгострокова стабільність: Строк служби за кількістю циклів навантаження ≥ 10⁷, річне відхилення ≤ ±0,01% НВ при номінальному навантаженні, що робить пристрої придатними для тривалої безперервної роботи, наприклад, у супермаркетах та лабораторіях.

2. Основні проблеми, що вирішені

• Недостатня точність у сценаріях з малим навантаженням: Щоб вирішити проблему надмірної похибки традиційних датчиків у сценаріях з малим діапазоном вимірювання нижче 10 кг, шляхом оптимізації напруження в тілі балки похибка вимірювання контролюється в межах ±0,005% ВП, що відповідає високоточним вимогам, наприклад, для зважування харчових продуктів та дозування ліків.

•Неточне вимірювання ексцентричного навантаження на площині: Характеристика рівномірного розподілу напружень у паралельній балці ефективно компенсує вплив ексцентричного навантаження, спричиненого зміщенням зважуваного об'єкта, вирішуючи проблему точності при нефіксованих позиціях розміщення матеріалів у настільних зважувальних приладах та сортувальних пристроях.

• Ускладнення інтеграції та встановлення обладнання: Компактна структура та гнучкий метод встановлення задовольняють вимоги до вбудованого монтажу автоматизованого обладнання та розумних побутових приладів, усуваючи необхідність модифікувати основну конструкцію обладнання та зменшуючи витрати на інтеграцію.

• Погана адаптивність до різних умов експлуатації: Шляхом оновлення матеріалів і рівня захисту вирішено проблеми пошкодження сенсорів та зсуву сигналу в сценаріях із вологістю (наприклад, зважування водних продуктів), корозією (наприклад, зважування хімічних реагентів) та пилом (наприклад, переробка борошна).

• Тися на вартість у малих пристроях: Один сенсор може задовольняти вимоги щодо плоского зважування, що усуває необхідність використання кількох сенсорів у поєднанні. У той же час використання алюмінієвого сплаву зменшує вагу та вартість продукту, вирішуючи проблему контролю вартості для малих зважувальних приладів та побутових електронних пристроїв.

3. Досвід користувача

• Ультраспрощена установка: Стандартизовані отвори для кріплення та базові поверхні позиціонування усувають необхідність використання спеціалізованих калібрувальних інструментів. Встановлення можна завершити за допомогою звичайного гвинтоверта, вимоги до плоскості невисокі (≤0,1 мм/м), а налагодження одним працівником може бути завершене протягом 10 хвилин.
• Низький поріг експлуатації: Підтримує одноманіпуляційне обнулення та калібрування вагового приладу в одній точці (потрібна лише стандартна вага номінального навантаження 100%). Цифрові моделі можна швидко відкалібрувати за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення, що дозволяє просту експлуатацію навіть непрофесіоналам.
• Надзвичайно низькі витрати на технічне обслуговування: Повністю герметична конструкція зменшує проникнення пилу та вологи, середньорічна частота відмов ≤0,2%. Моделі з алюмінієвого сплаву легкі (мінімум лише 5 г), прості у заміні та не потребують розбирання великих конструкцій під час обслуговування.
• Точна передача даних: Коливання статичних вимірюваних даних ≤±0,003% FS, відсутність затримки в квазідинамічних сценаріях. Цифрові моделі мають вбудовану функцію компенсації нульового дрейфу, що усуває необхідність частого калібрування та забезпечує високу стабільність даних.
• Добра інтеграція та адаптивність: Мікромоделі мають невеликі розміри (мінімальні розміри 20 мм × 10 мм × 5 мм), можуть бути вбудовані всередину смарт-пристроїв без впливу на дизайн зовнішнього вигляду пристрою. Вихідний сигнал сумісний з поширеними малими контролерами, підключи та працюй.

4. Типові сценарії використання

1) Цивільні та комерційні прилади для зважування з малим навантаженням

• Супермаркетні ваги для ціноутворення / Електронні платформи: точність зважування в різних положеннях розміщення, похибка ≤ ±1 г.

• Електронні ваги для експрес-доставки: вагове обладнання для експрес-доставки вагою від 1 до 50 кг, виготовлене з нержавіючої сталі, що запобігає забрудненню та забезпечує легке очищення, зі ступенем захисту IP67, підходить для вологих і пилових умов відділень експрес-доставки, підтримує швидке безперервне зважування.

• Кухонні ваги/ваги для випічки: високоточні кухонні ваги 0,01-5 кг, з мікропаралельним пружним елементом, що забезпечує точність на рівні міліграмів, цифровий вихідний сигнал сумісний з дисплеями високої чіткості, відповідає потребі в точному дозуванні інгредієнтів.

2) Обладнання для промислової автоматизації

• Автоматичне сортувальне обладнання: вагові сортувачі для харчової та металообробної промисловості, встановлюються під сортувальною стрічкою, у реальному часі визначають вагу продукту та взаємодіють із сортувальним механізмом, точність сортування досягає ±0,1 г.

• Виявлення матеріалів на конвеєрній лінії: виявлення нестачі матеріалів для ліній збірки електронних компонентів, визначення відсутності матеріалів шляхом зважування (наприклад, збірка акумуляторів мобільних телефонів), час відгуку ≤ 4 мс, підходить для високошвидкісних виробничих ліній.

• Контроль дозування на упаковочних автоматах: дозоване зважування для автоматів фасування дрібних частинок/порошків, моделі точності класу C2 забезпечують похибку ваги на пакет ≤ ±0,2%, що відповідає метрологічним стандартам.

3) Харчова та фармацевтична промисловість

• Зважування фармацевтичних інгредієнтів: зважування сировини малих доз (0,1–10 кг) у фармацевтичній промисловості, виготовлено з нержавіючої сталі 316L + сертифікація GMP, полірована поверхня без мертвих кутів для легкості дезінфекції та стерилізації, точність ≤ ±0,01% від межі.

• Зважування водного / м'ясного: Обладнання для розрізання та зважування на м’ясокомбінатах та ринках морепродуктів, з водонепроникним та антикорозійним дизайном (IP68), може митися безпосередньо під водою, підходить для вологого середовища з великою кількістю води.

4) Наукові дослідження та експериментальне обладнання

• Зважування біологічних експериментів: Зважування реагентів і зразків у лабораторіях, моделі з надмалим діапазоном (0,01–1 кг) задовольняють високі вимоги до точності при культивуванні мікроорганізмів та дозуванні хімічних реагентів.

• Вимірювання зусилля медичного обладнання: Вимірювання сили / ваги для реабілітаційного обладнання (наприклад, динамометрів для рук) та медичних терезів (дитячі терези), конструкція з алюмінієвого сплаву забезпечує легкість і переносність обладнання, точність досягає ±0,005% від діапазону.

5) Розумна побутова електроніка та пристрої Інтернету речей (IoT)

• Розумна побутова техніка: Визначення ваги одягу для пральних машин та зважування зерна в кавоварках, мікромініатюрні вбудовані датчики забезпечують інтелектуальне керування пристроями, покращуючи користувацький досвід.

• Кінцеві точки IoT: моніторинг ваги для розумних полиць та розумних смітників, малопотужні цифрові моделі підтримують бездротову передачу даних NB-IoT, підходять для сценаріїв дистанційного керування IoT.

5. Інструкція з використання (практичний посібник)

1） Процес встановлення

• Підготовка: очистіть поверхню для встановлення (приберіть жир та заусенці), перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформації несучої балки, пошкоджень кабелю), підберіть відповідні кріпильні болти залежно від діапазону (не використовуйте високоміцні болти для моделей з алюмінієвого сплаву).

• Встановлення та фіксація: встановіть датчик горизонтально на несучу поверхню, забезпечте вертикальну дію навантаження безпосередньо над несучою балкою (усуньте бічні удари); затягуйте болти за допомогою ключа-динамометра (5–10 Н·м для моделей з алюмінієвого сплаву, 10–20 Н·м для сплавів із сталі), уникайте перетягування, щоб не пошкодити несучу балку.

• Вимоги до підключення проводки: для аналогових сигналів дотримуйтесь схеми "червоний – живлення +, чорний – живлення –, зелений – сигнал +, білий – сигнал –"; для цифрових сигналів підключайтеся згідно з розміткою контактів; уникайте натягу кабелю під час підключення для мікромоделей, рекомендується залишати 5 см запасу довжини.

• Захисна обробка: у вологому середовищі герметизуйте з’єднувач кабелю водонепроникною стрічкою, після використання в харчовій промисловості негайно очищайте поверхню датчика, щоб уникнути корозії від залишків матеріалів.

2) Калібрування та налагодження

• Калібрування нуля: ввімкніть живлення та прогрійте протягом 10 хвилин, виконайте команду «нульове калібрування», переконайтеся, що вихідний сигнал нуля знаходиться в межах ±0,001% НВ. Якщо відхилення занадто велике, перевірте, чи рівна поверхня монтажу.

• Калібрування навантаження: встановіть стандартні важки, що відповідають 100% номінального навантаження (використовуйте стандартні важки для сценаріїв із малим діапазоном), зафіксуйте значення вихідного сигналу, скоректуйте похибку за допомогою вимірювача або програмного забезпечення та переконайтеся, що похибка ≤ допустимому значенню відповідного класу точності (клас C2 ≤ ±0,01% НВ).

• Тест на ексцентричне навантаження: розмістіть однакові ваги в різних позиціях на несучій поверхні датчика, спостерігайте за узгодженістю показань, відхилення має бути ≤ ±0,02% від межі вимірювання; в іншому випадку відрегулюйте рівень встановлення.

3) Планове технічне обслуговування

• Регулярний огляд: щотижня очищайте поверхню датчика, щомісяця перевіряйте, чи не ослаблена проводка; калібруйте комерційні зважувальні прилади щокварталу, а лабораторне обладнання — щомісяця.

• Усунення несправностей: коли дані дрейфують, спочатку перевірте напругу живлення (стабільна 5–24 В постійного струму, зазвичай 5 В для мікромоделей); якщо показання неправильні, перевірте наявність перевантаження (моделі з алюмінієвого сплаву схильні до постійної деформації під час перевантаження) і за потреби замініть датчик.

6. Метод вибору (точно відповідає вимогам)

1) Визначення основних параметрів

• Вибір діапазону: обирайте модель з коефіцієнтом 1,2–1,4 від фактичної максимальної ваги (наприклад, для максимальної ваги 10 кг можна обрати датчик на 12–14 кг), уникайте вибору надто великого діапазону в умовах малих навантажень, щоб запобігти недостатній точності.

• Клас точності: оберіть клас C1 (похибка ≤ ±0,005%FS) для лабораторних/медичних застосувань, клас C2 (похибка ≤ ±0,01%FS) для промислової метрології та клас C3 (похибка ≤ ±0,02%FS) для побутових зважувальних приладів.

• Тип сигналу: для побутових зважувальних приладів обирайте аналогові сигнали (0–5 В), для розумних пристроїв — цифрові сигнали (I2C/RS485), а для сценаріїв IoT — моделі з бездротовими модулями.

2) Вибір за експлуатаційною стійкістю

• Температура: оберіть звичайні моделі для типових умов (-10°С~60°С), стійкі до низьких температур моделі для сценаріїв охолодження (-20°С~0°С) та моделі з компенсацією високих температур для умов з підвищеною температурою (60°С~80°С).

• Середовище: оберіть алюмінієвий сплав для сухих умов, нержавіючу сталь 304 для вологих/харчових галузей та нержавіючу сталь 316L для середовищ із хімічною корозією.

• Клас захисту: ≥IP65 для внутрішніх сухих умов, ≥IP67 для вологих/промивних умов та ≥IP68 для підводних або сильно агресивних середовищ.

3) Монтаж та сумісність із системою

• Метод встановлення: для настільних зважувальних приладів обирайте кріплення болтами, для розумних пристроїв — вбудоване встановлення; у випадках обмеженого простору надавайте перевагу мікромоделям із довжиною ≤30 мм.

• Сумісність: переконайтеся, що напруга живлення та тип сигналу датчика відповідають контролеру; для мікромоделей перевірте визначення контактів, щоб уникнути помилок підключення, які можуть призвести до пошкодження модуля.

4) Підтвердження додаткових вимог

• Вимоги до сертифікації: харчова та фармацевтична галузі вимагають сертифікації FDA/GMP, метрологічні застосування — сертифікації CMC, експортні продукти — сертифікації OIML.

• Спеціальні функції: для швидкісного сортування обирайте моделі з часом реакції ≤3 мс, IoT-моделі зі струмом очікування ≤10 мкА — для сценаріїв з низьким енергоспоживанням, а також інтегровані моделі без різьби та мертвих кутів — для гігієнічних умов.

Резюме

Тензометричний перетворювач з паралельними балками має основні переваги «мала вага з високою точністю, плоске антивитікове навантаження та зручна інтеграція», що в основному вирішує проблеми точного зважування в малих діапазонах, ексцентричного навантаження матеріалу та вбудованого монтажу обладнання. Досвід користувача зосереджений на простоті експлуатації, відсутності потреби в обслуговуванні та контрольованих витратах. При виборі моделі необхідно спочатку чітко визначити чотири основні вимоги: діапазон, точність, монтажний простір та умови навколишнього середовища, а потім приймати рішення з урахуванням сумісності системи та додаткових функцій; під час експлуатації слід уникати перевантаження та бічного удару, суворо дотримуючись норм регулярної калібрування для забезпечення тривалої стабільної роботи. Підходить для приладів зважування з малим навантаженням, автоматизованого обладнання, харчової та фармацевтичної промисловості тощо, є оптимальним рішенням для сенсорів у сценаріях зважування з малим діапазоном та плоским розташуванням.

Детальний дисплей

Параметри