Паралельний променевий датчик зважування CZL619EA

Вступ до продукту

Паралельна балка датчиках навантаження є силовими чутливими елементами, що ґрунтуються на принципі деформаційного опору, і мають у якості основної конструкції пружний елемент із подвійною або одинарною паралельною балкою. Коли до них прикладається сила, вигин балки призводить до деформації тензометричного датчика, що викликає зміну опору, яка потім перетворюється на стандартизований електричний сигнал. Вони поєднують у собі такі переваги, як висока точність при малих навантаженнях, здатність до планарного компенсування зсуву навантаження та зручність монтажу, і широко використовуються в сценаріях зважування на малих діапазонах, вимірювання планарних сил та вбудованих вимірювань. Нижче наведено детальне пояснення від основних розмірів для задоволення потреб продукт вибору, технічної оцінки та підготовки 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, що підтримує багатокутні зусилля в площині та має виняткову здатність протидіяти навантаженню, прикладеному з зсувом (здатна витримувати плоскі ексцентриситетні навантаження ±20% – ±30% від номінального), без помітних сліпих зон напруження.

• Виконання точність: Рівні точності охоплюють класи C1–C3, найпоширеніші моделі досягають класу C2. Похибка нелінійності ≤ ±0,01% НВ, похибка повторюваності ≤ ±0,005% НВ, дрейф нуля ≤ ±0,002% НВ/℃, показники точності перевершують аналогічні датчики в сценаріях малих діапазонів 0,1 кг – 500 кг.

•Матеріали та захист: Як еластомери зазвичай використовуються алюмінієві сплави (для легких сценаріїв), сплави сталі (для загальних промислових сценаріїв) або нержавіюча сталь 304/316L (для агресивних середовищ), поверхні обробляються анодуванням, нікелюванням або пасивацією; рівні захисту зазвичай IP65/IP67, а харчові моделі можуть досягати IP68, що робить їх придатними для різноманітних складних умов експлуатації.

• Сумісність із встановленням: У нижній частині передбачено стандартизовані монтажні отвори (різьбові або гладкі отвори), які забезпечують кріплення болтами або за допомогою клейового з'єднання. Деякі мікромоделі можна встановлювати вбудованим способом, що підходить для вузьких монтажних просторів настільних ваг і автоматизованого обладнання, а один пристрій може задовольняти вимоги до планарного зважування.

Основні функції

• Вимірювання зусилля при малому навантаженні: Зосереджено на статичному/квазідинамічному зважуванні при малих навантаженнях (час відгуку ≤ 4 мс), діапазон вимірювань — від 0,1 кг до 500 кг, типові застосування зосереджені в межах від 1 кг до 200 кг. Мікромоделі здатні забезпечувати надмалий діапазон вимірювань — 0,01 кг.

• Кілька типів вихідного сигналу: Аналогові сигнали (4–20 мА, 0–3 В, 0–5 В) та цифрові сигнали (RS485/Modbus RTU, I2C). Мікророзумні моделі інтегрують модулі обробки сигналів і можуть безпосередньо підключатися до мікроконтролерів та модулів Інтернету речей (IoT).

• Функція захисту безпеки: Інтегрована компенсація температурних коливань у широкому діапазоні (−10 °С ~ +70 °С), захист від перевантаження (150% – 200% від номінального навантаження, зазвичай 150% для моделей з алюмінієвого сплаву), деякі моделі оснащені амортизаторами ударів.

• 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: Вирішуючи проблему надмірної похибки традиційних датчиків у сценаріях малої ваги нижче 10 кг, за рахунок оптимізованого проектування напруження балки похибка вимірювання обмежена межею ±0,005% від межі вимірювання, що вирішує питання точного зважування в галузях харчової промисловості, фармацевтичного дозування та інших завдань із високими вимогами до точності.

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

• Складнощі інтегрованого монтажу обладнання: Компактна конструкція та гнучкий спосіб монтажу вирішують потребу вбудованої установки в автоматизоване обладнання та розумні побутові пристрої, усуваючи необхідність модифікувати основну конструкцію обладнання та зменшуючи витрати на інтеграцію.

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

• Тиски щодо вартості на невелике обладнання: Один сенсор може задовольняти вимоги до плоского зважування, що усуває необхідність використання кількох комбінацій. У той же час матеріал із алюмінієвого сплаву зменшує вагу та вартість продукту, вирішуючи проблему контролю витрат на малі зважувальні прилади та побутову електроніку.

3. Досвід користувача

• Надзвичайно спрощена установка: Стандартизовані монтажні отвори та поверхні позиціонування усувають необхідність у професійних калібрувальних інструментах. Встановлення можна завершити за допомогою звичайної викрутки, вимоги до плоскості невеликі (≤0,1 мм/м), один оператор може виконати налагодження протягом 10 хвилин.

• Низький поріг експлуатації: Підтримує одноклавішне обнулення та калібрування вагових приладів у одній точці (потрібна лише стандартна вага 100% номінального навантаження). Цифрові моделі можна швидко відкалібрувати за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення, що дозволяє легко працювати непрофесіоналам.

• Надзвичайно низькі витрати на технічне обслуговування: Повністю герметична конструкція зменшує проникнення пилу та вологи, середньорічна частота відмов ≤0,2%. Модель з алюмінієвого сплаву легка (мінімальна вага лише 5 г), проста у заміні і не потребує розбирання великих конструкцій під час обслуговування.

• Точне зворотне зв’язування даних: Статичні коливання вимірюваних даних ≤±0,003% FS, відсутність гістерезису в квазі-динамічних сценаріях. Цифрові моделі мають функцію компенсації дрейфу нуля, що усуває необхідність частого калібрування та забезпечує високу стабільність даних.

• Добра адаптивність інтеграції: Мікромодель має невеликі розміри (мінімальний розмір 20 мм × 10 мм × 5 мм), може бути вбудована всередину смарт-пристроїв, не впливаючи на дизайн зовнішнього вигляду пристрою. Вихідний сигнал сумісний з поширеними малими контролерами, підключи і працюй.

4. Типові сценарії застосування

1) Прилади для зважування цивільного та комерційного призначення з малою навантаженням

• Супермаркетні ваги для ціноутворення/електронні платформенні ваги: основний чутливий елемент ваг для цінування 3-30 кг, з легким конструкційним виконанням з алюмінієвого сплаву. Характеристика захисту від ексцентриситетного навантаження забезпечує стабільну точність зважування в різних положеннях розташування, похибка ≤±1 г.

• Електронні ваги для доставки: обладнання для зважування від 1 до 50 кг, виготовлене з нержавіючої сталі для простоти очищення та стійкості до забруднення. Ступінь захисту IP67 підходить для вологих і пилових умов пунктів доставки, підтримує швидке та безперервне зважування.

• Кухонні ваги/ваги для випічки: високоточні кухонні ваги 0,01-5 кг, з мікропаралельними датчиками променя, що забезпечують точність на рівні міліграмів. Цифровий вихідний сигнал сумісний з дисплеями високої чіткості, відповідає вимогам точного дозування інгредієнтів.

2) Обладнання для промислової автоматизації

• Обладнання для автоматизованого сортування: машини для сортування за вагою у харчовій та металообробній промисловості, встановлюються під конвеєром сортування, забезпечують реальний час вимірювання ваги продукту та інтегруються з механізмом сортування, точність сортування досягає ±0,1 г.

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

• Кількісний контроль упаковувальних машин: кількісне зважування для упаковувальних машин дрібних частинок/порошків, моделі з точністю С2 забезпечують похибку ваги на пакет ≤ ±0,2%, відповідають метрологічним стандартам.

3) Харчова та фармацевтична промисловість

• Зважування фармацевтичних інгредієнтів: зважування сировини малої дози (0,1–10 кг) у фармацевтичній промисловості, виготовлено з нержавіючої сталі 316L + сертифіковано за GMP, з полірованою поверхнею без мертвих кутів для легкого знезараження та стерилізації, точність ≤ ±0,01%FS.

• Зважування водних продуктів/м’яса: обладнання для нарізання та зважування на м’ясокомбінатах та ринках водних продуктів, конструкція з водонепроникним та антикорозійним захистом (IP68), може митися безпосередньо під водою, підходить для вологих умов експлуатації з високим вмістом води.

4) Наукові дослідження та експериментальне обладнання

• Зважування в біологічних експериментах: зважування реагентів та зразків у лабораторіях; моделі ультрамалих діапазонів (0,01–1 кг) задовольняють високоточні вимоги щодо культивування мікроорганізмів та дозування хімічних реагентів.

• Вимірювання зусилля в медичному обладнанні: вимірювання зусилля/ваги у реабілітаційному обладнанні (наприклад, динамометри для рук) та медичних терезах (дитячі терези), з легким алюмінієвим сплавом для підвищення портативності обладнання, точність до ±0,005%FS.

5) Інтелектуальні споживчі електронні пристрої та пристрої Інтернету речей

• Прилади розумного дому: визначення ваги білизни у пральних машинах та зважування бункерів для зерен у кавомашинах завдяки мікродатчикам, вбудованим у обладнання, що забезпечує інтелектуальне керування та покращує споживчий досвід.

• Кінцеві точки IoT: Моніторинг ваги розумних полиць і розумних смітників, з цифровими моделями низької потужності, що підтримують бездротову передачу даних NB-IoT, підходять для сценаріїв дистанційного управління IoT.

5. Спосіб використання (практичний посібник)

1) Процес встановлення

• Підготовка: Очистіть поверхню монтажу (видаліть масляні плями та заусенці), перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформації корпусу променя та пошкодження кабелю), виберіть відповідні кріпильні болти залежно від діапазону (уникайте використання високоміцних болтів для моделей з алюмінієвого сплаву).

• Встановлення та фіксація: встановіть датчик горизонтально на несучій поверхні, забезпечивши вертикальну дію навантаження безпосередньо над тілом балки (усуньте бічний вплив); затягуйте болти за допомогою ключа з вимірюванням моменту (5–10 Н·м для моделей з алюмінієвого сплаву, 10–20 Н·м для моделей зі сталевого сплаву), щоб уникнути пошкодження тіла балки від надмірного затягування.

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

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

2) Калібрування та налаштування

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

• Калібрування навантаження: розмістіть стандартний вантаж, еквівалентний 100% номінального навантаження (використовуйте стандартні вантажі для сценаріїв із малим діапазоном), запишіть значення вихідного сигналу, скоригуйте похибку за допомогою приладу або програмного забезпечення та забезпечте похибку ≤ допустимого значення відповідного класу точності (клас C2 ≤ ±0,01% НВ).

• Тест на ексцентричне навантаження: розмістіть однаковий вантаж у різних місцях поверхні, що сприймає навантаження, простежте за узгодженістю показань, відхилення має бути ≤ ±0,02% FS; якщо ні, потрібно відрегулювати рівень встановлення.

3) Щоденне обслуговування

• Регулярний огляд: щотижня очищайте поверхню датчика, щомісяця перевіряйте затягненість проводки; калібруйте торговельні терези щокварталу, а лабораторне обладнання — щомісяця.

• Усунення несправностей: спочатку перевірте напругу живлення, якщо дані дрейфують (має бути стабільною в межах 5–24 В постійного струму, зазвичай 5 В для мікромоделей); перевірте на перевантаження, якщо показання неправильні (моделі з алюмінієвого сплаву схильні до постійної деформації при перевантаженні), і за потреби замініть датчик.

6. Метод вибору (точне узгодження вимог)

1) Визначення основних параметрів

• Вибір діапазону: вибирайте згідно з 1,2–1-кратною фактичною максимальною вагою (наприклад, при максимальній вазі 10 кг підходить сенсор 12–14 кг), уникайте недостатньої точності через надто великий діапазон у випадках малої навантаження.

• Рівень точності: для лабораторних/медичних цілей обирайте рівень C1 (похибка ≤ ± 0,005% НВХ), для промислової метрології — рівень C2 (похибка ≤ ± 0,01% НВХ), для побутових зважувальних приладів — рівень C3 (похибка ≤ ± 0,02% НВХ).

• Тип сигналу: побутові зважувальні прилади використовують аналоговий сигнал (0–5 В), інтелектуальні пристрої — цифровий сигнал (I2C/RS485), а сценарії IoT — моделі з бездротовими модулями.

2) Вибір адаптивності до навколишнього середовища

• Температура: для звичайних умов (-10 ℃ ~ 60 ℃) обирайте звичайну модель; для низькотемпературних холодильних умов (-20 ℃ ~ 0 ℃) — модель із стійкістю до низьких температур; для високотемпературних умов (60 ℃ ~ 80 ℃) — модель із компенсацією високих температур.

• Матеріал: для сухих умов обирайте алюмінієвий сплав; для вологих/харчових виробництв — нержавіючу сталь 304; для хімічно агресивних середовищ — нержавіючу сталь 316L.

• Рівень захисту: для сухих приміщень — ≥ IP65; для вологих/промивних умов — ≥ IP67; для підводних або висококорозійних середовищ — ≥ IP68.

3) Монтаж та сумісність із системою

•Спосіб встановлення: для настільних терезів оберіть кріплення болтами; для розумних пристроїв — вбудований монтаж; для сценаріїв із обмеженим простором — перевагу слід надавати мікромоделям із довжиною ≤ 30 мм.

• Сумісність: переконайтеся, що напруга живлення та тип сигналу датчика відповідають контролеру. Для мікромоделей перевірте призначення контактів, щоб уникнути помилок підключення та виходу модуля з ладу.

4) Підтвердження додаткових вимог

• Вимоги до сертифікації: для харчової та фармацевтичної галузей потрібна сертифікація FDA/GMP, для вимірювальних сценаріїв — сертифікація CMC, а для експортних продуктів — сертифікація OIML.

• Спеціальні функції: для швидкісного сортування оберіть модель із часом реакції ≤ 3 мс; для сценаріїв з низьким енергоспоживанням — IoT-модель із струмом у режимі сну ≤ 10 мкА; для гігієнічних умов — цілісну модель без різьби та мертвих кутів.

Резюме

Датчик терезів з паралельним променем має основні переваги «висока точність при малих навантаженнях, плоский антизсув навантаження та зручна інтеграція». Основним рішенням є вирішення таких проблем, як точне зважування в малих діапазонах, зсув матеріалу під навантаженням та вбудована установка обладнання. Досвід користувача зосереджений на простоті експлуатації, відсутності потреби в обслуговуванні та контрольованих витратах. При виборі слід віддавати пріоритет чотирьом основним вимогам: діапазон, точність, монтажний простір і умови експлуатації, а також враховувати сумісність із системою та додаткові функції. Під час експлуатації слід уникати перевантаження та бічних ударів, а також суворо дотримуватися регулярної калібрування, щоб забезпечити тривалу стабільну роботу. Підходить для приладів зважування з малим навантаженням, автоматизованого обладнання, харчової промисловості, фармацевтики та інших галузей і є оптимальним рішенням для сенсорів у сценаріях зважування з малим діапазоном і плоским розташуванням.

Детальний дисплей

Параметри