Паралельний пружинний датчик ваги CZL629

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 напруження, зосередженим у середній частині балки, що витримує багатокутні навантаження в площині та має виняткову здатність протистояти позацентровим навантаженням (здатна витримувати позацентрові плоскі навантаження ±20%–±30% від номінального навантаження) без помітних мертвих зон напруження.

• Виконання точність: Рівні точності охоплюють C1–C3, найпоширеніші моделі досягають C2. Похибка нелінійності ≤±0,01% НВ, похибка повторюваності ≤±0,005% НВ, дрейф нуля ≤±0,002% НВ/°C, а також кращі показники точності порівняно з аналогічними датчиками в сценаріях із малим діапазоном 0,1 кг–500 кг.

• Матеріали та захист: Еластомер зазвичай виготовлений з алюмінієвого сплаву (для легких умов експлуатації), легованої сталі (для загальних промислових умов) або нержавіючої сталі 304/316L (для агресивних умов), поверхня оброблена анодуванням, нікелюванням або пасивацією; ступінь захисту зазвичай становить IP65/IP67, а харчові моделі можуть досягати IP68, що підходить для різних складних умов експлуатації.

• Сумісність із встановленням: На дні передбачені стандартизовані монтажні отвори (різьбові або гладкі отвори), які дозволяють кріплення болтами або за допомогою клею. Деякі мініатюрні моделі можна встановлювати вбудованим способом, що підходить для вузького монтажного простору настільних ваг та автоматизованого обладнання, і один пристрій може задовольняти вимоги до зважування на площині.

Основні функції

• Вимірювання зусилля при малому навантаженні: Спеціалізується на статичному/квазідинамічному зважуванні при малих навантаженнях (час відгуку ≤4 мс), діапазон вимірювань охоплює 0,1 кг–500 кг, типові застосування зосереджені в діапазоні 1 кг–200 кг. Мініатюрні моделі здатні забезпечувати вимірювання ультрамалих діапазонів — до 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). Мініатюрні інтелектуальні моделі інтегрують модулі обробки сигналів і можуть безпосередньо підключатися до мікроконтролерів та модулів Інтернету речей.

• Функція захисту безпеки: Інтегрує компенсацію температури в широкому діапазоні температур (-10 ℃ ~ 70 ℃), має захист від перевантаження (150%-200% від номінального навантаження, зазвичай 150% для моделей з алюмінієвого сплаву), а деякі моделі мають антивібраційні буферні конструкції.

• Довгострокова стабільність: Термін служби при циклічних навантаженнях ≥10⁷ циклів, з річним дрейфом ≤±0,01% НВ при номінальному навантаженні, підходить для сценаріїв тривалої безперервної роботи, таких як супермаркети та лабораторії.

2. Основні проблеми, що вирішені

• Недостатня точність у сценаріях з малим навантаженням: З огляду на проблему надмірної похибки традиційних датчиків у сценаріях з малою вагою нижче 10 кг, шляхом оптимізації конструкції напруження балки похибка вимірювання контролюється в межах ±0,005% НВ, що вирішує проблеми високоточних вимірювань, таких як зважування харчових продуктів, підрахунок кількості ліків.

•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 метод встановлення задовольняють вимоги до вбудованого монтажу автоматизованого обладнання та розумних побутових пристроїв, без необхідності модифікувати основну конструкцію обладнання, що зменшує витрати на інтеграцію.

• Погана адаптивність до різних умов експлуатації: Шляхом оновлення матеріалів і рівнів захисту вирішено проблеми, пов’язані з пошкодженням датчиків і зсувом сигналу в умовах вологості (наприклад, зважування в аквакультурі), корозії (наприклад, зважування хімічних реагентів) та пилу (наприклад, переробка борошна).

• Тиски щодо вартості на невелике обладнання: Один датчик може задовольняти вимоги до плоского зважування, що усуває необхідність використання кількох датчиків у комбінації. У той же час матеріал із алюмінієвого сплаву зменшує вагу та вартість продукту, вирішуючи проблему контролю витрат на малогабаритні 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 в одній точці (потрібна лише еталонна вага 100% номінального навантаження). Цифрові моделі можна швидко відкалібрувати за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення, і з ними можуть легко працювати непрофесіонали.

•Надзвичайно низькі витрати на технічне обслуговування: Повністю герметична конструкція зменшує проникнення пилу та вологи, середньорічний рівень відмов ≤0,2%; модель з алюмінієвого сплаву має невелику вагу (мінімум лише 5 г), її легко замінити, і не потрібно демонтувати великі конструкції під час обслуговування.

•Точне зворотне зв’язування даних: Статичні коливання вимірювальних даних ≤±0,003% НВХ, відсутність гістерезису в квазідинамічних сценаріях; цифрові моделі оснащені функцією компенсації дрейфу нуля, що усуває необхідність частого калібрування, забезпечуючи 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) Цивільні та комерційні ваги для легких навантажень

• 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 експрес-доставки: обладнання для зважування 1-50 кг для експрес-доставки, виготовлене з нержавіючої сталі для простоти очищення та стійкості до забруднення, зі ступенем захисту IP67, придатне для вологих і запилених умов роботи пунктів експрес-доставки, підтримує швидке та безперервне зважування.

• Кухонні ваги/ваги для випічки: високоточні кухонні ваги 0,01-5 кг із мікропаралельними пружинними датчиками, які забезпечують точність на рівні міліграмів. Цифровий вихідний сигнал сумісний з дисплеями високої чіткості, відповідає вимогам до точної дозації інгредієнтів.

2) Устаткування для промислової автоматизації

• Обладнання для автоматичної сортування: сортувальні терези у харчовій та металевій галузях, встановлені під стрічкою сортувального конвеєра, в реальному часі визначають вагу продукту та взаємодіють із 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 малих доз (0,1 - 10 кг) у фармацевтичній промисловості, матеріал із нержавіючої сталі 316L + сертифікація GMP, полірована поверхня без мертвих кутів, що забезпечує легке знезараження та стерилізацію, точність ≤ ±0,01% від межі вимірювання.

• 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 сили в медичному обладнанні: вимірювання сили/ваги в реабілітаційному обладнанні (наприклад, в ручних динамометрах) та медичних терезах (дитячі терези), легка конструкція з алюмінієвого сплаву для підвищення переносності обладнання, точність досягає ±0,005% від діапазону.

5) Розумна побутова електроніка та пристрої Інтернету речей

• Розумна побутова техніка: визначення ваги білизни у пральних машинах та зважування бобів у контейнерах для кави у кавоварках; мікромініатюрні вбудовані датчики забезпечують інтелектуальне керування обладнанням та покращують користувацький досвід.

• Кінцеві точки Інтернету речей: контроль ваги на розумних полицях та в розумних смітниках; малопотужні цифрові моделі з підтримкою бездротової передачі даних NB-IoT, придатні для сценаріїв дистанційного управління через Інтернет речей.

5. Інструкції з використання (практичний посібник)

1) Процес встановлення

• Підготовка: очистіть поверхню для встановлення (приберіть жирні плями та заусенці), перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформації тіла балки та пошкодження кабелю), виберіть відповідні монтажні болти залежно від діапазону (уникайте використання високоміцних болтів для моделей з алюмінієвого сплаву).

• Позиціонування та фіксація: встановіть датчик горизонтально на несучу поверхню, забезпечте, щоб навантаження діяло строго вертикально над тілом балки (уникайте бічного удару); затягуйте болти ключем із регульованим моментом (5–10 Н·м для моделей з алюмінієвого сплаву, 10–20 Н·м для сплаву сталі), уникайте надмірного затягування, що може пошкодити тіло балки.

• 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 та негайно після використання в харчовій промисловості очищайте поверхню датчика, щоб уникнути корозії від залишків матеріалів.

2) Калібрування та налагодження

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

• Калібрування навантаження: поставте стандартний вантаж, еквівалентний 100% номінального навантаження (у сценаріях із малим діапазоном використовуйте стандартні ваги), зафіксуйте значення вихідного сигналу, скоригуйте похибку за допомогою лічильника або програмного забезпечення, переконайтеся, що похибка ≤ допустиме значення відповідного класу точності (клас C2 ≤ ±0,01% НВ).

• Тест на ексцентричне навантаження: розмістіть однакову вагу в різних положеннях на несучій поверхні датчика, спостерігайте за узгодженістю показань, відхилення має бути ≤ ±0,02% НВ, інакше 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 за адаптивністю 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 монтажу: для настільних терезів обирайте кріплення болтами; для смарт-пристроїв — вбудований монтаж; для обмежених за простором сценаріїв — пріоритетні мікромоделі з 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 високопродуктивного сортування оберіть модель із часом відгуку ≤ 3 мс; для сценаріїв з низьким енергоспоживанням — модель IoT 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