Датчик зважування паралельної балки CZL630

Вступ до продукту

Паралельна балка датчиках навантаження є силовими чутливими елементами, які ґрунтуються на принципі тензометричного опору, і мають у якості основної конструкції пружний елемент із подвійною або одинарною паралельною балкою. Коли на них діє сила, вигин балки призводить до деформації тензометричного перетворювача, що викликає зміну опору, яка потім перетворюється на стандартизовані електричні сигнали. Вони поєднують у собі переваги, такі як висока точність при малих навантаженнях, здатність до протидії зсуву навантаження в площині та зручність монтажу, і широко використовуються в сценаріях зважування на малих діапазонах, вимірювання плоских сил і вбудованих вимірювань. Нижче наведено деталі за основними параметрами, щоб задовольнити потреби продукт вибору, технічної оцінки та підготовки рішень:

1. Характеристики та функції продукту

Основні особливості

• Конструкційна конструкція: Застосовує інтегровану паралельну балкову конструкцію (товщина балки 2–15 мм, довжина 20–150 мм), з рівномірним розподілом навантаження, зосередженим у середній частині балки, що забезпечує підтримку багатокутних зусиль у площині, виняткову здатність протистояти ексцентриситету навантаження (здатна витримувати позацентрові навантаження в площині ±20%–±30% від номінального навантаження) і не має помітних сліпих зон напруження.

• Прецизійні характеристики: Класи точності охоплюють діапазон C1–C3, найпоширеніші моделі досягають C2. Похибка нелінійності ≤±0,01% НВ, похибка повторюваності ≤±0,005% НВ, дрейф нуля ≤±0,002% НВ/°C, що забезпечує кращу точність у порівнянні з аналогічними датчиками в сценаріях з малим діапазоном 0,1 кг–500 кг.

• Матеріали та захист: Як пружні матеріали найчастіше використовують алюмінієвий сплав (для легких сценаріїв), леговану сталь (для загальних промислових сценаріїв) або нержавіючу сталь 304/316L (для агресивних середовищ), з поверхневою обробкою методом анодування, нікелюванням або пасивацією; ступені захисту зазвичай IP65/IP67, а для харчових моделей може досягати IP68, що робить їх придатними для різноманітних складних умов.

• Сумісність із встановленням: У нижній частині передбачено стандартизовані монтажні отвори (різьбові або гладкі отвори), які дозволяють кріплення за допомогою болтів або клейового монтажу. Деякі мікромоделі можна встановлювати вбудованим способом, що підходить для вузького монтажного простору настільних вагових приладів та автоматизованого обладнання, а одна одиниця може задовольняти вимоги до плоского зважування.

Основні функції

• Вимірювання невеликих навантажень: Спеціалізується на статичному/квазідинамічному зважуванні легких навантажень (час відгуку ≤4 мс), з діапазоном від 0,1 кг до 500 кг, типові застосування зосереджені в діапазоні 1 кг–200 кг. Мікромоделі здатні забезпечувати вимірювання ультрамалих діапазонів — до 0,01 кг.

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

• 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.

• Ускладнення при інтегрованій установці 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).

• Тиск витрат на мале обладнання: Один сенсор може задовольнити вимоги до зважування в площині, усуваючи необхідність у кількох комбінаціях. У той же час матеріал із алюмінієвого сплаву зменшує вагу та вартість продукту, вирішуючи проблему контролю вартості малих зважувальних приладів та побутової електроніки.

3. Досвід користувача

• Надзвичайно спрощена установка: Стандартизовані монтажні отвори та базові поверхні позиціонування, не потрібні професійні інструменти калібрування, встановлення можна виконати за допомогою звичайного гвинтівка, низькі вимоги до плоскості (≤0,1 мм/м), а налагодження одним працівником може бути завершене протягом 10 хвилин.

• Низький поріг експлуатації: Підтримує одноманіпуляційне встановлення нуля та калібрування в одній точці зважувальних приладів (потрібна лише еталонна вага 100% номінального навантаження), цифрові моделі можна швидко відкалібрувати за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення, і непрофесіонали також можуть легко цим користуватися.

• Надзвичайно низькі витрати на обслуговування: Повністю герметична конструкція зменшує проникнення пилу та вологи, середньорічна частота відмов ≤0,2%; модель з алюмінієвого сплаву легка (мінімум лише 5 г), проста у заміні, і під час обслуговування не потрібно розбирати великі конструкції.

• Точне повернення даних: Статичні коливання вимірюваних даних ≤±0,003% FS, відсутність гістерезису в квазідинамічних сценаріях; цифрові моделі оснащені функцією компенсації зсуву нуля, не потребують частого калібрування та мають високу стабільність даних.

• Висока сумісність 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 використання

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

• Ваги для супермаркетів/електронні платформові ваги: основний чутливий елемент ваг для цінування 3-30 кг, легка конструкція з алюмінієвого сплаву та властивість стійкості до ексцентричного навантаження забезпечують постійну точність зважування в різних положеннях розміщення, похибка ≤±1 г.

• Електронні ваги для експрес-доставки: обладнання для зважування 1-50 кг, виготовлене з нержавіючої сталі, стійке до забруднення та легко очищається, ступінь захисту IP67 підходить для вологих і пилових умов пунктів експрес-доставки, підтримує швидке та безперервне зважування.

• Кухонні ваги/ваги для випічки: високоточні кухонні ваги 0,01-5 кг, мікропаралельні пружинні датчики 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: вагові сортувальні машини у харчовій та металообробній галузях, встановлюються під сортувальним конвеєром, здійснюють реальний контроль ваги продукту та взаємодіють із сортувальним механізмом, точність сортування досягає ±0,1 г.

• Виявлення матеріалів на лінії збірки: виявлення нестачі матеріалів на лініях збірки електронних компонентів, визначення відсутності матеріалів шляхом зважування (наприклад, збірка акумуляторів мобільних телефонів), час реакції ≤4 мс, адаптовано до високошвидкісних конвеєрів.

• 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, поверхня відполірована без мертвих кутів для легкого знезараження та стерилізації, точність ≤ ±0,01% від діапазону.

• 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, динамометри для рук) та медичних терезах (дитячі терези), легка конструкція з алюмінієвого сплаву для підвищення портативності обладнання, точність досягає ±0,005% від діапазону. 5. Інтелектуальні побутові електронні прилади та IoT-пристрої

• 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 ІоТ: моніторинг ваги розумних полиць і розумних смітників; малопотужні цифрові моделі підтримують бездротову передачу даних за технологією NB-IoT, адаптовані до сценаріїв дистанційного управління через Інтернет речей.

5. Інструкції з 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.

• Специфікація підключення проводів: для аналогових сигналів дотримуйтесь схеми "червоний — живлення +, чорний — живлення -, зелений — сигнал +, білий — сигнал -"; для цифрових сигналів підключайтеся згідно з визначенням контактів; під час підключення мікромоделей уникайте натягу кабелю, рекомендується залишати 5 см запасу довжини.

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

2) Калібрування та налагодження

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

• Калібрування навантаження: помістіть стандартний вантаж, еквівалентний 100% номінального навантаження (у разі малих діапазонів використовуйте стандартні ваги), зафіксуйте значення вихідного сигналу та скоригуйте похибку за допомогою лічильника або програмного забезпечення, забезпечивши, щоб похибка ≤ допустимому значенню відповідного класу точності (клас C2 ≤ ±0,01% FS).

• 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 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. У мікромоделях перевірте визначення 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 навантаженні, плоске антизміщене навантаження та зручна інтеграція». Основне рішення полягає у вирішенні проблем, пов’язаних із точним зважуванням на малих діапазонах, зміщенням матеріалу та вбудованою установкою обладнання. Досвід користувача зосереджений на простоті експлуатації, відсутності потреби в обслуговуванні та контрольованих витратах. Під час вибору необхідно надавати пріоритет чотирьом основним вимогам: діапазон, точність, місце для встановлення та умови експлуатації, а потім враховувати сумісність із системою та додаткові функції. Під час експлуатації слід уникати перевантаження та бічного удару, а також суворо дотримуватися регулярних калібрувальних вимог, щоб забезпечити довготривалу стабільну роботу. Він підходить для приладів зважування з низьким навантаженням, автоматизованого обладнання, харчової промисловості, медичних та інших галузей і є оптимальним рішенням для сенсорів у сценаріях зважування на малих діапазонах і плоских поверхнях.

Детальний дисплей

Параметри