Паралельний пружинний датчик ваги CZL632

Вступ до продукту

Паралельна балка датчиках навантаження є силочутливими елементами, що ґрунтуються на принципі деформаційного опору, з пружним елементом у вигляді подвійної або одинарної паралельної балки як основною структурою. Коли до них прикладається сила, вигин балки призводить до деформації тензометричного датчика, що викликає зміну його опору, яка потім перетворюється на стандартизовані електричні сигнали. Вони поєднують переваги, такі як висока точність при малих навантаженнях, здатність протидіяти зсуву центра навантаження в площині та зручність монтажу, і широко використовуються в задачах зважування на малих діапазонах, вимірювання плоских зусиль та вбудованих вимірювальних системах. Нижче наведено детальний опис від основних розмірів до задоволення потреб 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: 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: Як еластомери зазвичай використовуються алюмінієві сплави (для легких сценаріїв), леговані сталі (для типових промислових сценаріїв) або нержавіюча сталь 304/316L (для агресивних середовищ), поверхні яких оброблені анодуванням, 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 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 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 зважування малих навантажень зосереджено на проблемі надмірної похибки традиційних датчиків у сценаріях малої ваги нижче 10 кг; шляхом оптимізації проектування напруження балки похибка вимірювання обмежена межами ±0,005% НВХ, що вирішує завдання високоточних вимірювань, таких як зважування харчових продуктів та 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 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 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 обнулення та калібрування в одній точці вагових приладів (потрібна лише стандартна вага 100% номінального навантаження), цифрові моделі можна швидко калібрувати за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення, проста робота доступна непрофесіоналам.

• 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 (мінімальні розміри 20 мм × 10 мм × 5 мм), може бути вбудована всередину смарт-пристроїв без впливу 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 тарифні терези/електронні платформи: основний чутливий елемент тарифних терезів 3-30 кг, легка конструкція з алюмінієвого сплаву, властивості проти ексцентричного навантаження забезпечують постійну точність зважування в різних положеннях, похибка ≤±1 г.

• Електронні терези для експрес-доставки: обладнання для зважування 1-50 кг, матеріал із нержавіючої сталі не піддається забрудненню та легко очищається, ступінь захисту IP67 пристосована до вологих і пиллястих умов відділень експрес-доставки, підтримує швидке та безперервне зважування.

• Кухонні терези/терези для випічки: високоточні кухонні терези 0,01-5 кг, мікропаралельні датчики забезпечують точність на рівні міліграмів, цифровий вихідний сигнал сумісний з дисплеями високої чіткості, що відповідає потребі в точному дозуванні інгредієнтів.

2) Устаткування 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 лініях збірки: виявлення нестачі матеріалів на лініях збірки електронних компонентів, визначення відсутності матеріалів шляхом зважування (наприклад, збірка акумуляторів для мобільних телефонів), час відгуку ≤4 мс, адаптовано до високошвидкісних потокових ліній.

• Кількісний контроль упаковувальних машин: кількісне зважування для упаковувальних машин дрібних частинок/порошків, моделі з точністю C2 забезпечують похибку ваги на пакет ≤ ±0,2%, відповідає метрологічним стандартам.

3) Харчова та фармацевтична промисловість

• Зважування фармацевтичних інгредієнтів: зважування сировини малої дози (0,1–10 кг) у фармацевтичній промисловості, виготовлені з нержавіючої сталі 316L + сертифіковані за GMP, поверхня відполірована без мертвих кутів для легкого дезінфектування та стерилізації, точність ≤ ±0,01% від межі вимірювання.

• Зважування водних продуктів/м'яса: Зважувальне обладнання для розрізання та зважування на м’ясокомбінатах і ринках водних продуктів, з водонепроникним та антикорозійним дизайном (IP68), можна мити безпосередньо, підходить для вологих та насичених водою умов роботи.

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 (терези для немовлят), з легким алюмінієвим сплавом для покращення переносності обладнання, точність досягає ±0,005%FS.

5) Розумна побутова електроніка 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 проводів: Для аналогових сигналів дотримуйтесь схеми "червоний – живлення +, чорний – живлення –, зелений – сигнал +, білий – сигнал –"; для цифрових сигналів підключайтеся відповідно до визначення контактів; уникайте тягнення кабелю під час підключення для мікромоделей, рекомендується залишати 5 см запасу довжини.

• Захисна обробка: у вологому середовищі герметизуйте з’єднання кабелю водонепроникною стрічкою, у харчовій промисловості після використання своєчасно очищайте поверхню датчика, щоб уникнути корозії від залишків 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: встановіть стандартну вагу 100% номінального навантаження (використовуйте стандартні ваги для сценаріїв з малим діапазоном), зафіксуйте значення вихідного сигналу та скоригуйте похибку за допомогою лічильника або програмного забезпечення, забезпечивши похибку ≤ допустимого значення 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. 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 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