Паралельний променевий датчик зважування CZL649D

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

• Конструктивний дизайн : Використовує інтегровану паралельну балкову конструкцію (товщина балки 2-15 мм, довжина 20-150 мм), з рівномірним розподілом навантаження, зосередженим у середній частині балки, що витримує багатокутні навантаження в площині, виняткову стійкість до ексцентриситету навантаження (здатна витримувати позапланові навантаження в межах ±20%-±30% від номінального навантаження) та не має помітних зон слабкого навантаження.

• 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 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), діапазон якого охоплює 0,1 кг–500 кг, найпоширеніші застосування зосереджені в діапазоні 1 кг–200 кг. Мікромоделі можуть забезпечувати ультрамалий діапазон вимірювання 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 зважуваного об'єкта, вирішуючи проблему точності при нефіксованих позиціях розміщення матеріалів у настільних зважувальних приладах та сортувальних пристроях.

• Ускладнення при інтегрованій установці 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 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 малих пристроях: 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 базові поверхні позиціонування усувають необхідність використання спеціалізованого калібрувального інструменту. Встановлення можна виконати звичайною викруткою, вимоги до плоскості невисокі (≤0,1 мм/м), а налагодження одним працівником може бути завершено 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 обслуговування: Повністю герметична конструкція зменшує проникнення пилу та вологи, середньорічна частота відмов ≤0,2%. Модель з алюмінієвого сплаву має легку вагу (мінімум лише 5 г), її легко замінити, і під час обслуговування немає необхідності розбирати великі конструкції.

• Точне повернення даних: Статичні коливання вимірювальних даних ≤±0,003% FS, відсутність гістерезису в квазідинамічних сценаріях. Цифрові моделі оснащені функцією компенсації нульового дрейфу, що усуває необхідність частого калібрування та забезпечує високу стабільність даних. компенсація нульового дрейфу, що усуває необхідність частого калібрування та забезпечує 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 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 від 1 до 50 кг, виготовлене з нержавіючої сталі, стійке до забруднення та легко очищається. Ступінь захисту IP67 підходить для вологих і запилених умов 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) Обладнання для промислової автоматизації

• Обладнання для автоматичної сортування: Вагові сортувальні машини в харчовій та металевій галузях, встановлювані під конвеєром сортування, забезпечують реальний час виявлення ваги продукту та взаємодіють із механізмом сортування, 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 для мобільних телефонів), час реакції ≤4 мс, підходить для 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: 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 для реабілітаційних пристроїв (таких як динамометри для рук) та медичних терезів (дитячі терези), з легким алюмінієвим сплавом для підвищення переносності обладнання, точність досягає ±0,005%НВ. 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.

• IoT-термінали: Контроль ваги на розумних полицях та розумних смітниках, цифрові моделі з низьким енергоспоживанням із підтримкою бездротової передачі NB-IoT, підходять для сценаріїв дистанційного управління в IoT.

5. Інструкція 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 проводки: для аналогових сигналів дотримуйтесь правила "червоний — живлення +, чорний — живлення -, зелений — сигнал +, білий — сигнал -"; для цифрових сигналів підключайтеся відповідно до розмітки контактів; при підключенні мікро-моделей уникайте натягування кабелю, рекомендується залишити 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: 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 стандартний вантаж, що відповідає 100% номінального навантаження (у сценаріях із малим діапазоном використовуйте стандартні важки), зафіксуйте значення вихідного сигналу, скоригуйте похибку за допомогою лічильника або програмного забезпечення та переконайтеся, що 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 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