Паралельний датчик зважування CZL650

Вступ до продукту

Паралельна балка датчиках навантаження є силовими чутливими елементами, що ґрунтуються на принципі деформаційно-резистивного 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 стандартизовані електричні сигнали. Вони поєднують переваги, такі 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 деталі за основними параметрами для задоволення потреб продукт вибору, технічної оцінки та підготовки рішень:

1. Основні характеристики та функції продукту

• Конструкційна конструкція: Застосовує інтегровану паралельну балкову конструкцію (товщина балки 2–15 мм, довжина 20–150 мм), з рівномірним розподілом напружень, зосередженим у середній частині балки, що витримує багатокутні навантаження в площині, виняткову стійкість до ексцентричного навантаження (здатна витримувати позацентрові навантаження в площині ±20% – ±30% від номінального навантаження) і не має помітних мертвих зон напруження.

• Прецизійні характеристики: Рівні точності охоплюють C1 - C3, з основними моделями, що досягають C2. Похибка нелінійності ≤ ±0,01%НВ, похибка повторюваності ≤ ±0,005%НВ, дрейф нуля ≤ ±0,002%НВ/°C, а також краща точність у порівнянні з аналогічними датчиками в сценаріях малих діапазонів 0,1 кг - 500 кг.

• Матеріали та захист: Еластомери зазвичай використовують алюмінієвий сплав (для легких умов), леговану сталь (для загальних промислових умов) або нержавіючу сталь 304/316L (для агресивних умов), з поверхневою обробкою методом анодування, нікелюванням або пасивацією; рівень захисту зазвичай становить IP65/IP67, а харчові моделі можуть досягати IP68, що підходить для різних складних умов.

• Сумісність із встановленням: На днищі передбачені стандартизовані монтажні отвори (різьбові або гладкі отвори), які дозволяють кріплення болтами або за допомогою клею. Деякі мікромоделі можуть встановлюватися вбудованим способом, що підходить для вузького монтажного простору настільних ваг та автоматизованого обладнання, і один пристрій може задовольняти вимоги до плоского зважування.

Основні функції

• Вимірювання невеликих навантажень: Спеціалізується на статичному/квазідинамічному зважуванні легких навантажень (час відгуку ≤ 4 мс), діапазон охоплює 0,1 кг – 500 кг, найпоширеніші застосування — у межах 1 кг – 200 кг. Мікромоделі здатні забезпечувати ультрамалий 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: Інтегрує компенсацію температури в широкому температурному діапазоні (-10 °C ~ 70 °C), має захист від перевантаження (150% - 200% від номінального навантаження, зазвичай 150% для моделей з алюмінієвого сплаву), а деякі моделі включають антивібраційні буферні конструкції.

• Довгострокова стабільність : Життєвий цикл при витриваності ≥ 10⁷ циклів навантаження, 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 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 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 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 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 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 повернення 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.

• 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 тарирні ваги/електронні платформи: Основний вимірювальний елемент тарирних ваг 3-30 кг, з легким алюмінієвим сплавом. Характеристика проти ексцентричного навантаження забезпечує стабільну точність зважування в різних положеннях розміщення, похибка ≤±1 г.

• Електронні ваги для експрес-доставки: Обладнання для зважування 1-50 кг для експрес-доставки, з нержавіючої сталі, що запобігає забрудненню та забезпечує легке очищення. Ступінь захисту IP67 підходить для вологих і пилових умов відділень експрес-доставки, підтримує швидке та безперервне зважування.

• Кухонні ваги/ваги для випічки: Високоточні кухонні ваги 0,01-5 кг, з мікропаралельними променевими датчиками, що забезпечують точність на рівні міліграмів. Цифровий вихідний сигнал сумісний з високоякісними дисплеями, відповідає вимогам точного дозування 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 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 нарізки та зважування на м'ясокомбінатах та ринках морепродуктів, з водонепроникним та антикорозійним дизайном (IP68), може митися безпосередньо під водою, підходить для вологих та насичених вологою 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 зусилля в медичному обладнанні: вимірювання зусилля/ваги в реабілітаційному обладнанні (наприклад, динамометри для кисті) та медичних терезах (дитячі ваги), легка конструкція з алюмінієвого сплаву підвищує мобільність обладнання, точність досягає ±0,005% від межі шкали.

5) Розумна побутова електроніка та пристрої Інтернету речей

• Розумні побутові прилади: визначення ваги білизни в пральних машинах, зважування бункерів для кавових зерен у кавоварках, мікродатчики дозволяють інтелектуальний контроль роботи обладнання, покращуючи споживчий досвід.

• Термінали IoT: контроль ваги розумних полиць і розумних смітників, малопотужні цифрові моделі підтримують бездротову передачу даних NB-IoT, придатні для сценаріїв дистанційного керування IoT.

5.Спосіб використання (практичний посібник)

1)Процес встановлення

• Підготовка: очистіть поверхню монтажу (приберіть жир та заусенці), перевірте зовнішній вигляд датчика (відсутність деформації балки, пошкодження кабелю), підберіть відповідні кріпильні болти залежно від діапазону (не використовуйте високоміцні болти 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’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, якщо відхилення надто велике, перевірте, чи рівна поверхня встановлення.

• Калібрація навантаження: встановлюйте стандартну вагу 100% номінальної навантаження (використовуйте стандартні ваги в сценаріях малого діапазону), запишіть значення вихідного сигналу, виправляйте помилку через лічильник або програмне забезпечення, переконайтеся, що помилка ≤ допустиме

• 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)Щодня технічна підтримка

• 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）Перенос 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 екологічної придатності

• 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