Cảm biến vi mô nhôm CZL616C

Giới thiệu sản phẩm

Các cảm biến cân đo vi mô là thiết bị đo trọng lượng nhỏ gọn được phát triển dựa trên hiệu ứng biến dạng. Cơ chế cốt lõi của chúng bao gồm việc chuyển đổi tín hiệu trọng lượng thành các tín hiệu điện có thể đo được thông qua các cấu trúc vi cảm biến (ví dụ: các vật liệu đàn hồi dựa trên cảm biến biến dạng). Thông thường có kích thước từ vài đến vài chục centimet khối, các cảm biến này hoạt động trong dải từ gam đến kilogam, kết hợp hai ưu điểm là kích thước nhỏ gọn và độ chính xác cao. Là thành phần thiết yếu cho các ứng dụng cân nhẹ và trong không gian hạn chế, chúng được sử dụng rộng rãi trong thiết bị y tế, điện tử tiêu dùng, thiết bị thông minh và kiểm tra nghiên cứu khoa học, đóng vai trò nền tảng quan trọng cho cảm biến trọng lượng trong các thiết bị vi mô.

1. Các tính năng và chức năng chính

1) Đặc điểm cốt lõi là thu nhỏ kích thước

• Siêu nhỏ gọn và nhẹ: Kích thước tiêu chuẩn dao động từ 5mm×5mm×2mm đến 30mm×20mm×10mm, một số mẫu tùy chỉnh có thể thu nhỏ xuống mức độ milimet và chỉ nặng từ 0,1g đến 5g. Điều này cho phép tích hợp liền mạch vào các không gian chật hẹp như đồng hồ thông minh và thân bơm vi mô mà không làm ảnh hưởng đến độ bền cấu trúc của thiết bị.

• Thiết kế nhỏ gọn: Hầu hết các mẫu có thiết kế đóng gói tích hợp, kết hợp các thành phần nhạy cảm và mạch điều chế tín hiệu trong một vỏ bọc kích thước nhỏ. Một số biến thể hỗ trợ các phương án lắp đặt mỏng như công nghệ gắn bề mặt (SMT) hoặc kết nối dạng chân dẫn, tương thích với việc hàn trực tiếp lên bo mạch PCB hoặc lắp đặt kiểu nhấn khớp.

2) Ưu điểm về hiệu suất cân nặng

• Đo lường chính xác phạm vi rộng: Hệ thống bao phủ dải từ 0,1g đến 50kg, với độ chính xác đo lường chính từ ±0,01%FS đến ±0,1%FS và độ phân giải lên đến 0,001g. Thiết bị đáp ứng cả nhu cầu cân mẫu ở cấp độ microgam trong phòng thí nghiệm lẫn yêu cầu giám sát trọng lượng ở cấp độ gam trong thiết bị điện tử tiêu dùng.

• Phản hồi động nhanh chóng: Với thời gian phản hồi ≤10ms, cảm biến ghi nhận chính xác các thay đổi trọng lượng tức thời trong thời gian thực, ví dụ như cân tải trọng nhẹ tốc độ cao trong các dây chuyền phân loại tự động hoặc giám sát tốc độ nhỏ giọt trong truyền dịch y tế, từ đó ngăn ngừa sai số đo lường do trễ tín hiệu.

• Khả năng chống nhiễu ổn định: Mô-đun bù nhiệt độ tích hợp (hoạt động trong khoảng -10℃ đến 60℃) khắc phục sự dao động nhiệt độ môi trường. Với đầu ra tín hiệu vi sai hoặc lớp chắn điện từ, thiết bị hiệu quả trong việc chống nhiễu từ mạch điện nội bộ, đảm bảo độ ổn định dữ liệu.

3) Tính năng tích hợp và tương thích

• Tương thích đa đầu ra: Hỗ trợ tín hiệu analog (0-5V, 4-20mA) và tín hiệu số (I2C, SPI, UART), cho phép kết nối trực tiếp với vi điều khiển, vi mạch đơn và PLC cỡ nhỏ mà không cần thêm mô-đun khuếch đại tín hiệu.

• Tương thích vật liệu và môi trường: Các thành phần nhạy cảm chủ yếu được làm từ thép không gỉ 316L, hợp kim titan hoặc nhựa kỹ thuật, với vỏ chống ăn mòn. Các thành phần này tương thích với nhiều loại môi trường cân khác nhau bao gồm chất lỏng y tế, nguyên liệu thực phẩm và linh kiện điện tử, hiệu quả ngăn ngừa nguy cơ nhiễm bẩn hoặc hư hại do ăn mòn.

• Hiệu suất tiêu thụ điện thấp: Tiêu thụ điện tĩnh ≤10mA, giảm xuống còn 10μA ở chế độ ngủ, lý tưởng cho các thiết bị di động chạy bằng pin (ví dụ: cân cầm tay, thiết bị đeo thông minh) nhằm kéo dài tuổi thọ pin.

2. Các vấn đề trọng tâm trong ngành cần được giải quyết

Trong các tình huống cân tải nhẹ và thu nhỏ kích thước, các cảm biến cân truyền thống (ví dụ: cảm biến cân bàn và mô-đun cân công nghiệp) gặp phải những thách thức như kích thước quá lớn, tiêu thụ điện cao, độ chính xác không đủ và khó khăn trong tích hợp. Cảm biến cân vi mô được thiết kế đặc biệt để giải quyết những vấn đề cốt lõi này:

• Thách thức trong tích hợp thiết bị vi mô: Giải quyết vấn đề cảm biến truyền thống không thể được tích hợp vào các thiết bị nhỏ gọn, chẳng hạn như chức năng theo dõi trọng lượng trong vòng đeo tay thông minh hoặc kiểm soát liều lượng chất lỏng trong các bơm y tế thu nhỏ, bằng cách đạt được cả chức năng cân đo và thiết kế nhỏ gọn.

• Vấn đề đo tải nhẹ và độ chính xác cao: Giải quyết vấn đề độ chính xác không đủ của cảm biến truyền thống khi cân ở thang đo gam và miligam, chẳng hạn như cân mẫu vi mô trong phòng thí nghiệm, phát hiện trọng lượng chân linh kiện điện tử, nhằm cung cấp dữ liệu đáng tin cậy cho sản xuất chính xác và nghiên cứu khoa học.

• Thách thức về hiệu suất năng lượng cho thiết bị di động: Giải quyết vấn đề thời gian sử dụng pin ngắn do tiêu thụ điện năng cao của cảm biến truyền thống, chẳng hạn như cân bưu phẩm cầm tay và thiết bị cân thu thập mẫu ngoài trời, những thiết bị này có đặc tính tiêu thụ điện thấp để kéo dài thời gian sử dụng đơn lẻ.

• Hạn chế về không gian lắp đặt phức tạp: Đáp ứng các yêu cầu về cân trọng lượng trong môi trường chật hẹp hoặc có kết cấu đặc biệt, chẳng hạn như cân trọng lượng thành phần bên trong thiết bị tự động và giám sát trọng lượng chất lỏng trong đường ống, bằng cách sử dụng các giải pháp lắp đặt kiểu dán bề mặt hoặc tích hợp để vượt qua giới hạn không gian.

• Tương thích tín hiệu đa kịch bản: Giải quyết sự không tương thích giữa tín hiệu cảm biến truyền thống và các đơn vị vi điều khiển. Mô hình đầu ra tín hiệu kỹ thuật số có thể kết nối trực tiếp với vi điều khiển (MCU), đơn giản hóa thiết kế mạch cho các thiết bị nhỏ gọn và giảm chi phí nghiên cứu phát triển.

3. Điểm nổi bật về trải nghiệm người dùng

• Tiện lợi tích hợp cao: Bố trí chân tiêu chuẩn và kích thước bao bì cho phép hàn trực tiếp lên PCB hoặc cố định kiểu nhấn lắp mà không cần cấu trúc cơ khí phức tạp, giảm thời gian tích hợp xuống dưới 30 phút và nâng cao đáng kể hiệu suất sản xuất thiết bị.

• Quá trình gỡ lỗi rất đơn giản: các mô hình tín hiệu kỹ thuật số cho phép hiệu chuẩn điểm không và dải đo chỉ bằng một cú nhấp chuột thông qua lệnh, trong khi các mô hình tín hiệu analog có độ tuyến tính xuất sắc. Chỉ cần gỡ lỗi mạch cơ bản là có thể triển khai ngay lập tức, giảm đáng kể rào cản kỹ thuật đối với các đội ngũ nghiên cứu và phát triển.

• Hiệu suất cực kỳ đáng tin cậy: Thiết kế bù nhiệt độ và chống nhiễu đảm bảo độ trôi dữ liệu ≤±0,05%FS/năm, loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn thường xuyên trong các ứng dụng di động hoặc nhúng và giảm đáng kể yêu cầu bảo trì.

• Lựa chọn linh hoạt: Đa dạng các mẫu mã với các dải đo, loại tín hiệu và phương pháp lắp đặt khác nhau. Bạn có thể lựa chọn trực tiếp dựa trên kích thước thiết bị, điện áp nguồn và yêu cầu độ chính xác. Một số nhà sản xuất còn hỗ trợ tùy chỉnh theo đơn hàng nhỏ để đáp ứng nhu cầu cá nhân hóa.

• Kiểm soát chi phí hợp lý: chi phí đơn vị có thể được kiểm soát ở mức vài chục đến vài trăm nhân dân tệ khi mua theo lô, thấp hơn hơn 50% so với giải pháp cảm biến vi mô theo đơn đặt hàng. Đồng thời, đặc tính tiêu thụ điện năng thấp giúp giảm chi phí tiêu thụ năng lượng tổng thể của thiết bị.

4. Các Trường Hợp Sử Dụng Điển Hình

1) Chăm sóc sức khỏe

• Thiết bị giám sát truyền dịch: được tích hợp vào bơm truyền dịch, theo dõi sự thay đổi trọng lượng dung dịch theo thời gian thực, tính toán tốc độ truyền dịch và phát cảnh báo khi dung dịch sắp cạn để ngăn tình trạng chai rỗng, như thấy trong kiểm soát truyền dịch chính xác tại các đơn vị chăm sóc tích cực.

• Thiết bị phục hồi chức năng và chăm sóc: bao gồm cân phục hồi chức năng thông minh và cảm biến trọng lượng cho chân tay giả, theo dõi sự dao động trọng lượng trong quá trình tập luyện phục hồi chức năng ở người cao tuổi hoặc cung cấp phản hồi lực cho chi giả, từ đó nâng cao độ an toàn trong phục hồi chức năng.

• Thiết bị phòng thí nghiệm: Sử dụng pipet và máy phân tích sinh hóa để đo khối lượng thuốc thử hoặc mẫu, đảm bảo việc thêm mẫu chính xác, chẳng hạn như cân mẫu vi lượng cho bộ xét nghiệm COVID-19.

2) Điện tử tiêu dùng và Thiết bị đeo thông minh

• Thiết bị đeo thông minh: Được tích hợp vào máy theo dõi thể dục và đồng hồ thông minh, các thiết bị này cho phép đo gián tiếp trọng lượng cơ thể và lượng mỡ cơ thể, cũng như giám sát lực theo thời gian thực trong khi tập luyện—ví dụ như phân tích lực tác động của bàn chân khi chạy.

• Thiết bị nhà thông minh: Được dùng để cân nguyên liệu trong các loại cân nhà bếp thông minh và máy pha cà phê, ví dụ như đo lượng bột cà phê một cách chính xác để điều chỉnh nồng độ pha chế; hoặc giám sát tràn trong thùng rác thông minh (xác định dung lượng rác thông qua trọng lượng).

• Thiết bị cân xách tay, ví dụ như cân bưu kiện mini và cân hành lý, có thiết kế nhỏ gọn và tiêu thụ điện năng thấp, cho phép người dùng mang theo thuận tiện đồng thời đo khối lượng đồ vật theo thời gian thực.

3) Tự động hóa công nghiệp và sản xuất vi mô

• Sản xuất linh kiện điện tử: Trong các dây chuyền lắp ráp SMT (Công nghệ gắn bề mặt), giám sát trọng lượng các linh kiện như chip và điện trở để loại bỏ các sản phẩm lỗi; hoặc trong đóng gói bán dẫn, đo trọng lượng vật liệu bao phủ để đảm bảo chất lượng đóng gói.

• Thiết bị tự động hóa vi mô: Bộ phận đầu cuối cho robot lắp ráp vi mô, cảm nhận trọng lượng các linh kiện để xác định việc cầm giữ thành công, ví dụ như phát hiện trọng lượng trong các mô-đun camera điện thoại thông minh.

• Thiết bị điều khiển chất lỏng: được tích hợp trong các bơm định lượng vi mô và vòi phun nhiên liệu, giám sát lượng chất lỏng cung cấp theo trọng lượng, ví dụ như cân chính xác lượng nhiên liệu trong hệ thống phun nhiên liệu, nhằm đảm bảo hiệu suất cháy.

4) Lĩnh vực nghiên cứu và thử nghiệm

• Nghiên cứu vật liệu: Đo trọng lượng các mẫu vật liệu nhỏ (ví dụ: vật liệu nano, màng mỏng) hoặc thay đổi trọng lượng trong quá trình kéo hoặc nén để cung cấp dữ liệu cho phân tích hiệu năng.

• Thiết bị giám sát môi trường: Trong các thiết bị giám sát chất lượng nước vi mô và thiết bị lấy mẫu không khí, trọng lượng của các mẫu thu thập được đo để tính toán nồng độ chất ô nhiễm, chẳng hạn như phân tích trọng lượng của các hạt vật chất trong không khí sau khi lấy mẫu.

5) Các ngành Logistics và Bán lẻ

• Hệ thống phân loại vi mô: Ở cuối dây chuyền phân loại tự động trong dịch vụ giao hàng nhanh, thiết bị cân các bưu phẩm nhỏ để phân loại theo trọng lượng; hoặc tại các quầy thanh toán tự phục vụ trong siêu thị không người, thiết bị nhận dạng sản phẩm thông qua việc cân nặng (với sự hỗ trợ của cơ sở dữ liệu trọng lượng).

• Thiết bị cân trong bán lẻ, chẳng hạn như cân trang sức và cân kim loại quý, được thiết kế để đo chính xác các mặt hàng có giá trị như vàng và kim cương. Với kích thước nhỏ gọn, các thiết bị này có thể dễ dàng đặt trên quầy mà không chiếm nhiều diện tích.

TỔNG QUAN

Các cảm biến cân vi mô, với những điểm mạnh cốt lõi là "kích thước nhỏ gọn, độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp", đã khắc phục những hạn chế về không gian và đo lường của các thiết bị cân truyền thống. Chúng đáp ứng chính xác nhu cầu cân tải trọng nhẹ trong các lĩnh vực như y tế, thiết bị điện tử tiêu dùng và sản xuất vi mô. Việc tích hợp thuận tiện, hiệu suất ổn định và thiết kế tiết kiệm chi phí không chỉ thúc đẩy nâng cấp chức năng trong các thiết bị vi mô, mà còn cung cấp sự hỗ trợ đáng tin cậy để đạt được mục tiêu "độ chính xác, thu nhỏ kích thước và trí tuệ nhân tạo" trong lĩnh vực cân đo trên khắp các ngành công nghiệp. Do đó, chúng đã trở thành một nhánh không thể thiếu của công nghệ cảm biến hiện đại.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật