Cảm biến tải S-type CZL301

Giới thiệu sản phẩm

Cảm biến tải loại S là một phần tử phát hiện nhạy cảm với lực dựa trên nguyên lý điện trở biến dạng, với lõi cấu trúc chính là vật liệu đàn hồi hình chữ S đối xứng. Khi chịu lực, sự biến dạng kéo hoặc nén của vật liệu đàn hồi sẽ thúc đẩy các tế bào biến dạng tạo ra sự thay đổi điện trở, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện tiêu chuẩn. Thiết bị kết hợp những ưu điểm như khả năng chịu lực hai chiều, lắp đặt linh hoạt và độ chính xác ổn định, được sử dụng rộng rãi trong các tình huống đo lường lực kéo, lực nén và lực tổng hợp ở tải trọng trung bình và thấp. Các chi tiết dưới đây được trình bày theo các khía cạnh cốt lõi nhằm đáp ứng nhu cầu của sản phẩm lựa chọn, đánh giá kỹ thuật và soạn thảo giải pháp:

1. Tính năng và chức năng sản phẩm

Các đặc điểm chính

• Thiết kế cấu trúc: Áp dụng cấu trúc đàn hồi hình chữ S tích hợp (độ dày 5-30mm, chiều dài 30-200mm), phân bố ứng suất tập trung và đối xứng, hỗ trợ lực hai chiều (có thể đo cả lực kéo và nén), có khả năng chống xoắn và chống lực ngang mạnh (chịu được lực ngang ±10%-±15% tải định mức), hiệu suất truyền lực cao.

• Hiệu suất chính xác: Các cấp độ chính xác bao gồm C2-C6, các mẫu phổ biến đạt mức C3, sai số phi tuyến ≤±0,02%FS, sai số lặp lại ≤±0,01%FS, trôi điểm zero ≤±0,003%FS/℃, và suy giảm độ chính xác nhỏ trong các tình huống đo động với tải trọng nhỏ và trung bình.

• Vật liệu và Bảo vệ: Chất đàn hồi thường được làm bằng thép hợp kim cường độ cao (giới hạn chảy ≥850MPa) hoặc thép không gỉ 304/316L, bề mặt được xử lý mạ niken hoặc phun nhựa (xử lý thụ động đối với các loại chống ăn mòn); mức độ bảo vệ thường là IP65/IP67, và các mẫu tùy chỉnh dành cho môi trường ẩm ướt có thể đạt tiêu chuẩn IP68, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp thông thường và một số môi trường đặc biệt.

• Khả năng tương thích lắp đặt: Hai đầu được thiết kế với ren trong, ren ngoài hoặc cấu trúc vòng treo, hỗ trợ nhiều phương pháp lắp đặt như móc, vòng treo và mặt bích, không gian lắp đặt linh hoạt, thích ứng với các tình huống chịu lực đa hướng như theo phương đứng, ngang và nghiêng, và chủ yếu được sử dụng độc lập.

Chức năng cốt lõi

• Đo lực hai chiều: Hỗ trợ đo lực kéo và nén tĩnh/động (thời gian phản hồi ≤6ms), với dải đo từ 0,01t-50t, các ứng dụng thông thường tập trung trong khoảng 0,1t-20t, một số mẫu độ chính xác cao có khả năng đo các dải nhỏ 0,001t.

• Đầu ra tín hiệu tiêu chuẩn: Cung cấp tín hiệu analog (4-20mA, 0-5V, 0-10V) và tín hiệu số (RS485/Modbus RTU), một số mẫu thông minh hỗ trợ giao thức Profibus, cho phép kết nối trực tiếp với các thiết bị cân, PLC, màn hình cảm ứng công nghiệp và các thiết bị khác.

• Chức năng an toàn và bảo vệ: Tích hợp bù nhiệt độ trong dải rộng (-20℃~80℃), có chức năng bảo vệ quá tải (120%-200% tải định mức, thường là 150% trong các trường hợp chịu kéo), một số mẫu có chốt định vị chống xoắn và thiết kế khớp nối cáp chống tuột.

• Ổn định dài hạn: Tuổi thọ mỏi ≥10⁶ chu kỳ tải, độ trôi hàng năm ≤±0,02%FS dưới tải định mức, phù hợp với các tình huống giám sát lực gián đoạn hoặc liên tục.

2. Các Vấn Đề Cốt Lõi Được Giải Quyết

• Khó khăn trong Đo Lực Hai Chiều: Khắc phục hạn chế của các cảm biến truyền thống chỉ có thể đo lực theo một hướng, cấu trúc hình chữ S có thể đo chính xác đồng thời cả lực kéo và lực nén (như sự thay đổi giá trị lực trong quá trình nâng và hạ vật liệu), đáp ứng nhu cầu giám sát lực hai chiều trong các tình huống như cẩu trục và kéo.

• Khả Năng Thích Ứng Với Các Tình Huống Lắp Đặt Phức Tạp: Với các phương pháp kết nối linh hoạt và cấu trúc nhỏ gọn, thiết bị giải quyết được thách thức lắp đặt trên các thiết bị có không gian hạn chế và lực tác động nhiều góc. ứng dụng (như cân phễu nghiêng và giám sát lực căng của dây băng tải treo), loại bỏ nhu cầu sửa đổi lớn cấu trúc thiết bị.

• Độ Chính Xác Không Đủ Khi Tải Nhẹ/Phạm Vi Nhỏ: Trong dải nhỏ từ 0,1t - 5t, bằng cách tối ưu hóa vị trí liên kết của cảm biến lực và thiết kế ứng suất của vật liệu đàn hồi, sai số đo được kiểm soát trong phạm vi ±0,01%FS, đáp ứng yêu cầu độ chính xác cao cho các ứng dụng tải nhẹ trong phòng thí nghiệm, chế biến thực phẩm, v.v.

• Giám sát Dao động Lực căng Động: Với thời gian phản hồi ≤6ms, thiết bị có thể ghi nhận chính xác các dao động lực căng trong quá trình sản xuất liên tục của cáp, màng phim, v.v., giải quyết các vấn đề chất lượng sản phẩm do lực căng không ổn định trong các ngành dệt, in ấn.

• Vấn đề Tương thích khi Hợp tác Đa Thiết bị: Tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn và hỗ trợ nhiều giao thức giúp giải quyết trở ngại kết nối với các hệ thống điều khiển của các thương hiệu khác nhau (như PLC Siemens series S7 và DCS Delta), giảm sai số và chi phí chuyển đổi tín hiệu.

3. Trải nghiệm người dùng

• Sự thuận tiện khi lắp đặt: Các giao diện ren/lỗ tiêu chuẩn, với các bộ phận nối tiêu chuẩn (như bu-lông và khóa chốt), không yêu cầu dụng cụ lắp đặt đặc biệt. Một người có thể hoàn thành việc lắp đặt và định vị một cảm biến trong vòng 15 phút, với yêu cầu tương đối thấp đối với độ phẳng của bề mặt lắp đặt (độ sai lệch phẳng ≤0,1mm/m là đủ).

• Vận hành và Hiệu chuẩn: Hỗ trợ chức năng về zero một chạm trên thiết bị cân, đơn giản hóa quy trình hiệu chuẩn hai điểm (chỉ cần các quả cân tiêu chuẩn 10% và 100% tải định mức), và các mô hình kỹ thuật số có thể được hiệu chuẩn từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc máy tính chủ, cho phép người không chuyên vận hành nhanh chóng.

• Chi phí bảo trì có thể kiểm soát: Cấu trúc kín hiệu quả ngăn chặn bụi và độ ẩm, tỷ lệ sự cố trung bình hàng năm ≤0,4%; thiết kế mô-đun của các bộ phận chính (cảm biến biến dạng, thanh đầu cuối) cho phép thay thế riêng lẻ các lỗi cục bộ, giảm chi phí thay thế tổng thể.

• Phản hồi dữ liệu trực quan: Biến động dữ liệu đo tĩnh ≤±0,005%FS, không có độ trễ rõ rệt trong các tình huống động; các mô hình kỹ thuật số được tích hợp cảnh báo lỗi quá tải, điện áp thấp, v.v., được hiển thị trực quan qua đèn chỉ thị hoặc giao diện phần mềm để thuận tiện và nhanh chóng xử lý sự cố.

• Khả năng thích ứng linh hoạt với các tình huống: Cùng một cảm biến có thể chuyển đổi giữa các chế độ đo lực kéo/nén mà không cần thay thế phần cứng, đáp ứng nhu cầu thiết bị dùng chung cho nhiều quy trình và nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị.

4. Các tình huống ứng dụng điển hình

1) Các tình huống đo lực kéo/căng

• Điều khiển lực căng cáp/dây: Giám sát lực căng của các máy kéo dây trong ngành dệt và ngành cáp. Cảm biến dạng S được nối tiếp vào cơ cấu kéo, cung cấp phản hồi thời gian thực về giá trị lực căng và điều chỉnh tốc độ kéo một cách đồng bộ để đảm bảo đường kính cáp đồng đều.

• Kiểm tra kéo vật liệu: Đo lực kéo của các máy kiểm tra vật liệu trong phòng thí nghiệm. Các mẫu chính xác C2 có thể đáp ứng yêu cầu kiểm tra độ bền kéo của các vật liệu như dây kim loại và màng nhựa, với sai số lặp lại dữ liệu ≤±0,01%.

• Giám sát lực căng thiết bị nâng: Kiểm soát giới hạn tải trọng cho cần cẩu nhỏ và palăng điện. Được lắp giữa móc treo và tay cần, thiết bị sẽ phát cảnh báo và ngắt nguồn khi quá tải nhằm đảm bảo an toàn vận hành.

2) Các tình huống cân treo

• Cân bồn/xilo treo: Cân các bồn phối trộn treo trong ngành hóa chất và thức ăn chăn nuôi. Một hoặc hai cảm biến được treo và lắp đặt đối xứng để giải quyết vấn đề thiếu diện tích sàn, với độ chính xác lên đến ±0,02%FS.

• Cân treo trong chế biến thực phẩm: Cân treo và phân loại trong ngành giết mổ và chế biến sản phẩm thủy sản. Các mẫu bằng thép không gỉ (316L) đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm, dễ làm sạch và khử trùng, phù hợp với vận hành trên dây chuyền lắp ráp.

3) Sản xuất các thiết bị cân nhỏ và vừa

• Cân móc/cân xách tay: Đơn vị cảm biến chính cho các cân móc từ 0,5t-20t. Cấu trúc nhỏ gọn phù hợp với thiết kế thân cân, khả năng chịu va đập cao giúp xử lý quá tải tức thời trong các thao tác nâng hạ.

• Cân băng tải/cân động: Mô-đun cân động cho băng chuyền. Được lắp đặt trên giá đỡ con lăn của băng tải, gián tiếp tính toán trọng lượng vật liệu bằng cách đo lực căng băng, thích nghi với các tình huống vận chuyển liên tục.

4) Thiết bị nghiên cứu khoa học và thí nghiệm

• Kiểm tra sinh học cơ học: Giám sát giá trị lực của thiết bị phục hồi chức năng y tế (như kiểm tra lực của chân tay giả). Các mẫu có dải đo nhỏ, độ chính xác cao (0,01t-1t) có thể ghi nhận những thay đổi lực tinh vi.

• Điều khiển lực tại đầu robot: Phản hồi lực cho cơ chế gắp của robot công nghiệp. Bằng cách đo lực gắp, lực kẹp được điều chỉnh để tránh làm hư hại các chi tiết dễ vỡ (như thủy tinh và gốm sứ).

5) Ứng dụng cho ngành đặc biệt

• Ngành dược phẩm: Điều khiển áp lực của máy đóng nang dược phẩm. Các mẫu bằng thép không gỉ đạt tiêu chuẩn vệ sinh đáp ứng tiêu chuẩn GMP, kiểm soát chính xác áp lực đóng nang để đảm bảo liều lượng viên nang đồng đều.

• Ngành in ấn và đóng gói: Giám sát lực căng của máy in màng film. Điều chỉnh tốc độ tháo cuộn và cuốn lại theo thời gian thực nhằm ngăn ngừa hiện tượng giãn, biến dạng hoặc đứt màng, từ đó nâng cao độ chính xác trong in ấn.

5. Hướng dẫn sử dụng (Hướng dẫn thực tế)

1) Quá trình lắp đặt

• Chuẩn bị: Làm sạch các điểm nối lắp đặt (loại bỏ ba via và vết dầu), kiểm tra ngoại quan cảm biến (không biến dạng đàn hồi, không hư hại dây cáp) và chọn phương pháp nối phù hợp theo hướng lực tác dụng (chọn vòng treo cho lực kéo và cố định bằng bu lông cho lực nén).

• Định vị và Cố định: Đảm bảo tải trọng được truyền dọc theo hướng trục của cảm biến để tránh lực ngang và lực xoắn; sử dụng cờ lê đo momen khi siết chặt bu lông (nên dùng 10-30 N·m đối với cảm biến bằng thép hợp kim, 8-25 N·m đối với cảm biến bằng thép không gỉ) để tránh siết quá chặt làm hỏng ren.

• Quy cách đi dây: Đối với tín hiệu analog, tuân theo quy tắc "đỏ - nguồn +, đen - nguồn -, xanh lá - tín hiệu +, trắng - tín hiệu -"; đối với tín hiệu kỹ thuật số, nối dây theo thứ tự chân tương ứng của Modbus; dây cáp cần được cố định chắc chắn để tránh bị kéo mạnh, và việc đi dây nên giữ khoảng cách xa các nguồn nhiễu mạnh như bộ biến tần (khoảng cách ≥ 20 cm).

• Xử lý bảo vệ: Khi lắp đặt ngoài trời, cần thêm mái che mưa; trong môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn, đặt đầu nối cáp vào hộp đấu nối kín nước, và bề mặt cảm biến có thể được phủ một lớp dầu chống ăn mòn đạt tiêu chuẩn thực phẩm (dành cho ngành công nghiệp thực phẩm).

2) Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Hiệu chuẩn điểm không: Bật nguồn và làm nóng trước trong 15 phút, thực hiện lệnh "hiệu chuẩn điểm không", đảm bảo đầu ra điểm không nằm trong phạm vi ±0,002%FS; nếu sai lệch quá lớn, hãy kiểm tra xem có lực ngang nào tác động trong quá trình lắp đặt hay không.

• Hiệu chuẩn tải: Đặt các quả cân tiêu chuẩn lần lượt ở mức 10%, 50% và 100% tải định mức, ghi lại tín hiệu đầu ra tại mỗi điểm, hiệu chỉnh sai số tuyến tính thông qua phần mềm hiệu chuẩn, và đảm bảo sai số ≤ giá trị cho phép tương ứng với cấp độ chính xác (cấp C3 ≤ ±0,02%FS).

• Gỡ lỗi động: Trong các tình huống động như giám sát lực căng, điều chỉnh tần số lọc của thiết bị (5-12 Hz) để cân bằng giữa tốc độ phản hồi và độ ổn định dữ liệu, tránh cảnh báo giả do dao động tần số cao.

3) Bảo trì thường xuyên

• Kiểm tra định kỳ: Làm sạch bề mặt cảm biến hàng tháng, kiểm tra xem các mối nối ren có bị lỏng không; thực hiện hiệu chuẩn điểm 0 mỗi quý, hoàn thành hiệu chuẩn toàn thang đo mỗi năm và lưu dữ liệu hiệu chuẩn để tham khảo sau này.

• Xử lý sự cố: Khi dữ liệu bị lệch, trước tiên kiểm tra điện áp nguồn (ổn định ở mức 12-24 V DC); khi không có tín hiệu đầu ra, hãy kiểm tra xem cáp có bị đứt hay cảm biến có bị quá tải (quá 200% tải định mức có thể gây hư hỏng) hay không.

6. Phương pháp lựa chọn (Phù hợp chính xác yêu cầu)

1) Xác định các thông số cốt lõi

• Lựa chọn dải đo: Chọn model theo giá trị lực tối đa thực tế nhân 1,2 - 1,5 lần (ví dụ: nếu lực kéo tối đa là 8 tấn, có thể chọn cảm biến 10 - 12 tấn). Đối với các trường hợp đo lực kéo, nên dự trữ thêm 10% dung sai quá tải để tránh hư hỏng do tải va đập.

• Cấp chính xác: Chọn cấp C2 (sai số ≤ ±0,01%FS) cho kiểm tra phòng thí nghiệm, cấp C3 (sai số ≤ ±0,02%FS) cho đo lường công nghiệp, và cấp C6 (sai số ≤ ±0,03%FS) cho giám sát thông thường. • Loại tín hiệu: Chọn tín hiệu analog (4 - 20mA) cho các thiết bị cân truyền thống, tín hiệu số (RS485) cho các hệ thống thông minh, và các model thông minh có truyền không dây (WiFi/4G) cho các tình huống IoT công nghiệp.

2) Lựa chọn dựa trên khả năng thích ứng với môi trường

• Nhiệt độ: Chọn các mẫu thông thường cho các tình huống bình thường (-20°C ~ 60°C), các mẫu bù nhiệt độ cao cho các tình huống nhiệt độ cao (60°C ~ 100°C), và các mẫu chịu lạnh thấp cho các tình huống nhiệt độ thấp (-40°C ~ -20°C).

• Môi trường: Chọn thép hợp kim (phủ sơn tĩnh điện bề mặt) cho môi trường khô, thép không gỉ 304 cho môi trường ẩm/ngành thực phẩm, và thép không gỉ 316L cho môi trường ăn mòn hóa chất.

• Cấp bảo vệ: ≥IP65 cho môi trường trong nhà, khô ráo; ≥IP67 cho môi trường ngoài trời/ẩm ướt; và ≥IP68 cho môi trường dưới nước hoặc nhiều bụi.

3) Lắp Đặt và Tính Tương Thích Hệ Thống

• Phương pháp lắp đặt: Chọn kết nối dạng mắt nối cho các tình huống chịu lực kéo, cố định bằng bu-lông cho các tình huống chịu áp lực, và các mẫu có chốt định vị cho các ứng dụng chịu lực nghiêng; đối với không gian hạn chế, ưu tiên các mẫu nhỏ gọn có chiều dài ≤50mm.

• Tính tương thích: Xác nhận rằng tín hiệu cảm biến phù hợp với giao thức truyền thông của thiết bị/PLC hiện có. Khi nhiều cảm biến hoạt động cùng nhau, hãy chọn các mẫu kỹ thuật số hỗ trợ thiết lập địa chỉ để tránh xung đột tín hiệu.

4) Xác nhận các yêu cầu bổ sung

• Yêu cầu chứng nhận: Các tình huống chống cháy nổ cần chứng nhận Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4, ngành thực phẩm cần chứng nhận FDA/GMP, và các tình huống đo lường cần chứng nhận CMC.

• Các chức năng đặc biệt: Chọn các mẫu có thời gian phản hồi ≤5ms để giám sát lực căng động, các mẫu có mô-đun NB-IoT để giám sát từ xa, và các mẫu chuyên dụng cho môi trường vệ sinh với bề mặt đánh bóng không góc chết (Ra ≤0,8μm) cho các ứng dụng yêu cầu độ sạch cao.

TỔNG QUAN

Cảm biến tải trọng kiểu S có các ưu điểm chính là "khả năng chịu lực hai chiều, lắp đặt linh hoạt và độ chính xác cao dưới tải nhẹ", chủ yếu giải quyết các vấn đề như giám sát lực hai chiều, lắp đặt trong các tình huống phức tạp và kiểm soát độ chính xác dưới tải nhẹ. Trải nghiệm người dùng tập trung vào thao tác dễ dàng, bảo trì không tốn công và khả năng thích ứng mạnh mẽ với nhiều tình huống. Khi lựa chọn cảm biến tải trọng, cần làm rõ trước tiên về dải đo, độ chính xác, hướng lực và yêu cầu môi trường, sau đó mới đưa ra quyết định dựa trên tính tương thích hệ thống và các chức năng bổ sung. Trong quá trình sử dụng, cần tránh lực ngang và quá tải, đồng thời phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài. Sản phẩm phù hợp với các ứng dụng như đo lực căng, cân treo, và các thiết bị cân đo tải nhẹ, là giải pháp cảm biến ưu tiên cho các tình huống giám sát lực trung bình đến thấp và lực hai chiều.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật