Cảm biến lực kiểu S CZL302AC

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 lực 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, trong đó các mẫu phổ biến đạt mức C3, sai số phi tuyến ≤±0,02%FS, sai số lặp lại ≤±0,01%FS, độ trôi zero ≤±0,003%FS/℃, và độ 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 sử dụng thép hợp kim cường độ cao (giới hạn chảy ≥850MPa) hoặc thép không gỉ 304/316L, bề mặt được xử lý mạ niken hoặc phủ bột (xử lý thụ động đối với các loại chống ăn mòn); mức độ bảo vệ thông thường là IP65/IP67, các mẫu tùy chỉnh dành cho môi trường ẩm ướt có thể đạt tiêu chuẩn IP68, phù hợp với môi trường 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/nén tĩnh và động (thời gian phản hồi ≤6ms), dải đo từ 0,01 tấn đến 50 tấn, ứng dụng thông thường tập trung trong khoảng 0,1 tấn đến 20 tấn, một số mẫu độ chính xác cao có thể đo các dải nhỏ tới 0,001 tấn.

• 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 công nghiệp cảm ứng và các thiết bị khác.

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

• 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 cảm biến truyền thống chỉ có thể đo lực theo một hướng, cấu trúc dạng 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 nâng 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 phạm vi nhỏ từ 0,1t - 5t, bằng cách tối ưu hóa vị trí dán cảm biến biến dạng và thiết kế ứng suất của vật liệu đàn hồi, sai số đo được kiểm soát trong khoảng ±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, cảm biến có thể ghi nhận chính xác sự dao động lực căng trong các quá trình sản xuất liên tục của dây cáp, màng film, v.v., giải quyết các vấn đề chất lượng sản phẩm do lực căng không ổn định trong các ngành dệt may, 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. Người dùng Kinh nghiệm

• Sự thuận tiện khi lắp đặt: Giao diện ren/lỗ tiêu chuẩn, sử dụng các chi tiết nối tiêu chuẩn (như bu-lông và móc nối), không cần dụng cụ lắp đặt đặc biệt. Một người có thể hoàn thành việc lắp đặt và định vị một cảm biến đơn trong vòng 15 phút, với yêu cầu thấp về độ phẳng bề mặt lắp đặt (độ 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 cách ly bụi và độ ẩm, với tỷ lệ hỏng hóc trung bình hàng năm ≤ 0,4%; thiết kế mô-đun của các thành phần cốt lõi ( cảm biến lực , thanh đầu nối) 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 hiện tượng trễ rõ rệt trong các tình huống động; các mô hình kỹ thuật số được tích hợp chức năng cảnh báo lỗi quá tải, dưới điện áp, v.v., 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 máy kéo dây trong ngành dệt và ngành cáp. Cảm biến dạng S được nối tiếp vào cơ chế 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 các 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 kéo thiết bị nâng: Điều khiển 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/xilô 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 diện tích sàn không đủ, với độ chính xác lên tới ±0,02%FS.

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

3) Sản xuất các thiết bị cân nhỏ và vừa

• Cân móc/Cân xách tay: Bộ cảm biến lõi cho 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 tải. Được lắp đặt trên giá đỡ con lăn băng tải, gián tiếp tính toán trọng lượng vật liệu bằng cách đo lực căng băng, thích ứng với các tình huống vận chuyển liên tục.

4) Thiết bị nghiên cứu khoa học và thí nghiệm

• Kiểm tra sinh cơ học: Giám sát lực trong thiết bị y tế phục hồi chức năng (ví dụ như kiểm tra lực ở chi giả). Các mẫu dải 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 suất cho máy đóng nang dược phẩm. Các mẫu bằng thép không gỉ đạt tiêu chuẩn vệ sinh, phù hợp với tiêu chuẩn GMP, điều khiển chính xác áp suất 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: Đối với lắp đặt ngoài trời, cần thêm mái che mưa; trong môi trường ẩm ướt/chịu ăn mòn, đặt đầu nối cáp vào hộp nối kín nước, và bề mặt cảm biến có thể được phủ một lớp dầu chống ăn mòn loại dùng trong thực phẩm (đối với ngành công nghiệp thực phẩm).

2) Hiệu chuẩn và Điều chỉnh

• Hiệu chuẩn điểm không: Bật nguồn và làm nóng trước 15 phút, thực hiện lệnh "hiệu chuẩn điểm không", đảm bảo đầu ra điểm không nằm trong khoảng ±0,002% FS, nếu độ 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 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 của cấp chính xác tương ứng (≤±0,02% FS đối với cấp C3).

• Gỡ lỗi động: Trong các tình huống động như giám sát lực căng, điều chỉnh tần số lọc của đồng hồ (5-12 Hz) để cân bằng giữa tốc độ phản hồi và độ ổn định dữ liệu, tránh cảnh báo sai 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: Đối với kiểm tra phòng thí nghiệm, chọn cấp C2 (sai số ≤ ±0,01%FS); đối với đo lường công nghiệp, chọn cấp C3 (sai số ≤ ±0,02%FS); đối với giám sát thông thường, chọn cấp C6 (sai số ≤ ±0,03%FS).

• Loại tín hiệu: Đối với thiết bị cân truyền thống, chọn tín hiệu analog (4 - 20mA); đối với hệ thống thông minh, chọn tín hiệu số (RS485); đối với các tình huống IoT công nghiệp, chọn các mô hình thông minh có truyền không dây (WiFi/4G).

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

• Nhiệt độ: Đối với các tình huống bình thường (-20°C ~ 60°C), chọn các model thông thường; đối với tình huống nhiệt độ cao (60°C ~ 100°C), chọn các model bù nhiệt độ cao; đối với tình huống nhiệt độ thấp (-40°C ~ -20°C), chọn các model chịu được nhiệt độ thấp.

• Môi trường làm việc: Đối với môi trường khô, chọn thép hợp kim (phủ sơn tĩnh điện bề mặt); đối với môi trường ẩm/ngành thực phẩm, chọn thép không gỉ 304; đối với môi trường ăn mòn hóa chất, chọn thép không gỉ 316L. • Cấp bảo vệ: Đối với môi trường trong nhà, khô ráo, ≥IP65; đối với môi trường ngoài trời/môi trường ẩm ướt, ≥IP67; đối với môi trường dưới nước hoặc nhiều bụi, ≥IP68.

3) Lắp Đặt và Tính Tương Thích Hệ Thống

• Phương pháp lắp đặt: Đối với các tình huống chịu lực kéo, chọn kết nối kiểu mắt cá; đối với các tình huống chịu lực nén, chọn cố định bằng bulông; đối với các ứng dụng chịu lực xiên, chọn model có chốt định vị; đối với không gian hạn chế, ưu tiên các model nhỏ gọn có chiều dài ≤50mm.

• Tương thích: Xác nhận rằng tín hiệu cảm biến phù hợp với giao thức truyền thông của bộ đếm/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: Đối với các tình huống chống nổ, cần có chứng nhận Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4; đối với ngành thực phẩm, cần có chứng nhận FDA/GMP; đối với các tình huống đo lường, cần có chứng nhận CMC.

• Các chức năng đặc biệt: Đối với giám sát lực căng động, hãy chọn các mẫu có thời gian phản hồi ≤5ms; đối với giám sát từ xa, hãy chọn các mẫu có mô-đun NB-IoT; đối với các tình huống vệ sinh, hãy chọn các mẫu cấp vệ sinh với bề mặt đánh bóng không góc chết (Ra ≤0,8μm).

TỔNG QUAN

Cảm biến tải loại S có các ưu điểm chính là "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 phức tạp và khả năng thích ứng mạnh mẽ với nhiều tình huống khác nhau. Khi lựa chọn cảm biến tải, cần làm rõ trước tiên về dải đo, độ chính xác, hướng lực và yêu cầu môi trường, sau đó 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 nghiêm túc tuân thủ 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, thấp và lực hai chiều.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật