Cảm biến vi mô thép CZL928DB

Giới thiệu sản phẩm

Micro cảm biến tải là các thành phần đo lường trọng lượng được thu nhỏ, phát triển dựa trên hiệu ứng biến dạng. Lõi của chúng 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 như các vật liệu đàn hồi của cảm biến biến dạng). Kích thước của chúng thường được kiểm soát trong khoảng từ vài centimet khối đến vài chục centimet khối, với dải đo trải rộng từ gam đến kilogam, kết hợp hai ưu điểm "kích thước nhỏ" và "độ chính xác cao". Với vai trò là thành phần cốt lõi trong các tình huống cân đo tải trọng nhẹ và không gian hạn chế, chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thiết bị y tế, thiết bị điện tử tiêu dùng, thiết bị thông minh và kiểm tra nghiên cứu khoa học, đồng thời là nền tảng then chốt để hiện thực hóa chức năng cảm biến trọng lượng trong các thiết bị vi mô.

1. Các Tính Năng Và Chức Năng Chính

1) Đặc Điểm Cốt Lõi Về Thu Nhỏ Kích Thước

• Thể tích siêu nhỏ và trọng lượng nhẹ: Các kích thước điển hình dao động từ 5mm×5mm×2mm đến 30mm×20mm×10mm, và một số mẫu tùy chỉnh có thể thu nhỏ xuống mức milimet, với trọng lượng chỉ từ 0,1g~5g, cho phép dễ dàng tích hợp vào các không gian hạn chế như đồng hồ thông minh và bơm vi mô mà không ảnh hưởng đến thiết kế cấu trúc tổng thể của thiết bị.

• Thiết kế kết cấu nhỏ gọn: Hầu hết sử dụng bao gói tích hợp, tích hợp các phần tử nhạy cảm và mạch điều chế tín hiệu vào một vỏ bọc nhỏ. Một số mẫu hỗ trợ các hình thức lắp đặt nhẹ như kiểu gắn bề mặt và kiểu có dây dẫn, phù hợp để hàn trực tiếp hoặc cố định kiểu nhấn vào bảng mạch PCB. 2) Ưu điểm về hiệu suất cân đo

• Đo lường chính xác trong dải rộng: Phạm vi đo bao gồm từ 0,1g~50kg, với độ chính xác đo lường cốt lõi từ ±0,01%FS~±0,1%FS và độ phân giải lên đến 0,001g, có khả năng đáp ứng cả việc cân mẫu ở cấp độ microgam trong phòng thí nghiệm lẫn giám sát trọng lượng ở cấp độ gam trong thiết bị điện tử tiêu dùng.

• Phản ứng động nhanh: Thời gian phản hồi ≤10ms, cho phép ghi nhận thời gian thực các thay đổi trọng lượng tức thời, chẳng hạn như cân tải trọng nhẹ tốc độ cao trên các dây chuyền phân loại tự động và giám sát trọng lượng theo tốc độ nhỏ giọt trong truyền dịch y tế, tránh sai lệch đo lường do trễ tín hiệu.

• Khả năng chống nhiễu ổn định: Tích hợp mô-đun bù nhiệt độ (phù hợp với môi trường hoạt động từ -10℃ đến 60℃) để bù trừ ảnh hưởng của dao động nhiệt độ môi trường; sử dụng đầu ra tín hiệu vi sai hoặc thiết kế chắn nhiễu điện từ để chống lại nhiễu điện từ từ các mạch nội bộ của thiết bị, đảm bảo độ ổn định dữ liệu.

3) Các chức năng tích hợp và thích nghi

• Thích nghi đầu ra đa tín hiệu: Hỗ trợ đầu ra tín hiệu tương tự (0-5V, 4-20mA) và tín hiệu số (I2C, SPI, UART), có thể kết nối trực tiếp với các đơn vị điều khiển nhỏ như MCU, vi điều khiển 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 sử dụng thép không gỉ 316L, hợp kim titan hoặc nhựa kỹ thuật, và vỏ được xử lý chống ăn mòn, phù hợp với các môi trường cân đo khác nhau như dịch cơ thể y tế, nguyên liệu thực phẩm và linh kiện điện tử, tránh nguy cơ nhiễm bẩn hoặc hư hại do ăn mòn.

• Đặc tính tiêu thụ điện năng thấp: Tiêu thụ điện năng tĩnh ≤10mA, và có thể thấp tới 10μA ở chế độ ngủ, phù hợp với các thiết bị di động dùng pin (như cân cầm tay và thiết bị đeo thông minh), kéo dài tuổi thọ pin.

2. Giải quyết các vấn đề cốt lõi trong ngành

Trong các tình huống đo trọng lượng tải nhẹ và thu nhỏ, cảm biến tải truyền thống (như cảm biến cân bàn và mô-đun cân công nghiệp) gặp phải các vấn đề như "thể tích quá lớn, tiêu thụ điện cao, độ chính xác không đủ và khó tích hợp". Cảm biến tải vi mô được thiết kế đặc biệt để giải quyết các điểm khó cốt lõi sau:

• Rào cản tích hợp trong các thiết bị vi mô: Giải quyết vấn đề các cảm biến truyền thống không thể tích hợp vào các thiết bị nhỏ, chẳng hạn như chức năng theo dõi cân nặng cơ thể trên vòng đeo tay thông minh và kiểm soát trọng lượng thuốc lỏng trong các bơm y tế mini, đạt được yêu cầu kép về "chức năng cân đo + thu nhỏ kích thước" nhờ thiết kế nhỏ gọn.

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

• Vấn đề tiêu thụ điện năng trong các thiết bị di động: Giải quyết vấn đề tuổi thọ pin ngắn do tiêu thụ điện năng cao của các cảm biến truyền thống, ví dụ như các cân cầm tay dùng trong giao nhận nhanh và các thiết bị thu thập mẫu ngoài trời có chức năng cân, nhờ đặc tính tiêu thụ điện năng thấp mà kéo dài thời gian sử dụng cho mỗi lần sạc.

• Hạn chế trong không gian lắp đặt phức tạp: Đáp ứng yêu cầu cân trong các không gian hẹp và cấu trúc đặc biệt, ví dụ như cân thành phần bên trong thiết bị tự động và giám sát trọng lượng chất lỏng trong đường ống, vượt qua giới hạn không gian thông qua phương pháp lắp ráp bề mặt và tích hợp chìm.

• Vấn đề tương thích tín hiệu trong nhiều tình huống khác nhau: Giải quyết vấn đề tín hiệu của cảm biến truyền thống không phù hợp với các đơn vị điều khiển vi mô. Các mẫu đầu ra tín hiệu kỹ thuật số có thể kết nối trực tiếp với vi mạch và MCU, giảm độ phức tạp trong thiết kế mạch cho các thiết bị nhỏ và hạ thấp chi phí nghiên cứu phát triển.

3. Điểm nổi bật về trải nghiệm người dùng

• Tích hợp thuận tiện cao: Bố trí chân chuẩn hóa cùng kích thước vỏ, hỗ trợ hàn trực tiếp hoặc cố định kiểu cắm vào bảng mạch PCB mà không cần cấu trúc cơ khí phức tạp. Thời gian tích hợp có thể được rút ngắn xuống dưới 30 phút, nâng cao đáng kể hiệu suất sản xuất thiết bị.

• Thao tác hiệu chỉnh đơn giản: Mô hình tín hiệu kỹ thuật số hỗ trợ hiệu chuẩn một lần nhấn cho điểm zero và dải đo thông qua các lệnh, trong khi mô hình tín hiệu tương tự có độ tuyến tính xuất sắc, có thể đưa vào sử dụng với việc gỡ lỗi mạch đơn giản, giảm ngưỡng kỹ thuật đối với nhân viên R&D.

• Ổn định cao trong quá trình sử dụng: Thiết kế bù nhiệt độ và chống nhiễu giúp độ trôi dữ liệu ≤ ±0,05% FS/năm, loại bỏ nhu cầu hiệu chuẩn thường xuyên trong các ứng dụng di động và nhúng, giảm khối lượng công việc bảo trì sau này.

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

• Kiểm soát chi phí hợp lý: Khi mua số lượng lớn, chi phí cho một đơn vị có thể được kiểm soát từ vài chục đến vài trăm nhân dân tệ, thấp hơn hơn 50% so với chi phí của các 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 kịch bản sử dụng điển hình:

1) Lĩnh vực Y tế và Sức khỏe

• Thiết bị giám sát truyền dịch: được tích hợp trong bơm truyền dịch, theo dõi thời gian thực sự thay đổi về trọng lượng dung dịch thuốc, tính toán tốc độ truyền và phát cảnh báo khi dung dịch thuốc sắp hết, tránh nguy cơ chai rỗng, như kiểm soát truyền dịch chính xác trong.

• Thiết bị phục hồi chức năng và chăm sóc: dùng cho các cân thông minh trong phục hồi chức năng, các mô-đun cảm biến trọng lượng cho chân tay giả, ví dụ như theo dõi sự thay đổi trọng lượng trong quá trình tập luyện phục hồi chức năng cho người cao tuổi, hoặc phản hồi trọng lượng của chi giả để cải thiện độ an toàn trong phục hồi chức năng.

• Thiết bị y tế phòng thí nghiệm: được sử dụng trong micropipette và máy phân tích sinh hóa để đo khối lượng thuốc thử hoặc mẫu, đảm bảo độ chính xác khi thêm mẫu, chẳng hạn như lấy mẫu vi lượng và cân trọng lượng các thuốc thử phát hiện COVID-19.

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

• Thiết bị đeo thông minh: tích hợp vào vòng đeo tay thông minh và đồng hồ thông minh để thực hiện đo gián tiếp cân nặng và lượng mỡ cơ thể, hoặc theo dõi trọng lượng chịu lực trong khi tập luyện, ví dụ như phân tích trọng lượng bàn chân khi tiếp đất trong chạy bộ.

Thiết bị nhà thông minh: dùng để cân nguyên liệu trong các loại cân nhà bếp thông minh và máy pha cà phê, ví dụ như cân chính xác lượng bột cà phê để điều chỉnh nồng độ pha chế; hoặc giám sát tràn đầy của thùng rác thông minh (đánh giá dung lượng rác dựa trên trọng lượng).

Các công cụ cân xách tay: chẳng hạn như các cân mini dùng cho chuyển phát nhanh và thiết bị cân hành lý, được thiết kế nhỏ gọn và tiêu thụ điện năng thấp, thuận tiện để người dùng mang theo và đo trọng lượng hàng hóa mọi lúc mọi nơi.

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

Sản xuất linh kiện điện tử: trong dây chuyền sản xuất chip SMT, giám sát trọng lượng các linh kiện như chip và điện trở để loại bỏ các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn; hoặc trong đóng gói bán dẫn, đo trọng lượng vật liệu đóng gói để đảm bảo chất lượng bao bì.

Thiết bị tự động hóa vi mô: được dùng làm bộ phận đầu cuối của robot lắp ráp vi mô, cảm nhận trọng lượng các chi tiết kẹp và xác định việc kẹp có thành công hay không, ví dụ như kiểm tra cân nặng trong quá trình lắp ráp mô-đun camera điện thoại di động.

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

4) Lĩnh vực nghiên cứu và thử nghiệm

• Nghiên cứu khoa học vật liệu: đo khối lượng của các mẫu vật liệu nhỏ (như vật liệu nano, vật liệu màng mỏng) hoặc sự thay đổi khối lượng của vật liệu trong quá trình kéo giãn và nén, cung cấp dữ liệu cho phân tích hiệu suất.

• Thiết bị giám sát môi trường: đo khối lượng của các mẫu thu thập trong các thiết bị giám sát chất lượng nước cỡ nhỏ và thiết bị lấy mẫu không khí, tính toán nồng độ chất ô nhiễm, ví dụ như phân tích khối lượng sau khi lấy mẫu các hạt vật chất trong khí quyển.

5) LĨNH VỰC LOGISTICS VÀ BÁN LẺ

• Hệ thống phân loại vi mô: ở cuối dây chuyền phân loại tự động bưu phẩm, cân các gói hàng nhỏ và thực hiện phân loại theo khối lượng; hoặc tại quầy thanh toán tự phục vụ trong siêu thị không người, nhận dạng hàng hóa thông qua việc cân nặng (kèm cơ sở dữ liệu khối lượng).

• Thiết bị cân bán lẻ: như cân trang sức, cân kim loại quý, dùng để cân chính xác các mặt hàng giá trị cao như vàng và kim cương, kích thước nhỏ gọn và có thể đặt trên quầy mà không chiếm nhiều diện tích.

TỔNG QUAN

Cảm biến cân vi mô sở hữu lợi thế cốt lõi là "kích thước nhỏ, độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp", vượt qua những hạn chế của thiết bị cân truyền thống về không gian và phạm vi, đáp ứng chính xác nhu cầu cân tải trọng nhẹ trong các lĩnh vực y tế, điện tử tiêu dùng, sản xuất vi mô và các ngành khác. Phương pháp tích hợp thuận tiện, hiệu suất ổn định và kiểm soát chi phí hợp lý không chỉ thúc đẩy nâng cấp chức năng cho các thiết bị vi mô, mà còn cung cấp nền tảng đáng tin cậy giúp các ngành công nghiệp khác nhau đạt được mục tiêu cân đo "chính xác, thu nhỏ và thông minh", trở thành một nhánh quan trọng không thể thiếu của công nghệ cảm biến hiện đại.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật