Cảm biến vi mô thép CZL913EC

Giới thiệu sản phẩm

Micro cảm biến tải là các thành phần đo trọng lượng thu nhỏ được phát triển dựa trên hiệu ứng biến dạng. Lõi của chúng chuyển đổi tín hiệu trọng lượng thành tín hiệu điện có thể đo được thông qua các cấu trúc vi cảm biến (ví dụ như các vật liệu đàn hồi kiểu dây đo biến dạng). Thể tích 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". Là thành phần cốt lõi cho các tình huống cân đo trong môi trường tải 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 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 cực nhỏ và trọng lượng nhẹ: Kích thước thông thường 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 tích hợp dễ dàng 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 đóng gói tích hợp, tích hợp các phần tử nhạy cảm và mạch điều chế tín hiệu trong một vỏ bọc vi mô. Một số mẫu hỗ trợ các dạng lắp đặt nhẹ như loại gắn bề mặt và loại có dây dẫn, phù hợp để hàn trực tiếp hoặc cố định kiểu cài nhanh lên các bo mạch PCB.

2) Ưu điểm về hiệu năng cân đo

• Đo lường chính xác trong phạm vi rộng: Dải đo bao gồm từ 0,1g~50kg, với độ chính xác đo lường chính đạt ±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, có khả năng ghi nhận thời gian thực các thay đổi trọng lượng tức thời, chẳng hạn như cân tải trọng nhẹ tốc độ cao trên dây chuyền phân loại tự động và giám sát trọng lượng 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°C~60°C) để bù đắp ảnh hưởng của dao động nhiệt độ môi trường; sử dụng đầu ra tín hiệu vi sai hoặc thiết kế chắn 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 nhỏ mà không cần các mô-đun khuếch đại tín hiệu bổ sung.

• Tương thích vật liệu và môi trường: Các phần tử cảm biến chủ yếu sử dụng thép không gỉ 316L, hợp kim titan hoặc nhựa kỹ thuật, và vỏ thiết bị có khả năng chống ăn mòn, phù hợp với các môi trường cân 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 chạy bằng pin (như cân cầm tay và thiết bị đeo thông minh), giúp kéo dài tuổi thọ pin.

2. Giải quyết các điểm đau cốt lõi trong ngành

Trong các tình huống đo trọng lượng nhẹ tải 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 "kích thước quá lớn, tiêu thụ điện cao, độ chính xác không đủ và khó tích hợp". Cảm biến tải thu nhỏ đặc biệt giải quyết các điểm đau cốt lõi sau:

• Cản trở tích hợp vào thiết bị thu nhỏ: Giải quyết vấn đề cảm biến truyền thống không thể tích hợp vào các thiết bị nhỏ, ví dụ như chức năng theo dõi cân nặng cơ thể trên vòng đeo tay thông minh và kiểm soát trọng lượng thuốc lỏng trên bơm y tế thu nhỏ, đạt được yêu cầu kép về "chức năng cân + thu nhỏ hóa" của thiết bị thông qua thiết kế kích thước nhỏ gọn.

• Khó khăn trong đo lường độ chính xác cao dưới tải trọng nhẹ: Giải quyết vấn đề độ chính xác không đủ của các cảm biến truyền thống khi cân trong dải gram và miligam, chẳng hạn như cân mẫu vết 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, bằng cách sử dụng đặc tính tiêu thụ điện năng thấp để kéo dài thời gian sử dụng đơn lẻ, ví dụ như trên các thiết bị cân nhanh cầm tay và thiết bị cân mẫu thu thập ngoài trời.

• Hạn chế của không gian lắp đặt phức tạp: Giải quyết yêu cầu cân trong không gian hẹp và có cấu trúc đặc biệt, chẳng hạn 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 kiểu dán và lắp đặt nhúng.

• 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 bộ điều khiển mini. Các mô hình đầu ra tín hiệu kỹ thuật số có thể kết nối trực tiếp với vi điều khiển và MCU, giảm độ phức tạp trong thiết kế mạch cho 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 tiêu chuẩn và kích thước bao bì hỗ trợ hàn trực tiếp hoặc cố định kiểu nhấn vào bo mạch PCB, loại bỏ nhu cầu về các cấu trúc cơ khí phức tạp, rút ngắn thời gian tích hợp xuống dưới 30 phút, cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất thiết bị.

• Thao tác hiệu chỉnh đơn giản: Các mô hình tín hiệu kỹ thuật số hỗ trợ hiệu chuẩn điểm 0 và dải đo bằng một lệnh duy nhất, trong khi các mô hình tín hiệu tương tự có độ tuyến tính tuyệt vời, chỉ cần hiệu chỉnh mạch đơn giản là có thể đưa vào sử dụng, giúp giảm ngưỡng kỹ thuật dành cho nhân viên nghiên cứu phát triển.

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

• Lựa chọn mô hình linh hoạt và đa dạng: Có một loạt các mô hình với phạm vi, loại tín hiệu và phương pháp lắp đặt khác nhau, có thể được lựa chọn trực tiếp theo kích thước thiết bị, điện áp nguồn cung cấp và yêu cầu độ chính xác. Một số nhà sản xuất hỗ trợ tùy chỉnh lô nhỏ để đáp ứng nhu cầu cá nhân.

• Kiểm soát chi phí hợp lý: Chi phí mỗi đơn vị có thể được kiểm soát trong vòng hàng chục đến hàng trăm nhân dân tệ trong quá trình mua hàng loạt, với chi phí giảm hơn 50% so với các giải pháp cảm biến thu nhỏ tùy chỉnh; đồng thời, các đặc điểm tiêu thụ điện năng thấp làm giảm chi phí tiêu thụ năng lượng tổng thể của thiết bị.

4. Các tình huống ứng dụng điển hình
1) Lĩnh vực Y tế và Sức khỏe
• Thiết bị giám sát truyền: Được nhúng trong máy bơm truyền, nó theo dõi sự thay đổi trọng lượng của chất lỏng thuốc trong thời gian thực, tính tốc độ truyền và kích hoạt báo động khi chất lỏng gần như cạn kiệt, tránh nguy cơ chai trống, chẳng hạn như kiểm soát truyền chính xác trong các phòng chăm sóc đặc biệt.
• Thiết bị Phục hồi và Chăm sóc Điều dưỡng: Được sử dụng trong các thiết bị cân phục hồi thông minh và mô-đun cảm nhận trọng lượng của chi giả, ví dụ như theo dõi sự thay đổi trọng lượng trong quá trình tập phục hồi cho người cao tuổi hoặc cung cấp phản hồi trọng lượng trên chi giả, từ đó nâng cao độ an toàn trong phục hồi chức năng.
• Thiết bị Y tế Phòng thí nghiệm: Trong các micropipette và máy phân tích sinh hóa, cảm biến đo trọng lượng của thuốc thử hoặc mẫu để đảm bảo độ chính xác khi thêm mẫu, ví dụ như cân các mẫu vi lượng của thuốc thử xét nghiệm COVID-19.

2) Điện tử tiêu dùng và Thiết bị đeo thông minh
• Thiết bị Đeo thông minh: Được tích hợp vào vòng tay thông minh và đồng hồ thông minh, cho phép đo gián tiếp trọng lượng cơ thể và lượng mỡ cơ thể, hoặc theo dõi trọng lượng lực trong quá trình tập luyện, ví dụ như phân tích trọng lượng khi bàn chân tiếp đất khi chạy.
• Thiết bị Nhà thông minh: Dùng để cân nguyên liệu thô trong các loại cân nhà bếp thông minh và máy pha cà phê, ví dụ như cân chính xác lượng bột cà phê để kiểm soát độ đậm đặc khi pha; hoặc theo dõi mức đầy của thùng rác thông minh (bằng cách đánh giá dung tích rác thông qua trọng lượng).
• Dụng cụ Cân xách tay: Ví dụ như các loại cân mini dùng cho gửi hàng nhanh và thiết bị cân hành lý, với thiết kế nhỏ gọn và tiêu thụ điện năng thấp, thuận tiện cho người dùng mang theo và đo trọng lượng vật dụng 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 dán linh kiện SMT, thiết bị này giám sát trọng lượng các thành phần như chip và điện trở để sàng lọc sản phẩm lỗi; hoặc trong đóng gói bán dẫn, nó đo trọng lượng keo đóng gói để đảm bảo chất lượng bao bì.
• Thiết bị Tự động hóa Vi mô: Được sử dụng ở cơ cấu chấp hành cuối của robot lắp ráp vi mô để cảm nhận trọng lượng các chi tiết được kẹp và xác định việc kẹp có thành công hay không, ví dụ như kiểm tra cân trọng lượng trong quá trình lắp ráp các mô-đun camera điện thoại di động.
• Thiết bị Điều khiển Dòng chảy: Được tích hợp trong các bơm định lượng vi mô và vòi phun nhiên liệu, theo dõi thể tích chất lỏng được cung cấp thông qua việc cân trọng lượng, ví dụ như cân các lượng nhiên liệu vi mô trong hệ thống phun nhiên liệu để đảm bảo hiệu suất cháy.

4) Lĩnh vực Nghiên cứu và Kiểm định Khoa học
• Nghiên cứu Khoa học Vật liệu: Đo trọng lượng các mẫu vật liệu nhỏ (như vật liệu nano và vật liệu màng mỏng), hoặc sự thay đổi trọng lượng của vật liệu trong quá trình kéo giãn và nén, cung cấp dữ liệu cho phân tích hiệu năng.
• Thiết bị giám sát môi trường: Trong các thiết bị theo dõi chất lượng nước vi mô và thiết bị lấy mẫu không khí, nó đo khối lượng các mẫu thu thập được để tính toán nồng độ chất ô nhiễm, ví dụ như phân tích trọng 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 của dịch vụ chuyển phát nhanh, nó cân các gói hàng nhỏ để phân loại theo khối lượng; hoặc tại quầy thanh toán tự động ở các siêu thị không người, nó nhận dạng sản phẩm thông qua việc cân nặng (kết hợp với cơ sở dữ liệu trọng lượng).
• Thiết bị Cân bán lẻ: Như cân trang sức và cân kim loại quý, dùng để cân chính xác các mặt hàng quý giá như vàng và kim cương, có kích thước nhỏ gọn có thể đặt trên quầy mà không chiếm nhiều diện tích.

TỔNG QUAN

Các cảm biến cân vi mô, với lợi thế cốt lõi là "kích thước nhỏ, độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp", đã phá vỡ những giới hạn 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 như y tế, thiết bị điện tử tiêu dùng và sản xuất vi mô. Phương thức tích hợp thuận tiện, hiệu suất ổn định và kiểm soát chi phí hợp lý của chúng không chỉ thúc đẩy nâng cấp chức năng của các thiết bị vi mô mà còn cung cấp sự hỗ trợ đáng tin cậy để các ngành khác nhau đạt được mục tiêu "độ chính xác, thu nhỏ kích thước và trí tuệ nhân tạo" trong việc cân đo, trở thành một nhánh quan trọng và không thể thiếu của công nghệ cảm biến hiện đại.

Hiển thị Chi tiết

Thông số kỹ thuật