懸臂梁稱重傳感器技術定義與工程規范

一、核心定義

懸臂梁稱重傳感器（Cantilever Beam Load Cell）是基于彈性梁彎曲原理的力測量裝置，其技術本質為：

1. 結構特征

• 單端固定梁結構（長寬比≥5:1）

• 等強度梁設計（最大應變點±2000με）

• 多應變計布局（全橋/半橋電路，靈敏度2mV/V±0.1%）

2. 力學特性

• 量程范圍：10g-500kg（非線性＜0.03%FS）

• 抗偏載能力：側向力影響＜0.05%FS

• 動態響應：一階固有頻率100Hz-1kHz

二、關鍵性能參數

三、典型結構類型

1. 單點式結構

graph LR
A[加載端] --> B(等強度梁)
B --> C[應變計組]
C --> D[溫度補償片]
D --> E[固定基座]

1. 復合懸臂設計

• 雙梁對稱結構（抗扭轉剛度提升50%）

• 剪切應力測量（靈敏度1.5mV/V）

• 微型化版本（尺寸＜10×5×1mm，MEMS工藝）

四、信號處理系統

1. 高精度測量鏈

• 激勵電壓：5-15VDC（6線制補償）

• 噪聲抑制：0.1-10Hz帶通濾波

• 數字輸出：24位ADC，RS485接口

2. 智能補償技術

• 三維載荷解耦（消除Fx/Fy/Mz干擾）

• 動態溫度補償（0.001℃分辨率）

• 自動零點跟蹤（＜0.002%FS/24h）

五、安裝技術規范

1. 機械安裝要求

• 固定端剛度＞100×傳感器剛度

• 加載點位置誤差＜±0.5mm

• 預緊力控制（1-2%FS）

2. 環境適應性

• 防護等級：IP68（水下3米持續工作）

• 抗振動：5-2000Hz，20g峰值

• EMC防護：30V/m射頻場抗擾度

六、行業應用指南

## 選型技術矩陣
| 應用領域 | 推薦型號 | 特殊要求 | 認證標準 |
|----------|----------|----------|----------|
| 電子秤 | CBLC-S | OIML R76 | Ⅲ級 |
| 工業自動化 | CBLC-I | 防爆Ex ia | ATEX |
| 醫療設備 | CBLC-M | 生物兼容性 | ISO 10993 |
| 航空航天 | CBLC-A | 全溫區補償 | MIL-STD-810 |

七、智能診斷系統

1. 健康監測

• 應變計完整性檢測（橋路阻抗監測）

• 彈性體疲勞分析（S-N曲線模型）

• 環境腐蝕評估（濕度傳感器）

2. 預測性維護

• 剩余壽命計算（Miner線性損傷法則）

• 性能退化預警（趨勢分析算法）

• 自適應校準（機器學習優化）

該定義符合GB/T 7551-2008《稱重傳感器》國家標準和OIML R60國際建議，在動態稱重領域可實現10kHz采樣率。最新技術采用碳納米管應變計，靈敏度提升20倍，配合AI補償算法，使長期穩定性達0.01%FS/年。特別適用于平臺秤、皮帶秤等需要抗偏載的工業場景。