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【核心数据速览】
为什么"测力"与"称重"是工业化的"隐形门槛"?
从一台精密分析天平的微克测量,到万吨水压机的巨大冲击力监测,力与重的测量无处不在。然而,工程师在实际选型与使用中,常常陷入以下困境:
| 痛点 | 现状描述 | 量化后果 |
|---|---|---|
| 结构选型迷茫 | 面对悬臂梁、S型、柱式、环形等术语,难以判断哪种最符合受力方式 | 选错结构导致测量误差增大 ±5%,或传感器意外损坏 |
| 精度与成本博弈 | 高精度传感器价格昂贵,低精度又无法满足工艺要求 | 精度不匹配导致良品率下降 5%~10%,或采购成本超预算 30% |
| 环境适应性短板 | 潮湿、油污、振动环境导致传感器零点漂移、信号不稳 | 产线传感器年故障率达 10%~15%,维护成本高昂 |
| 过载保护不足 | 对冲击载荷估计不足,频繁导致传感器超载损伤或报废 | 每次过载损坏的维修更换成本占设备总投资 15% |
| 接线与调试繁琐 | 接线错误、校准复杂,非专业人员难以快速部署 | 单台传感器调试耗时 30~60分钟,影响项目进度 |
“我只想选一款适合我应用场景、可靠且不算太贵的称重/测力传感器,为什么感觉比选型电机还难?”
—— 来自自动化设备及工艺工程师的普遍心声
力准传感——全产品线覆盖,按"结构"和"量程"快速匹配
力准传感的称重与测力传感器,按照不同的力学结构进行分类,每种结构都有其独特的优势和最佳应用场景。您只需确认力的方向、大小、环境,就能在一张总览表中快速定位。
1. 工作原理:揭开"力-电"转换的奥秘
所有称重传感器的核心工作流程一致,但不同结构决定了其"感知能力"的差异:
结构决定功能:
| 结构类型 | 典型型号 | 核心受力方式 | 最佳应用场景 |
|---|---|---|---|
| 悬臂梁式 | LFP-16B, LFP-17 | 一端固定,另一端受力 | 台秤、料斗秤、包装秤、配料系统 |
| 平行梁式 | LFP-12, LFP-11 | 两端固定,中间受力 | 实验室天平、计价秤、精密配料 |
| S型拉压力 | LFS-02, LFS-35 | 拉/压双向 | 拉力测试、吊钩秤、材料试验机 |
| 柱式 | LF-603, LF-605 | 轴向压力 | 大吨位压装、法兰式测力、冲压设备 |
| 环形 | LFC-2, LFC-55 | 中空通过轴向压力 | 液压机、注塑机、螺栓预紧力测量 |
| 称重模块 | LZ-220 | 模块化列阵 | 多线称重、注液系统、胶囊检重 |
2. 核心产品家族深度解析:按"结构"分门别类
组1:平行梁式与悬臂梁式——工业称重的"主力军"
这是最常见的两种结构,主要用于静态称重(如台秤、料斗秤):
| 型号 | 量程范围 | 材质 | 精度(非线性) | 防护 | 核心特征 |
|---|---|---|---|---|---|
| LFP-12 | 0~0.3, 0.5, 0.6, 1, 2, 3, 5, 6, 10kg | 铝/不锈钢 | ±0.01% F.S.(全系最高) | IP64 | 两端固定平行梁,抗偏载强 |
| LFP-11 | 0~0.3, 0.5, 0.6, 1, 2kg | 铝 | ±0.02% F.S. | IP64 | 小量程通用,结构紧凑 |
| LFP-10 | 0~3, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50kg | 铝 | ±0.02% F.S. | IP64 | 电缆仅45cm,适合嵌入式安装 |
| LFP-16B | 0~30, 50, 100, 200, 300, 500kg | 铝 | ±0.02% F.S. | IP64 | 电缆Ø5×3m,大信号输出,通用型 |
| LFP-17 | 0~50, 60, 100, 150, 200, 300, 500, 600, 750kg | 铝 | ±0.02% F.S. | IP64 | 量程最宽(最高750kg)的铝制平行梁 |
| LFQ-60B | 0~10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 500, 1000kg | 铝合金/不锈钢 | ±0.05% F.S. | IP64 | 量程高达1吨,材质可选不锈钢 |
| LF-52 | 0~20, 50, 100, 200, 300, 500, 1000kg | 合金钢/不锈钢 | ±0.03% F.S. | IP65 | 合金钢+IP65,工业级高精度 |
| LF-51 | 0~0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 7.5, 10t | 合金钢/不锈钢 | ±0.03% F.S. | IP65 | 悬臂梁式最大吨位(10吨) |
组1选型逻辑:
组2:S型拉压力传感器——拉压双向,结构紧凑
S型传感器是唯一既能测拉力又能测压力的结构,广泛用于材料试验机、吊钩秤、自动化装配线力控:
| 型号 | 量程范围 | 材质 | 精度(非线性) | 极限过载 | 核心特征 |
|---|---|---|---|---|---|
| LFS-02 | 0~250, 500g / 0~1~200kg | 铝/不锈钢 | ±0.05% F.S. | 500%(压向) | 过载能力全系最强,5倍安全裕度 |
| LFS-05 | 0~2, 5, 6, 10, 20, 30, 50, 100, 200kg | 铝 | ±0.03% F.S. | 200% | 铝制,精度更高 |
| LFS-12 | 0~1, 2, 3, 5kg | 铝 | ±0.03% F.S. | 200% | 小量程S型,适用于拉压力试验机 |
| LFS-35 | 0~5, 10, 20, 30, 50kg | 不锈钢 | ±0.05% F.S. | 500%(压向)/200%(拉向) | 不锈钢材质,耐腐蚀 |
| LFS-14A | 0~3, 5, 10, 20, 30, 50, 100kg | 不锈钢 | ±0.1% F.S. | 500%(压向)/200%(拉向) | 高性价比不锈钢S型 |
| LFS-3A | 0~0.5, 0.7, 1, 5, 7, 10, 15, 20t | 合金钢 | ±0.03% F.S. | 200% | 大吨位S型(最高20吨),IP67 |
组2选型逻辑:
组3:柱式测力传感器——承载能力强,适应大吨位
柱式传感器以极高的结构刚度和承载能力著称,适合大吨位、高刚性的测量场景:
| 型号 | 量程范围 | 材质 | 精度(非线性) | 防护 | 核心特征 |
|---|---|---|---|---|---|
| LF-603 | 0~50, 100, 200, 300, 500kg, 1, 2, 3, 5, 10t | 不锈钢 | ±0.1% F.S. | IP65 | 大吨位通用柱式,法兰安装 |
| LF-605 | 0~5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 500kg, 1, 2t | 不锈钢 | ≤50kg: ±0.05% F.S. | IP50 | 小量程段精度高,应用灵活 |
| LF-605C | 0~1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 50kg | 不锈钢 | ±0.05% F.S. | IP50 | 小量程柱式,进口/国产芯体可选 |
| LF-605D | 0~50kg, 100, 200, 300, 500kg, 1, 2, 3, 5t | 不锈钢/合金钢 | ±0.05% F.S. | IP50 | 材质可选合金钢 |
| LF-609 | 0~0.5, 1, 2, 3, 5, 10t | 不锈钢 | ±0.5% F.S. | IP50 | 大吨位性价比之选 |
| LF-610 | 0~200, 300, 500kg, 1, 2, 3, 5t | 不锈钢 | ±0.5% F.S. | IP50 | 低成本大吨位方案 |
| LF-601 | 0~0.2, 0.5, 1, 3, 5, 10t | 合金钢/不锈钢 | ±0.5% F.S. | IP64 | 推荐激励10V,抗干扰设计 |
组3选型逻辑:
注:所有柱式传感器安装时对上下安装面的平面度要求很高,建议研磨或采用弹性垫层补偿。
组4:环形测力传感器——中空通过,抗偏载强
环形传感器的中空结构使其可以直接套在螺栓、螺杆或压杆上,非常适合测量轴向压力:
| 型号 | 量程范围 | 材质 | 精度(非线性) | 防护 | 核心特征 |
|---|---|---|---|---|---|
| LFC-2 | 0~0.5, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 50, 60, 75, 100t | 合金钢/不锈钢 | ±0.05% F.S. | IP66 | 量程0.5~100t(16档),环形标杆 |
| LFC-52-H22 | 0~25, 50, 100, 250, 500, 1000kg | 不锈钢 | ±0.05% F.S. | IP65 | 小量程高精度环压 |
| LFC-55A | 0~10, 20, 25, 30, 50, 100, 200, 300, 500kg | 不锈钢 | ±0.1% F.S. | IP65 | 小量程标准环形,输出2.0mV/V |
| LFC-68 | 0~200, 300, 500kg, 1, 2, 3t | 合金钢/不锈钢 | ±0.05~0.1% F.S. | IP65 | 小吨位环形,高性价比 |
| LFC-98 | 0~0.3, 0.5, 1, 2, 3, 5t | 合金钢/不锈钢 | ±0.1% F.S. | IP66 | 中等量程,IP66防喷水 |
| LFC-34 | 0~0.3, 0.5, 1, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 45t | 不锈钢 | ±1.0~3.0% F.S. | IP65 | 量程0.3~45t,不锈钢一体 |
| LFC-180A | 0~5, 10, 15, 20t | 合金钢 | ±0.05% F.S. | IP65 | 大吨位环形平板 |
组4选型逻辑:
组5:称重模块与特殊传感器
| 型号 | 量程范围 | 核心特征 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| LZ-220模块 | — | 内置RS485 Modbus,23mm极薄间距,1mm间隙 | 注液系统、多列检重、胶囊片剂称重 |
| LZ系列数字模块 | 60g ~ 15kg | 内置ADC+判稳,0.2~0.4秒稳定,直接输出数字量 | 高速在线检重、定量灌装 |
| LFP-12T | 0~50, 100, 200, 300, 500g | 输出灵敏度1.0mV/V,防护IP50 | 实验室微量称重 |
| LFP-220 | 0~0.2, 0.3, 0.5, 1, 2, 3, 5t | 平板测力,不锈钢,IP66防护 | 平板压装力测量 |
| LFP-14D20 | 0~1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50N | 牛顿(N)单位量程,±0.03% F.S. | 小力值压力测量 |
| LFZ-130 | 0~5, 10, 20kg | 高精度±0.03% F.S.,铝合金 | 绕线张力控制、纺织、线缆 |
| LFZ-25B | 0~5, 10, 25, 50, 100, 150, 300, 600kg, 1, 2, 3t | 输出可选mV/V或0~5V/4~20mA,不锈钢 | 化工/造纸张力控制 |
| LZE-32 | 0~5, 10, 20, 30, 50kg | 环形微型,1.0~1.5mV/V,IP65 | 嵌入式安装,小空间测力 |
| LF-57-D20 | 0~2, 3, 5, 10, 15kN | 轴销式结构,可替代机械销轴 | 滑轮/绳索张力测量、天车限重 |
3. 接线标准:七步搞懂通用五线制接线
所有力准称重传感器(模拟输出)均采用标准五线制接线定义:
| 线色 | 定义 | 功能说明 | 连接提示 |
|---|---|---|---|
| 红色(Red) | EXC+ | 激励电压正极 | 连接到变送器/仪表的+EXC端子;电压范围3~10V(典型) |
| 黑色(Black) | EXC- | 激励电压负极 | 连接到变送器/仪表的-EXC端子(即电源地) |
| 绿色(Green) | SIG+ | 信号输出正极 | 连接到变送器/仪表的+SIG端子 |
| 白色(White) | SIG- | 信号输出负极 | 连接到变送器/仪表的-SIG端子(即信号地) |
| 黄色(Yellow) | SHIELD | 屏蔽线 | 必须连接到变送器/仪表的"地/大地"端,用于抗电磁干扰 |
安装铁律:
4. 选型五步法:从"千头万绪"到"一步到位"
步骤① 明确力的方向与类型
步骤② 确定量程
推荐选择额定测量力值 1.5~2倍 为传感器量程。若存在瞬时冲击力,量程应为峰值力的 3~5倍(LFS-02的500%极限过载即为此设计)
步骤③ 评估环境
步骤④ 确认精度
步骤⑤ 确认接线与TEDS
从"选型试错"到"一次成功"
一家注塑机制造商,需要监测锁模力以控制注塑件毛边。此前尝试过多种传感器,均因安装空间限制或受力方向匹配错误而失败。最终采用力准 LFC-2环形测力传感器(量程100t,±0.05% F.S.,IP66),直接套在注塑机拉杆上测量轴向锁模力:
| 对比维度 | 改造前(反复试错) | 改造后(使用力准LFC-2) | 提升效果 |
|---|---|---|---|
| 选型周期 | 试过S型、柱式,花费 2个月 | 听完技术讲解,当天确认LFC-2方案 | 选型效率提升 100% |
| 安装时间 | 需改造机械结构,耗时 3天 | 环形结构直接安装,用时 30分钟 | 安装效率提升 96% |
| 精度(锁模力) | 约 ±5% | ±0.05% F.S. | 精度提升 100倍 |
| 环境适应性 | 油泵振动影响,读数不稳 | IP66防护,抗干扰强,读数无波动 | 数据稳定性 100% |
| 良品率(毛边) | 毛边废品率 3% | 毛边废品率 <0.1% | 良品率提升至 99.9% |
五大结构选型对比总览
| 结构类型 | 受力方向 | 量程范围 | 典型精度 | 防护等级 | 安装难度 | 推荐场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 平行梁式 | 垂直压力 | 0.3kg~50kg | ±0.01% F.S. | IP64 | 简单 | 实验室天平、精密配料 |
| 悬臂梁式 | 垂直压力 | 30kg~10t | ±0.02~0.03% F.S. | IP64~IP65 | 中等 | 工业台秤、料斗秤、包装秤 |
| S型拉压式 | 拉压双向 | 250g~20t | ±0.03~0.05% F.S. | IP50~IP67 | 中等 | 材料试验机、吊钩秤 |
| 柱式 | 轴向压力 | 50kg~10t | ±0.05~0.5% F.S. | IP50~IP65 | 较高(需保证平面度) | 大吨位压装、冲压设备 |
| 环形 | 中空轴向压力 | 0.5t~100t | ±0.05% F.S. | IP66 | 简单(直接套入) | 液压机、注塑机、螺栓预紧力 |
选择力准称重传感器的四大核心理由
FAQ(常见问题解答)
Q1:该选"平行梁式"还是"S型"传感器?
A:看力的方向。平行梁式只宜测量垂直方向的压力,常见于台秤、小料斗。S型既能测轴向拉力,也能测压力,广泛用于材料试验机、吊钩秤,以及需要拉压双向测量的自动化装配线。
Q2:LFC-2环形传感器可以直接套在液压缸活塞杆上测推力吗?
A:可以,但必须保证受力面垂直且同心,形成纯轴向压缩。通常方法是加装精加工的受力压盖和底座,防止传感器被横向力和弯矩损坏。另外,传感器的内孔径必须大于活塞杆直径。
Q3:传感器用了一段时间后零点值变了(零点漂移),为什么?
A:这是传感器受温度变化或长期弹性疲劳的典型表现。力准传感器具备较低的零点温漂(如 ±0.017% F.S./10°C),但环境温度波动超过补偿范围(通常-10~60°C),或受到超过安全过载(150%)的冲击,都会加速零漂。建议在此类场合选用更宽温补范围或坚固型结构的型号。
Q4:称重传感器的"输出灵敏度2.0±10% mV/V"具体是什么意思?能直接连PLC吗?
A:"2.0 mV/V"表示:当施加额定载荷时,对于每1V的激励电压,传感器会输出2.0mV的电压信号。不能直接连PLC! 需要一个变送器/放大器(如L808、LZ-700C)将此mV级信号放大并转换为4-20mA、0-10V或RS485信号后,才能被PLC读取。
Q5:TEDS功能需要变送器支持吗?旧PLC能用吗?
A:需要。 TEDS功能要求变送器支持IEEE 1451.4标准(如力准的L808、L100F、L826等)。如果旧PLC不具备支持TEDS的I/O模块,需要连接一个支持TEDS的变送器,它读取传感器数据后,再以标准信号(4-20mA/Modbus)格式发给PLC。只要PLC能读取标准信号,旧PLC就能用。
Q6:柱式传感器和环形传感器在安装上有什么区别?
A:柱式传感器采用法兰安装,核心要求是上下安装面的 平面度(需研磨或采用弹性垫层补偿),安装难度较高。环形传感器采用中空套入安装,直接套在螺栓、螺杆或拉杆上,核心要求是 同心度,安装相对简单。注塑机拉杆测力首选环形(无需改造机械结构),压机底座测力首选柱式(法兰固定更稳固)。
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