在工業(yè)自動化、材料測試與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域，微型化與高精度已成為傳感器技術(shù)發(fā)展的核心趨勢。日本TML東京測器推出的CLS-1KNB超小型壓縮式荷重計，憑借其緊湊的尺寸、出色的測量性能及廣泛的應(yīng)用適應(yīng)性，成為精密載荷測量領(lǐng)域選擇的產(chǎn)品。本文將從核心性能、技術(shù)優(yōu)勢及對多元化的應(yīng)用場景等多個方面，解析這款微型傳感器的創(chuàng)新突破。

一、核心性能突破：精度與靈敏度的雙重提升

CLS-1KNB屬于TML東京測器壓縮式超小型荷重傳感器系列，專為高精度、小空間載荷測量設(shè)計，適用于工業(yè)機械、結(jié)構(gòu)模型測試、材料試驗機等場景。其核心性能如下：

1、高精度測量能力：CLS-1KNB采用平膜式應(yīng)變傳感元件與固定框架結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化應(yīng)變分布設(shè)計，實現(xiàn)0.5%RO（額定輸出）非線性誤差，在1kN量程內(nèi)可捕捉微小載荷變化。例如，在精密電子元件組裝中，其精度可滿足0.5N級別的力控需求，避免傳統(tǒng)傳感器因量程過大導(dǎo)致的信號衰減問題。

2、高靈敏度輸出：額定輸出為1mV/V（部分型號達(dá)1.5mV/V），配合低噪聲信號調(diào)理電路，可清晰分辨0.1%滿量程的載荷波動。在半導(dǎo)體晶圓檢測場景中，該特性可實時監(jiān)測探針與晶圓接觸力的微小變化，防止因壓力過大導(dǎo)致晶圓破損。

3、溫度補償技術(shù)：工作溫度范圍覆蓋-10℃至+60℃，通過內(nèi)置溫度傳感器與數(shù)字補償算法，將溫度漂移控制在±0.02%FS/℃以內(nèi)。在戶外工程機械監(jiān)測中，即使環(huán)境溫度劇烈變化，仍能保持測量穩(wěn)定性。

二、工業(yè)級設(shè)計突破：超小型化與可靠性的平衡

1、超緊湊結(jié)構(gòu)：CLS-1KNB外形尺寸僅為Φ12mm×H8mm（典型值），重量不足10g，可輕松集成于工業(yè)機器人末端執(zhí)行器、醫(yī)療內(nèi)窺鏡等狹小空間。例如，在協(xié)作機器人抓取易碎品時，其微型化設(shè)計避免了傳統(tǒng)大型傳感器對機械臂運動靈活性的干擾。

2、防護(hù)等級強化：達(dá)到IP53防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，可有效抵御粉塵侵入及低壓水柱噴濺。在食品包裝生產(chǎn)線中，該特性可防止面粉、糖粉等微粒進(jìn)入傳感器內(nèi)部，延長使用壽命至5年以上（實驗室加速老化測試數(shù)據(jù)）。

3、抗偏載能力優(yōu)化：通過四角差補償算法與彈性體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將偏心載荷影響降低至≤0.5%FS（當(dāng)偏心距≤5mm時）。在材料拉伸試驗中，即使試樣對中存在微小偏差，仍能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、工業(yè)場景應(yīng)用突破：從實驗室到生產(chǎn)線的全覆蓋

1、精密裝配與力控：在3C產(chǎn)品組裝線上，CLS-1KNB可實時監(jiān)測螺絲刀扭矩轉(zhuǎn)換的軸向力，通過0.1ms響應(yīng)時間實現(xiàn)閉環(huán)控制，將螺絲擰緊不良率從0.3%降至0.05%以下。

2、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測：在嵌入橋梁纜索錨具中，可長期監(jiān)測10kN級預(yù)應(yīng)力變化，通過1000次/秒采樣率捕捉鋼絲微斷裂引發(fā)的載荷突變，提前3-6個月預(yù)警結(jié)構(gòu)失效風(fēng)險。

3、醫(yī)療設(shè)備創(chuàng)新：在微創(chuàng)手術(shù)機器人中，其0.1N分辨率可精確反饋器械與組織的交互力，幫助醫(yī)生實現(xiàn)“觸覺數(shù)字化"，將手術(shù)操作誤差從毫米級縮小至微米級。

4、工業(yè)機械載荷監(jiān)測：在沖壓機、注塑機等工業(yè)設(shè)備中，CLS-1KNB可實時監(jiān)測模具閉合力或熔料注射壓力，防止過載導(dǎo)致的設(shè)備損壞。某汽車零部件廠商在其液壓機中部署該傳感器后，通過設(shè)定安全閾值（如額定載荷的120%），成功將設(shè)備故障率降低40%，同時延長模具使用壽命30%。

四、選型與使用建議

1、選型要點

● 確認(rèn)量程是否匹配實際載荷（建議預(yù)留20%余量以避免過載）。

● 根據(jù)環(huán)境溫度選擇防護(hù)等級（IP53適合常規(guī)工業(yè)環(huán)境，高溫場景需選CLR-NAH等型號）。

● 評估輸出信號兼容性（1mV/V需匹配高精度數(shù)據(jù)采集卡或放大器）。

2、使用注意事項

● 避免側(cè)向力或沖擊載荷，防止傳感器損壞。

?● 定期校準(zhǔn)（建議每12個月）以維持測量精度。

● 安裝時確保接觸面平整，減少應(yīng)力集中。

結(jié)語：微型傳感器支撐工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型

TML東京測器CLS-1KNB超小型荷重計的推出，標(biāo)志著精密測量技術(shù)從“專業(yè)化工具"向“通用化組件"的演進(jìn)。其成功不僅在于技術(shù)參數(shù)的突破，更在于通過微型化設(shè)計重新定義了傳感器的應(yīng)用邊界。隨著工業(yè)自動化與智能化需求的持續(xù)增長，CLS-1KNB的微型傳感器將推動制造業(yè)向更高精度、更高效率的方向邁進(jìn)。