AWägezelleEine Wägezelle ist ein spezieller Wandler oder Sensor, der Kraft in ein messbares elektrisches Ausgangssignal umwandelt. Typischerweise besteht sie aus vier Dehnungsmessstreifen in Wheatstone-Brückenschaltung. Im industriellen Maßstab wird dabei eine Last in ein analoges elektrisches Signal umgewandelt.
Leonardo da Vinci nutzte die Positionen kalibrierter Gegengewichte an einem mechanischen Hebel, um unbekannte Gewichte auszubalancieren und zu bestimmen. Varianten seiner Konstruktionen verwendeten mehrere Hebel unterschiedlicher Länge, die jeweils mit einem Standardgewicht ausbalanciert wurden. Bevor hydraulische und elektronische Dehnungsmessstreifen-Wägezellen die mechanischen Hebel in industriellen Wägeanwendungen ablösten, waren diese Hebelwaagen weit verbreitet. Sie wurden zum Wiegen von allem, von Tabletten bis hin zu Eisenbahnwaggons, eingesetzt und arbeiteten dabei präzise und zuverlässig, sofern sie ordnungsgemäß kalibriert und gewartet wurden. Sie basierten auf einem Gewichtsausgleichsmechanismus oder der Erfassung der von den mechanischen Hebeln erzeugten Kraft. Die ersten Kraftsensoren vor der Entwicklung von Dehnungsmessstreifen waren hydraulischer und pneumatischer Bauart.
1843 entwickelte der britische Physiker Charles Wheatstone eine Brückenschaltung zur Messung elektrischer Widerstände. Die Wheatstone-Brücke eignet sich ideal zur Messung von Widerstandsänderungen in Dehnungsmessstreifen. Obwohl der erste geklebte Widerstandsdraht-Dehnungsmessstreifen bereits in den 1940er-Jahren entwickelt wurde, war die neue Technologie erst mit dem Aufkommen moderner Elektronik technisch und wirtschaftlich realisierbar. Seitdem haben sich Dehnungsmessstreifen jedoch sowohl als Komponenten mechanischer Waagen als auch in eigenständigen Wägezellen stark verbreitet. Heute dominieren Dehnungsmessstreifen-Wägezellen die Wägetechnik, abgesehen von einigen Laboren, in denen noch immer Präzisionswaagen verwendet werden. Pneumatische Wägezellen kommen dort zum Einsatz, wo Eigensicherheit und Hygiene wichtig sind, und hydraulische Wägezellen werden an abgelegenen Standorten verwendet, da sie keine Stromversorgung benötigen. Dehnungsmessstreifen-Wägezellen bieten Genauigkeiten von 0,03 % bis 0,25 % des Messbereichsendwertes und eignen sich für nahezu alle industriellen Anwendungen.
Wie funktioniert es?
Wägezellen werden nach der Art des erzeugten Ausgangssignals (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch) oder nach der Art der Gewichtserfassung (Druck, Zug oder Scherung) klassifiziert.HydraulikWägezellen sind Kraftmessdosen, die das Gewicht als Änderung des Drucks der internen Füllflüssigkeit messen.PneumatischWägezellen arbeiten ebenfalls nach dem Prinzip des Kraftausgleichs. Diese Geräte verwenden mehrere Dämpfer.
Kammern ermöglichen eine höhere Genauigkeit als ein hydraulisches Gerät.DehnungsmessstreifenWägezellen wandeln die auf sie wirkende Last in elektrische Signale um. Die Sensoren selbst sind auf einem Balken oder Bauteil befestigt, das sich unter Belastung verformt.
Veröffentlichungsdatum: 06. Mai 2021