17. Mai 2023
Kraftmesstechnik in ihrer ganzen Vielfalt
Wägezellen begegnen einem – meist unbemerkt – an vielen Stellen im Alltag: ob bei der Personenwaage im Bad oder in der Obst- und Gemüseabteilung eines Supermarkts. In der Industrie ist die Wägezelle ebenfalls nicht wegzudenken. In der Logistik und der Produktion überwachen Wägezellen den Bestand und Materialfluss und gewährleisten damit, dass Maschinen und Anlagen nicht still stehen.
Darüber hinaus unterscheidet sich die Wägezelle noch in weiteren Punkten von anderen Kraftaufnehmern: Eine Wägezelle ist für die Erfassung von Gewichtskräften ausgelegt, also Kräfte, die über die Erdanziehung in Richtung Erdmittelpunkt wirken; andere Kräfte, die natürlich in allen möglichen Richtungen wirken können, werden dagegen üblicherweise mit mit einem Kraftaufnehmer gemessen. Wägezellen sind eher für tendenziell statische Anwendungen konzipiert; Kraftaufnehmer eher für dynamische bis hochdynamische Anwendungen mit vielen Lastwechseln. Anders als bei Kraftaufnehmern hat bei der Wägetechnik die Genauigkeit eine hohe bis sehr hohe Priorität. Messbedingte Abweichungen bewegen sich in einem Bereich von 0,01 bis 0,05 Prozent.
Fest steht jedoch: Beide Sensortypen sind nicht ganz eindeutig zu trennen. Stattdessen gibt es hier auch deutliche Überschneidungen in den technischen Eigenschaften, zum Teil auch in den Anwendungsbereichen.
Dass Wägezellen trotz aller Unterschiede zu den Kraftaufnehmern zählen, liegt an ihrem ähnlichen Aufbau und der Funktionsweise: So bestehen Wägezellen wie auch viele Kraftaufnehmer aus einem Federkörper. Auf dem Federkörper befinden sich Dehnungsmessstreifen, angeordnet in Form einer Wheatstoneschen Brückenschaltung. Diese registrieren, wenn der Federkörper bspw. gedehnt oder gestaucht wird und setzen diese Information in eine elektrische Widerstandsänderung um. Anhand der Widerstandsänderung, die elektrisch ausgewertet wird, lässt sich dann die Gewichtskraft bzw. die Druck- oder Zugkraft bestimmen, die auf den Federkörper einwirkt.
Um auch bei verschiedensten Temperaturen korrekte Messergebnisse zu garantieren, enthält die Wägezelle eine eingebaute Temperaturkompensation. Wichtig wird das vor allem dort, wo die Wägeeinrichtung starken Temperaturschwankungen bspw. der Witterung ausgesetzt ist, so wie bei einer LKW- oder Silo-Waage im Aussenbereich.
Wägezellen kommen in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz: Etwa in der Prozess- und Verfahrenstechnik, im Maschinen-, Behälter- und Anlagenbau, in der Lebensmittelindustrie genau wie im medizinischen oder landwirtschaftlichen Bereich. In vielen Bereichen ist es wichtig, Gewichtskräfte exakt zu messen und zu dokumentieren. Zum Teil ist es sogar gesetzlich vorgeschrieben: Ein Beispiel dafür sind Abfüllanlagen in der Lebensmittelindustrie. Hier stellen Wägezellen sicher, dass alle Dosen, Flaschen oder Tüten das gleiche Füllgewicht enthalten.
In der Fertigung lassen sich mithilfe von Wägezellen Materialbestand und -verbrauch oder die Qualität von Zwischen- und Endprodukten bestimmen. Je nach Anwendungsfall und zu messenden Lasten gibt es Wägezellen in verschiedenen Bauformen und einer großen Bandbreite an Nennlasten – etwa für eine Nennlast von 100 Gramm bis hin zu einer von 1000 Tonnen.
So kommen Wägezellen in Feinwaagen zum Einsatz, die auf 0,01 Gramm genau messen, aber auch in Silo- und Behälterwaagen, Plattformwaagen, Dosierwaagen oder LKW-Waagen, wo viele Tonnen auf sie einwirken.
Um exakte Messungen und eine möglichst lange Lebensdauer des Sensors zu garantieren, sind ein korrekter Einbau und Einsatz wichtig. Um beides zu ermöglichen, haben wir optionale Montagehilfen und Einbausätze entwickelt, mit deren Hilfe sich die Wägezellen leicht installieren und in Betrieb nehmen lassen. Gerne beraten wir Sie und helfen Ihnen, die optimalen Komponenten für Ihre Anwendungen zu finden.
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