Was ist eine Wägezelle?
Das Herzstück einer Waage oder eines Wägesystems ist die Wägezelle, ohne sie funktioniert gar nichts. Innerhalb der Wägezelle befindet sich ein Stück Metall (ein sogenannter Dehnungs-Messstreifen), welches unter Gewichtsbelastung leicht nachgibt. Sensoren rechnen diese Nachgiebigkeit in elektronische Impulse um; idealerweise ist sie immer wieder verwendbar und verformt sich auch nach intensiver, normgerechter Belastung nicht.
Wird eine Waage unsachgemäß behandelt, kann dies die Wägezelle, das Herz jeder Waage, irreversibel beschädigen. Wägezellen werden eingesetzt, um auch bei schwierigen Umgebungseinflüssen ein Gewicht beziehungsweise eine Kraft zu messen. Gemessen an sämtlichen Komponenten von elektronischen Wägesystemen ist sie die wichtigste, allerdings auch die empfindlichste Komponente.
Der Aufbau einer Wägezelle
Jede Wägezelle verfügt über einen Kraftaufnehmer, wobei es sich in der Regel um einen Federkörper handelt (vgl. Strichlinien in Grafik). Ein Federkörper ist ein speziell geformtes Metallstück, das sich unter Einwirkung von Masse geometrisch leicht verändert. Dabei kann die elastische Verformung des Kraftaufnehmers für Gewichte von einigen hundert Gramm bis hin zu Gewichten von mehreren Tonnen mithilfe von Dehnungsmesstreifen erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
Charakteristische Federkörperformen sind zum Beispiel:
- Doppelbiegebalken (kleine Lasten)
- Multibiegebalken-Federkörper (in hochwertige Waagen integriert)
- Membran-Federkörper
- Scherstab (größere Lasten)
- Ringtorsionsfederkörper (hohe Lasten)
- säulenförmige Federkörper (Hohlzylinder oder Druckstab)
Die Einsatzgebiete
Jedes Messmittelinstrument benötigt irgendeine Form von Wägezelle. Es wird zwischen eichpflichtigen und nichteichpflichtigen Waagen unterschieden. Eichpflichtige Wägevorrichtungen sind zum Beispiel Waagen, die im Handel eingesetzt und zum Bestimmen des Gewichts von Obst und Gemüse oder Fleisch verwendet werden. Die Anforderungen, die derartige Waagen erfüllen müssen, werden durch das Gesetz über das Mess- und Eichwesen der EU geregelt, so dass auch die Anforderungen an die Wägezellen sowie die nachgeschaltete Elektronik durch diese Gesetze bestimmt werden. Entsprechend muss eine Waage, die im Handel eingesetzt wird, spezifische Eigenschaften in Bezug auf Messabweichungen sowie die Wiederholbarkeit aufweisen. Der DAkkS-Kalibrierschein stellt zusätzlich sicher, dass Ihre Industriewaagen diesen Anforderungen genügen.
Im privaten Bereich sind Waagen nicht eichpflichtig. Typische Beispiele wären die Personen- oder die Küchenwaage, welche einmalig gekauft werden und danach nicht mehr überprüft bzw. neukalibriert werden.
Wägezellen bei Fahrzeugwaagen
Bei Fahrzeugwaagen von As-Wägetechnik handelt es sich um elektromechanische Waagen, die über charakteristische Vorteile verfügen. Bei einigen Fahrzeugwaagen wie zum Beispiel Brückenwaagen kann auf das Hebelwerk zwischen Wägezelle und Wägeplattform komplett verzichtet werden, denn das Gewicht lastet direkt auf der Zelle. So ist der Erhaltungsaufwand im Vergleich zu zahlreichen anderen Arten deutlich geringer, denn das Hebelwerk kann anfällig für Korrosionsschäden sein und muss in Stand gehalten werden. Die Wartung von Verschleißteilen wie zum Beispiel Pfannen, Schneiden oder anderen mechanischen Übertragungselementen fällt weg.
Es können selbst geringe Bauhöhen realisiert werden. Per Datenverbindung kann das Gewicht dann ausgemessen werden. Bei Fahrzeugwaagen ist es besonders wichtig, dass die Grenzlast der Wägezellen nicht überschritten werden sollte. Die Grenzlast besteht aus der Nutzlast (Bruttolast) und dem Eigengewicht der Waage (Vorlast). Bei der Fahrzeugwaage kommt es auf den praktischen Nutzen, sowie auf ihre Robustheit an, aber ebenso auf einfache Handhabung der Waage.