Wägezellen

Wägezellen sind Sensoren, die eine mechanische Belastung in eine elektrische Ausgangsgröße umwandeln. Die am weitesten verbreitete Bauart basiert auf Dehnungsmessstreifen, die in einer Wheatstone-Brückenschaltung angeordnet sind. Belastung verursacht Dehnung des sensiblen Elements, wodurch sich Widerstände der Streifen ändern. Gleichspannungsversorgung (Excitation) erzeugt eine kleine Ausgangsspannung, die proportional zur Last ist und durch eine Signalaufbereitung weiterverarbeitet wird. Typische Ausgänge liegen im Bereich weniger Millivolt pro Volt Excitation (mV/V), daher ist eine Verstärkung erforderlich.

Es gibt neben Strain-Gauge-Wägezellen weitere Typen: hydraulische oder pneumatische Zellen, die Kraft in Druck übertragen; kapazitive Wägezellen, die Änderung einer Kapazität erfassen; sowie piezokeramische oder piezoresistive Zellen, die in bestimmten Anwendungen genutzt werden. Die meisten industriellen Wägezellen sind jedoch Strain-Gauge-basierte Plattform-, Biegebalken- oder S-Förmige Zellen, die für statische Lasten in Waagen, Behälter- oder Flaschensysteme verwendet werden.

Technische Merkmale umfassen Tragfähigkeit, Genauigkeit, Linearität, Hysterese und Langzeitdrift (Creep). Temperatur: Wägezellen sind temperaturabhängig, daher ist eine Temperaturkompensation üblich. Hohe Schutzarten (IP65/IP67) schützen vor Staub, Feuchtigkeit und Spray. Die Verbindung zur Anlage erfolgt über mehradrige Kabel, oft mit drei- oder vierleitiger Stromversorgung; das Ausgangssignal wird durch Instrumentenverstärker, Analog-Digital-Wandler oder Transmitter verarbeitet.

Anwendungen finden sich in industriellen Wäge- und Dosieranlagen, Stück- oder Großwaagen, Mischanlagen, Prozesssteuerung, Materialprüfungen und Robotik. Die Lasten werden typischerweise kalibriert und die Ergebnisse müssen traceable zu nationalen oder internationalen Normen sein, z. B. OIML- oder ISO-/DIN-Standards. Wartung umfasst regelmäßige Kalibrierung, Überprüfung von Dichtheit, Kabelintegrität und Montagebefestigungen, sowie Vermeidung von Überlastung.