Wägezellen

Wägezellen sind Sensoren, die Lasten mit hoher Genauigkeit bestimmen. Sie sind sowohl die wichtigsten als auch die empfindlichsten Bestandteile der Messtechnik in elektronischen und elektromechanischen Waagen und Wiegesystemen. Im Wesentlichen handelt es sich bei Wägezellen um Messgrößenumformer. Sie wandeln eine mechanische Eingangsgröße, also eine Last, auf Basis von Materialverformung in eine elektrische Ausgangsgröße (Spannung) um. Zu diesem Zweck sind die meisten Wägezellen mit einem Federkörper aus Metall ausgestattet, der sich verformt, sobald ein Gewicht darauf einwirkt. Die Verformung wird mithilfe eines Dehnungsmessstreifens erfasst, der auf dem Federkörper aufgebracht ist. Der Dehnungsmesstreifen besteht aus dünnen, elektrisch leitfähigen Drähten oder Metallfolien, die meist zickzack- oder gitterförmig angeordnet sind, und ist mit einer elektronischen Schaltung verbunden. Sobald sich der Federkörper biegt, dehnt oder staucht, überträgt sich die Bewegung auf das Gitter, das daraufhin seinen elektrischen Widerstand ändert – und zwar proportional zur Verformung. Der entstehende elektrische Impuls wird dann an eine Kontrolleinheit weitergeleitet, die daraus ein Gewicht errechnet.

Druckkraft-Wägezellen sind in zwei Bauformen erhältlich: als Säulen-Wägezellen und als Kompakt-Wägezellen. Säulen-Wägezellen sind im Inneren mit einer tragenden Säule ausgestattet, weswegen sie sich sehr gut für hohe Nennlasten eignen. Sie kommen in Waagen mit Kapazitäten von 250 kg bis mehreren Hundert Tonnen zum Einsatz, beispielsweise LKW-Waagen, Tankwaagen, Silowaagen oder Gleiswaagen. Kompakt-Wägezellen zeichnen sich durch eine flache Bauweise und kleine Abmessungen aus. Sie werden immer dann verwendet, wenn wenig Platz zur Verfügung steht. 

Zugkraft-Wägezellen sind für Messungen von hängenden Lasten konzipiert. Da sie sich auf einer Linie mit dem zu wiegenden Objekt befinden müssen, das meist fest mit der Aufhängungsvorrichtung verbunden ist, sind Zugkraft-Wägezellen oft S-förmig oder Z-förmig gestaltet. Dementsprechend verfügen sie über einen oberen und einen unteren Arm, die beim Ausrichten der Befestigungspunkte helfen. Aufgrund ihres mittigen Innengewindes können S-förmige Wägezellen, auch als S-Typ-Wägezellen bezeichnet, die Last optimal einleiten. Sie sind für Kapazitäten von 25 Kilogramm bis 10 Tonnen geeignet. Genutzt werden sie in Verbindung mit Kranwaagen, hängenden Lastenträgern oder Wägebändern. Zugkraft-Wägezellen können auch als kombinierte Zug- und Druck-Wägezellen realisiert sein, die noch mehr Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.

Wägezellen werden nicht nur nach ihrer konkreten Bauform oder ihrem Anwendungsbereich unterschieden, sondern auch nach der Art ihres Ausgangs. Hier lassen sich analoge und digitale Wägezellen differenzieren. Analoge Wägezellen benötigen eine externe Einheit, um analoge Signale zu verstärken und in digitale Signale umzuwandeln. Digitale Wägezellen sind dagegen bereits mit einem elektronischen System zur Signalverarbeitung und A/D-Umwandlung ausgestattet. Das System ist in vielen Fällen auch in der Lage, den Zustand der Wägezellen zu überwachen, Diagnosen zu erstellen und Fehler zu lokalisieren, was die Wartung erheblich vereinfacht. Fällt ein analoges Wägezellensystem aus, müssen jede einzelne Wägezelle, jedes angebundene Kabel und jeder Anschlusskasten auf Fehler überprüft werden, was mit Zeit und Aufwand verbunden ist.