Was ist eine Wägezelle und wie funktioniert sie?
Die Grundlagen der Wägezellentechnologie sind die Umwandlung einer Last – das heisst einer Kraft,...
Was ist eine Wägezelle und wie funktioniert sie?
Die Grundlagen der Wägezellentechnologie sind die Umwandlung einer Last – das heisst einer Kraft, die auf eine beliebige Masse im Erdschwerefeld wirkt – in ein elektrisches Signal. Die meisten Wägezellen verfügen über sogenannte Wägesensoren, die eine mechanische Belastung (Verformung) in ein elektrisches Signal umwandeln. Weitere Informationen zu Wägesensoren finden Sie nachstehend. Die Masse übt eine durch das Schwerefeld erzwungene Kraft aus, die den Körper der Wägezelle belastet und zu einer Verformung – Dehnung – führt. Der Wägesensor quittiert die Verformung als Änderung seines elektrischen Widerstandes und dies wird im Spannungsausgang messbar. Die Änderung des elektrischen Widerstandes ist proportional zur aufgebrachten Gewichtskraft.
Eine Wägezelle bzw. ein Wägesensor findet Verwendung in den unterschiedlichsten Branchen, in denen es auf präzise Messungen ankommt. Wägezellen dienen zur genauen Messung des Gewichts von Tanks, Behältern, Trichtern oder Förderbändern. Die Wägezellen sind darauf ausgelegt, den vielfältigen Anforderungen rauer Industrieanwendungen standzuhalten. Die Kapazität der Wägezellen kann sehr unterschiedlich sein. Manche Wägezellen eignen sich besonders gut für Laboranwendungen, andere hingegen kommen eher in der Chargenverarbeitung mit hohem Durchsatz oder in Logistikanwendungen zum Einsatz.
Wägezellen müssen alle weltweit erforderlichen Zulassungen und Normen erfüllen. Dazu gehören elektronische Wägezellen, analoge Wägezellen und hydraulische Wägezellen, mit denen Sie eine vorhandene Struktur in eine Waage umrüsten können. Wägezellen werden in Bodenwaagen, Bandwaagen, Wägesystemen, Palettenwaagen, Kontrollwaagen, Wägezellen und Förderbandwaagen eingesetzt. Die Wägezellentechnologie von METTLER TOLEDO zeichnet sich durch Robustheit vor allem in rauen Umgebungen aus. Üblicherweise kommen derartige Systeme in Tankwaagen, Behälterwaagen, Silowaagen und Lkw-Waagen zum Einsatz.
Wie wird eine Wägezelle konstruiert?
Wägezellen werden zunächst nach ihrer Form unterschieden. Single-Point-Wägezellen werden in kleinen und mittelgrossen Anwendungen eingesetzt. DMS-Wägezellen werden in Bodenwaagen und mittelgrossen Tankwaagen eingesetzt. Kanisterwägezellen kommen in Schwerlastanwendungen zum Einsatz. Ein weiteres Unterscheidungskriterium für Wägezellentypen und Anwendungen ist der bereitgestellte Ausgang. Analoge Wägezellen benötigen ein externes Terminal zur Verstärkung und A/D-Umwandlung, während digitale oder elektronische Wägezellen über ein integriertes intelligentes System verfügen. Diese bieten den Vorteil einer höheren Genauigkeit, einer robusteren Datenübertragung und der Möglichkeit zur Überwachung des Zustands der Wägezellen zu Wartungszwecken. Alle Wägezellen haben einen unterschiedlichen Preis für Wägezellen, abhängig von der benötigten Leistung. Unabhängig von Ausführung und Preis können Sie bei METTLER TOLEDO Wägezellen jeder Art kaufen.
Wie genau sind Wägezellen?
Genauigkeit und Auflösung werden im Zusammenhang mit Wägezellen häufig verwechselt. Die Auflösung gibt an, wie viele Stellen angezeigt werden. Mehr Stellen bedeuten jedoch nicht automatisch eine höhere Genauigkeit. Die Genauigkeit beschreibt, wie wahr die Wägeergebnisse sind (Berechnung der Genauigkeit von Wägezellen und Berechnung der Kapazität von Wägezellen). Aus gutem Grund ist die Auflösung bei eichfähigen Wägezellen begrenzt, damit eine Interpretation der Resultate vermieden wird. Die besten Indikatoren für die Genauigkeit sind daher eichamtliche Zulassungen. Wägesensoren bieten in der Regel eine Genauigkeit von 1/3 000d bis 1/10 000d (siehe auch die Spezifikationen von Wägezellen). Wägezellen mit elektromagnetischer Kraftkompensationstechnologie erreichen eine Genauigkeit von 1/200 000 oder höher. Unter idealen Bedingungen, z. B. konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, kann die Genauigkeit fünf- bis zehnmal so hoch sein.
Es ist jedoch ziemlich kompliziert, die endgültige Systemgenauigkeit einer Wägezelle zu berechnen. Viele Einflüsse wie Temperatur, Zeit, Auflösung usw. müssen berücksichtigt werden. Es wird empfohlen, bei Herstellern von Wägezellen Rat einzuholen. Der Wägekomponenten-Selektor liefert diese Berechnungen auf professionelle Weise.
Wie kommt es zu Ausfällen von Wägezellen?
Ausfälle von Wägezellen können mehrere Ursachen haben. Die häufigste Fehlerquelle sind Anschlusskästen in analogen Wägezellensystemen. Wenn ein solches analoges Wägezellensystem ausfällt, kann die Fehlersuche mühsam sein, weil jedes Wägezellenkabel, jede Wägezelle und der Anschlusskasten für Wägezellen überprüft werden muss. Digitale Wägezellen eliminieren diese und viele andere Fehlerquellen durch die Bereitstellung von Diagnosedaten. Durch die Verarbeitung der Daten können Sie sicher sein, dass Ihr System in Betrieb ist, und falls eine Wägezelle ausfällt, wird Ihnen das System mitteilen, welche Wägezelle nicht reagiert.
Wie wird eine Wägezelle gemessen?
Wägezellen werden verwendet, um das Gewicht jedes möglichen Materials zu messen (z. B. mit einer 50-kg-Wägezelle, 10-t-Wägezelle, 50-t-Wägezelle, 100-t-Wägezelle oder einer anderen Kapazität). Sie reichen vom Mikrogramm in Wägesensoren bis zu mehreren 100-t-Wägezellen in Schwerlastwägezellen. Wägezellen mit geringer Höchstlast werden für Pharmaanwendungen eingesetzt, in denen Bruchteile eines Gramms einen grossen Unterschied ausmachen können. Mittelgrosse Wägezellen werden in der Regel zur Verarbeitung und zum Handel von Materialien eingesetzt (z. B. 5-t-Wägezelle). Wägezellen mit hoher Höchstlast kommen vor allem für Lageranwendungen zum Einsatz.
Wie wähle ich eine Wägezelle aus? Was muss ich bei der Auswahl einer Wägezelle beachten?
Ein häufiges Problem bei der Verwendung von Wägezellen ist die Wahl des falschen Schutzes. Wägezellen sind sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und regelmässigen Nassreinigungen. Obwohl er eine hohe IP-Schutzart besitzt, eignet sich der Schutz nicht gut für feuchte Hitze. Bei hoher Luftfeuchtigkeit und plötzlichen Temperaturwechseln (kalte Umgebung, heisse Nassreinigung) ist es ratsam, immer hermetisch dichte Wägezellen aus Edelstahl zu wählen. Daher müssen beim Kauf von Wägezellen verschiedene Parameter berücksichtigt werden.
Die Kalibrierungskosten für Wägezellensysteme werden oft unterschätzt. Wenn Ihr Qualitätssystem regelmässige Kalibrierungen solcher Wägesysteme erfordert, lassen Sie sich von METTLER TOLEDO über die effizienteste Methode beraten. Die ISO9001-konforme Methode erfordert zudem eine unabhängige Kalibriereinrichtung, die auf internationale Standards rückführbar ist. Es kann unter keinen Umständen davon ausgegangen werden, dass sich die Kalibrierung nie ändert und in Wägezellen überhaupt nicht neu kalibriert werden muss. Eine effiziente Methode zum Kalibrieren grösserer Tankgrössen ist RapidCal™.
Die Auswirkungen der Installation einer Wägezelle auf die Genauigkeit werden oft unterschätzt. In jedem Fall werden abgeschirmte Kabel empfohlen, da das Wägezellensignal bei sehr niedriger Spannung leicht gestört werden kann. Wählen Sie möglichst kurze Kabel, da Kupfer den Widerstand über die Temperatur ändert, und je niedriger der Kabelwiderstand, desto besser.
Sehr oft ist die Integration von Wägezellen umständlich und erfordert Ingenieurwissen. Wägemodule sind höher integriert und bieten Sicherheit und ideale Lastbedingungen für die Wägezelle. Erfahren Sie im Detail, wie Sie die richtigen Wägemodule auswählen und die richtige Wägezelle zum Verkauf finden.
Was ist der Unterschied zwischen Wägezelle und Dehnungsmessstreifen?
Dehnungsmessstreifen sind Komponenten von Wägezellen. Wägezellen sind eine Gegenkraft, die Lasten in Dehnung umwandeln. Die Dehnung wird durch den Wägesensor ermittelt, der die Veränderung seines Widerstands in eine elektrische Grösse umwandelt. Diese wird wiederum gemessen und als Wägeresultat ausgegeben. Dies ist das gleiche Prinzip für die 10-t-Wägezelle und die 100-t-Wägezelle.
Welchen Zweck erfüllt eine Wägezelle?
Wägezellen messen die Kraft, jedoch leider keine Massen, die ideal wären. Das führt dazu, das sich jede andere vertikale, zufällig auftretende Kraft in Wägezellen direkt auf die Genauigkeit auswirkt. In der Regel sind Rohrleitungskräfte in einem Behälter, Bodenkontakt durch z. B. Schmutzaufnahme, Kabelberührung bei Wägezellen und Systemen mit kleiner Kapazität, vertikale Vibrationen usw. zu erwähnen. Setzen Sie sich mit einem Experten in Verbindung, um solche Probleme in Ihrem System zu vermeiden, und finden Sie die richtige Wägezelle zum Verkauf.
Was ist Wägezellenempfindlichkeit?
Die Empfindlichkeit der Wägezelle ist oft entscheidend. Ein Füllvorgang ist umso genauer, je höher die Updaterate ist. Dasselbe gilt für ein Dosiersystem, bei dem die Rezeptur umso reparativer ist, je empfindlicher die Wägezelle misst. Eine hohe Genauigkeit ist zwar etwas teurer in der Anschaffung, kann aber einen grossen Unterschied machen.
Was ist der Ausgang einer Wägezelle? Wie wird der Ausgang einer Wägezelle berechnet?
Die meisten Wägezellen haben einen Analogausgang von 2 bis 3 mV/V. Da es sich um passive Geräte handelt, müssen sie durch eine externe Stromquelle angeregt werden. Das Ausgangssignal variiert je nach der relativen Anregungsspannung und aktuellen Last. Daher ist eine extrem stabile Anregungsquelle entscheidend, damit Effekte durch die Stromquelle ausgeschlossen werden. Eine 2-mV/V-Wägezelle liefert einen Ausgang von lediglich 20 mV bei voller Höchstlast, wenn sie mit einem Ausgang von 10 V versorgt wird. Moderne Terminals (Wägezellenleser) bieten eine stabile Stromquelle und eine genaue Verstärkung des Ausgangssignals zur Umwandlung der Resultate in digitale Daten. Es ist wichtig, dass das Signal eine korrekte Wägezellenverkabelung durchführt.
Was ist die Anregungsspannung einer Wägezelle?
Da es sich bei Wägezellen um passive Geräte handelt, müssen sie durch eine externe Stromquelle angeregt werden. Abhängig von dieser Anregung kann sich die Spannung basierend auf der aktuellen Last ändern und Fehler verursachen. Daher ist eine extrem stabile Anregungsquelle entscheidend, damit Fehler durch die Stromquelle ausgeschlossen werden. Moderne Terminals bieten eine stabile Stromquelle und eine genaue Verstärkung des schwachen Ausgangssignals zur Umwandlung der Resultate in digitale Daten.
Was ist eine hydraulische Wägezelle?
Hydraulische Wägezellen messen die Druckveränderung, wenn eine eingeschlossene Flüssigkeit belastet wird. Die Druckveränderung wird durch einen Drucksensor gemessen. Hydraulische Wägezellen sind nicht sehr genau und werden heutzutage nur noch selten eingesetzt. Früher, als elektronische Verfahren noch sehr ungenau waren, zeichneten sich diese Wägezellen durch ihre höhere Robustheit aus. Diese Zeiten sind jedoch lange vorbei.
Sind Wägezellen linear?
Wägezellen sind in der Regel auf 0,03 % oder weniger linear. Heutzutage werden Waagen hauptsächlich bei Null und bei maximaler Last kalibriert, sodass der Bereich dazwischen linear ist.
Wie viele Wägezellen sind erforderlich? Wären eine oder zwei Wägezellen ausreichend für eine drei- oder vierbeinige Tankwaage?
Bei Kontrollsystemen für Flüssigkeitsfüllstände können weniger Wägezellen als Tankbeine eingesetzt werden. Hierbei muss sichergestellt werden, dass der Schwerpunkt des Systems sich nicht mit der Last horizontal verschiebt. In einem solchen System ist die Genauigkeit möglicherweise nicht ideal. Ein solches System sollte nicht für Schüttgut eingesetzt werden.
Funktioniert eine PT1000- oder PT100-Elektronik mit analogen Wägezellen?
Analoge Wägezellen verfügen über eine mV/V-Schnittstelle, die sich von passiven Temperatursensoren wie PT100 oder PT1000 unterscheiden, sodass eine spezielle Elektronik benötigt wird.
Wie wird eine Wägezelle kalibriert?
Wägesensoren müssen an ihrem Einsatzort kalibriert werden. Die Hauptgrund für die Kalibrierung vor Ort ist, dass sich die Schwerkraft je nach Ort ändert. Eine an Standort A hergestellte und an Standort B eingesetzte Wägezelle würde ohne Kalibrierung vor Ort einen Fehler erzeugen. Ein weiterer Grund für die Wichtigkeit der Kalibrierung vor Ort ist der fortwährende Verschleiss des Geräts selbst, dem sämtliche technischen Instrumente unterliegen. Je nachdem, wie wichtig die Genauigkeit für den Prozess, in dem die Waage eingesetzt wird, ist, sollte eine Waage jährlich oder alle zwei Jahre kalibriert werden.
Was ist eine digitale Wägezelle? Wie funktionieren digitale Wägezellen?
Digitale POWERCELL® Wägezellen in PowerMount™ Wägemodulen enthalten einen eingebauten Prozessor, der Zustandsüberwachung sicherstellt und sich umgehend an Umgebungsänderungen anpasst. Digitale POWERCELL® Wägezellen gewährleisten ein genaues Wägen unabhängig von Vibrations- und Temperatureinflüssen und unterstützen Maschinen- und Anlagenbauer bei der Maximierung des Ausgangswerts ihrer Kunden.
Was ist eine Wägezelle für Waagen?
Eine Wägezelle für Waagen findet Verwendung in den unterschiedlichsten Branchen, in denen es auf präzise Messungen ankommt. Wägezellen für Waagen dienen zur genauen Messung des Gewichts von Tanks, Behältern, Trichtern oder Förderbändern. Die Wägezellentechnologie ist darauf ausgelegt, den vielfältigen Anforderungen rauer Industrieanwendungen standzuhalten. Die Höchstlast der Wägezellen für Waagen kann sehr unterschiedlich sein. Manche Wägezellen eignen sich besonders gut für Laboranwendungen, andere hingegen kommen eher in der Chargenverarbeitung mit hohem Durchsatz oder in Logistikanwendungen zum Einsatz.
Wägezellen für Waagen müssen alle weltweit erforderlichen Zulassungen und Normen erfüllen. Dazu gehören einarmige Biegestab-Wägezellen, mit denen Sie eine vorhandene Struktur in eine Waage umrüsten können. Biegestab-Wägezellen werden in den unterschiedlichsten Bodenwaagen, Bandwaagen, Wägesystemen, Palettenwaagen, Kontrollwaagen und Förderbandwaagen eingesetzt. Die Kanister-/Ring-Wägezellentechnologie zeichnet sich durch Robustheit vor allem in rauen Umgebungen aus. Üblicherweise kommen derartige Systeme in Tankwaagen, Behälterwaagen, Silowaagen und Lkw-Waagen zum Einsatz.