Wägezelle und Wägesensor für Waagen – Dynamische Wägezelle | 50kg-Wägezelle
 
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Wägezelle, Wägemodul, Wägesensor

Wägezelle, Wägemodul, Wägesensor

Die robusten Präzisionswägemodule und elektronischen Wägezellen erfüllen alle erforderlichen globalen Zulassungen und Standards.

Was ist eine Wägezelle und ein Wägemodul?

Wie arbeitet eine Wägezelle? Die Grundlagen der Wägezellentechnologie sind die Umwandlung einer Last – das heißt einer Kraft, die auf eine beliebig...

Wie arbeitet eine Wägezelle?
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. Im Inneren der meisten Wägezellen befinden sich sogenannte Dehnungsmessstreifen, die eine mechanische Belastung in eine widerstandsfähige Veränderung umzuwandeln. Weitere Informationen zu Dehnungsmessstreifen finden Sie unten. Die Masse übt eine durch das Schwerefeld erzwungene Kraft aus, die den Körper der Wägezelle belastet und zu einer Verformung – Dehnung – führt. Die Dehnung wird in eine Widerstandsänderung und schliesslich in einen Spannungsausgang umgewandelt. Dieser Ausgang ist proportional zur angewendeten Masse.

Was ist eine Wägezelle?
Eine Wägezelle bzw. ein Wägezellensensor 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 Förderanlagen. Die Wägezellentechnologie ist darauf ausgelegt, den vielfältigen Anforderungen rauer Industrieanwendungen standzuhalten. Die Höchstlast der Wägezellen kann sehr unterschiedlich sein. Manche Wägezellen eignen sich besonders gut für Laboranwendungen, andere hingegen kommen eher in Chargenverarbeitungsapplikationen mit hohem Durchsatz oder in Logistikanwendungen zum Einsatz.

Wägezellen müssen alle weltweit erforderlichen Zulassungen und Normen erfüllen. Dazu gehören einarmige Biegestab-Wägezellen, mit denen Sie eine vorhandene Struktur in eine Waage umrüsten können. Biegestabwägezellen 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.

Was ist ein Wägemodul?

Wägemodule werden aus Wägezellen und Stahl-Befestigungsteilen hergestellt. Sie sind für Tank- und Förderwaagensysteme optimiert. Anders als Wägezellen bieten Wägemodule auch Sicherheitsfunktionen zur Bewältigung von Wind- und Erdbebenlasten. Da die Integration des Wägezellensensors vom Hersteller vorgenommen wird, kann man von der besten Genauigkeit und Hubzeit für die Wägezelle der Waage ausgehen.   

Wofür werden Wägezellen eingesetzt?
Wägezellen werden verwendet, um das Gewicht jedes möglichen Materials zu messen (z. B. mit einer 50-kg-Wägezelle, 50-Tonnen-Wägezelle oder einer anderen Kapazität). Sie reichen vom Mikrogramm in Mikro-Wägezellen bis zu mehreren hundert (100) Tonnen in Hochkapazitäts-Wägezellenwaagen. 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. Wägezellen mit hoher Höchstlast kommen vor allem für Lageranwendungen zum Einsatz.

Wie genau sind Wägezellen?
Genauigkeit und Auflösung werden 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 Wägezellengenauigkeit und Berechnung der Wägezellenkapazität). Aus gutem Grund ist die Auflösung bei eichfähigen Waagen begrenzt, damit eine Interpretation der Resultate vermieden wird. Die besten Indikatoren für die Genauigkeit sind daher eichamtliche Zulassungen. Dehnungsstreifen-Wägezellen bieten in der Regel eine Genauigkeit von 1/3.000d bis 1/10.000d (siehe auch die Wägezellenspezifikationen). Wägezellen mit Kraftwiederherstellung 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 eines Wägezellensystems zu berechnen. Viele Einflüsse wie Temperatur, Zeit, Auflösung usw. müssen berücksichtigt werden. Es wird empfohlen, bei Wägezellenherstellern Rat einzuholen. Der Wägekomponenten-Selektor liefert diese Berechnungen auf professionelle Weise.

Was ist eine Wägezellenkalibrierung?
Die Kalibrierung ist ein Prozess, bei dem die Genauigkeit einer Wägezelle bewertet wird, damit die Wägeresultate innerhalb der vordefinierten Toleranzen bleiben. Wägezellensensoren 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. 

Eine effiziente Methode zum Kalibrieren grösserer Tankgrössen ist RapidCal.

Was ist der Ausgang einer Wägezelle?
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 Wägezellen-Verkabelung durchführt.

Wie viele Arten von Wägezellen gibt es?
Wägezellen werden zunächst nach ihrer Form unterschieden. Single-Point-Wägezellen werden in kleinen und mittelgrossen Anwendungen eingesetzt. Stabwägezellen werden in Bodenwaagen und mittelgrossen Tankwaagen eingesetzt. Kanisterwägezellen kommen in Schwerlastanwendungen zum Einsatz. Ein weiteres Unterscheidungskriterium für den Wägezellentyp ist der Ausgang. Analoge Wägezellen benötigen ein externes Terminal zur Verstärkung und A/D-Umwandlung, während digitale 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 Wägezellenpreis, abhängig von der benötigten Leistung.

Erste Schritte mit Wägezellen?
Wägezellen messen sowohl die Totlast als auch die Nettolast einer Waage. Dies muss bei der Berechnung der Höchstlast der Wägezelle berücksichtigt werden. Ausserdem muss beachtet werden, wie das Wägegut auf der Waage platziert wird. Von der Verwendung einer Wägezelle, die grösser ist als für eine bestimmte Anwendung notwendig wäre, wird abgeraten, da die Genauigkeit dadurch beeinträchtigt wird. Für Waagen, bei denen das Wägegut zentriert ist (was auf die meisten Tank-, Silo- und Behälterwaagen zutrifft), lautet die Formel wie folgt:
C >= sf*(TDL+SC)/N (z. B. Tankwaagen)

Für Waagen mit vier Wägezellen, bei denen das Wägegut häufig versetzt von der Mitte platziert ist (was auf Bodenwaagen, kleine LKW-Waagen und Förderbandwaagen zutrifft), lautet die Formel wie folgt:
C >= sf*(TDL/4 + SC/2)   (z. B. Bodenwaagen, kleine Fahrzeugwaagen, Förderbandwaagen)

C = LC oder Wägemodulhöchstlast
TDL = Gesamte Totlast
SC = Waagenhöchstlast
sf = Sicherheitsfaktor (in der Regel 1,25)
N = Anzahl der Wägezellen bzw. Wägemodule

Ziehen Sie bei komplexeren Systemen professionelle Hilfe zurate.

Weitere Informationen finden Sie im Handbuch für Wägemodulsysteme, das sich mit technischen Themen befasst.

Tipps und Tricks bei der Verwendung von Wägezellen
Ein häufiges Problem bei der Verwendung von Wägezellen ist die Wahl des falschen Schutzes. Wägezellen sind sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und regelmässigem Abwaschen. Obwohl er eine hohe Schutzart besitzt, eignet sich der Schutz nicht gut für feuchte Hitze. Bei hoher Luftfeuchtigkeit und plötzlichen Temperaturwechseln (kalte Umgebung, heisses Abwaschen) 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 einem der weltweit grössten Wägezellenhersteller 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 Wägezellensystem überhaupt nicht neu kalibriert werden muss.  Eine effiziente Methode zum Kalibrieren grösserer Tankgrössen ist  RapidCal.

Die Wägezellen-Verkabelung wird hinsichtlich der Auswirkungen auf die Genauigkeit oft unterschätzt. In jedem Fall werden abgeschirmte Kabel empfohlen, da das Wägezellensignal bei sehr niedriger Spannung leicht zu stören ist. Wählen Sie möglichst kurze Kabel, da Kupfer den Widerstand über die Temperatur ändert, und je niedriger der Kabelwiderstand, desto besser.

Wägezellen messen die Kraft, jedoch leider nicht die Massen, die ideal wären. Das führt dazu, dass sich jede andere vertikale, zufällig auftretende Kraft in einem Wägezellensystem direkt auf die Genauigkeit auswirkt. In der Regel sind Rohrleitungskräfte in einem Behälter, Bodenkontakt durch z. B. Schmutzaufnahme, Kabelberührung bei Mikrowägezellen 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.

Die Geschwindigkeit des Wägezellensystems ist oft entscheidend. Ein Füllvorgang ist umso genauer, je höher die Aktualisierungsrate ist. Dasselbe gilt für ein Dosiersystem, bei dem die Rezeptur umso reparativer ist, je schneller das Wägezellensystem misst. Schnelligkeit verursacht zwar Kosten, kann aber einen grossen Unterschied machen.

Sehr oft ist die Integration von Wägezellen umständlich und erfordert Ingenieurwissen. Wägemodule sind höher integriert und bieten Sicherheit und ideale Lastbedingungen für die Wägezelle. Siehe Einzelheiten zur Auswahl von Wägemodulen.  

Wie funktionieren Dehnungsmessstreifen?
Dieses kurze Tutorial erklärt die Funktion von Dehnungsmessstreifen. Dehnungsmessstreifen nutzen den physikalischen Effekt, dass längere Drähte den elektrischen Widerstand erhöhen, während komprimierte Drähte den Widerstand verringern. Wird auf den Körper einer Wägezelle die durch die Belastung induzierte Verformung aufgebracht, müssen die Dehnungsmessstreifen dieser Verformung folgen und den Widerstand ändern. Diese Widerstandsänderung ist proportional zur Verformung. Die Widerstandsänderung ist sehr gering – in der Regel weniger als 1 Ohm. Dies ist über eine längere Distanz schwierig zu messen. Um die Widerstandsänderung in eine Spannungsänderung umzuwandeln, wird die Wheatstone-Brücke verwendet. In der Regel werden vier Dehnungsmessstreifen für eine sinnvolle Spannungsänderung verwendet. Die Übertragung von Spannungsänderungen über längere Strecken ist heutzutage viel einfacher und entspricht dem aktuellen Stand der Technik.

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 Dehnungsmessstreifen ermittelt, der die Veränderung seines Widerstands in eine elektrische Grösse umwandelt. Diese wird wiederum gemessen und als Wägeresultat ausgegeben. 

Was ist die Anregungsspannung einer Wägezelle?
Da es sich bei Wägezellen und Wägezellenkabel 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 Druck-Transducer 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.

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.

Welche Messtoleranzen kann ich von einem Wägesystem erwarten?
Die Messtoleranzen von Wägesystemen werden durch zahlreiche Faktoren beeinflusst, darunter mechanische, elektrische und umgebungsbedingte Einflüsse. Unsere Wägeexperten geben Ihnen weitere Informationen und unterstützen Sie bei der Entwicklung eines Wägesystems, das Ihre Anforderungen erfüllt.


Drucklast-Wägezelle/Wägemodule
Dehnungsmessstreifen-Wägezelle/einarmige Biegestab-Wägezellen
S-Type-Wägezelle/Wägezellen mit Stabilisator
Kanister-/Ringwägezellen

Drucklast-Wägezelle/Wägemodule

Dehnungsmessstreifen-Wägezellen/Biegestab-Wägezellen

S-Type-Wägezelle/Wägezellen mit Stabilisator

Kanister-/Ringwägezellen

Wägemodule für die schnelle und sichere Umwandlung von Tanks, Behältern und Förderbändern in eine Waage. Die integrierten Funktionen gewährleisten Sicherheit und Präzision.
Dehnungsmessstreifen-Wägezellen werden in Bodenwaagen, kleineren Tankwaagen und Förderanlagen eingesetzt.
Wägezellen mit Stabilisator werden in hängenden Waagen wie hängenden Trichtern, Behältern und Tanks eingesetzt.
Für mittlere bis hochlastige Anwendungen wie Speichertanks, Silos, Fahrzeugwaagen und Gleiswaagen.
Kompletter Lastbereich
5kg bis 300t pro Wägemodul
Für Prozesstanks, Silos auf festem Grund
System auf einem festen Beton- Stahlfundament z.B. auch Coil-Waagen
Vielseitig Verwendung und Anpassung
Versionen in Normalstahl, Edelstahl 1.4301, 1.4401 und umfangreiches Zubehör
Zuverlässigkeit
Globale Zulassungen, Ex-Ausführung, EN1090 Versionen, bis zu IP69K
Diagnose, Überwachung
POWERCELL Versionen zur Vermeidung von unerkannten Messfehlern und mit höchster Genauigkeit
Unterer/mittlerer Lastbereich
5kg bis 4.4t pro Lastzelle
Für mittelgroβe Waagen
Bodenwaagen, Hubwaagen
Verschiedene Materialien
Edelstahl für Pharma und Lebensmittel, Normalstahl für einfachere Anwendungen, Zubehör verfügbar
Zuverlässigkeit
Globale Zulassungen, Ex-Ausführung, bis zu IP69K
Diagnose, Überwachung
POWERCELL Versionen zur Vermeidung von unerkannten Messfehlern und mit höchster Genauigkeit
Grosser Höchstlastbereich
25 kg – 10 t (50 lb – 22 klb)
Für hängende Waagen
Trichter, Behälter, Schüttgutwaagen usw.
Versionen aus Edelstahl mit Schutzklasse bis zu IP67
Für den Einsatz in der Nahrungsmittel- und Pharmabranche
Globale Zulassungen im Standardlieferumfang enthalten
z. B. FM, ATEX, OIML, NTEP
Mittlerer/obere Lastbereich
250kg bis 300t pro Lastzelle
Für hochlastige Waagen
Silos, Fahrzeugwaagen, Gleiswaagen
Verschieden Bauformen
Extrem flache Ringzellen und Pendelzellen je nach Anwendung
Zuverlässigkeit
Globale Zulassungen, Ex-Ausführung, bis zu IP69K
Diagnose, Überwachung
POWERCELL Versionen zur Vermeidung von unerkannten Messfehlern und mit höchster Genauigkeit
Anschlusskasten für Wägezellen
Wägesensor/Single-Point-Wägezellen
Zuglast-Wägemodule

Anschlusskästen für Wägezellen

Wägesensoren/Plattformwägezellen

Zuglast-Wägemodule

Anschlusskästen für schnellen und unkomplizierten Anschluss von mehreren Wägezellen. Zuverlässigkeit und Präzision im Fokus.
Plattformwägezellen - auch Single-Point-Wägezellen - werden einzeln in Waagen eingesetzt. Es ist die einfachste Art eine Waage zu bauen.
Hiermit können hängende Behälter verwogen werden. Intergierte Lasteinleitung für einfachen Einbau und Genauigkeit.
Extreme Stabilität
Diskrete Widerstände sorgen für Stabilität weit besser als Trimpotis
Einfache Bedienung
Einstellung über Drehschalter so einfach wie möglich, keine losen Widerstände
Für anspruchsvolle Umgebungen
Versionen in Edelstahl 1.4301, 1.4401, IP69K, hygienisch, EX verfügbar
Weltweite Zertifikate
Zulassungen ATEX, GMP und NSF
Unterer Lastbereich
Für 3kg bis 2000kg Waagen
Für kleine Waagen
Tischwaagen, Abfüllen, Dosieren, Verpacken
Versionen aus Edelstahl
Aus Aluminium oder Edelstahl, hermetisch verschweiβt auch für Pharma- und Lebensmittelbereiche
Zuverlässigkeit
Globale Zulassungen, Ex-Ausführung, bis zu IP69K
Weiter Lastbereich
50kg bis 10t pro Wägemodul
Für hängende Waagen
Komplettes Module mit Lagern und Erdungsband garantiert Genauigkeit und Robustheit
Verschiedene Materialien
Lastzellen aus Normalstahl und Edelstahl auch für Pharma- und Lebensmittelbereiche
Zuverlässigkeit
Globale Zulassungen, Ex-Ausführung, bis zu IP67
Drucklast-Wägezelle/Wägemodule

Wägemodule für die schnelle und sichere Umwandlung von Tanks, Behältern und Förderbändern in eine Waage. Die integrierten Funktionen gewährleisten Sicherheit und Präzision.

Dehnungsmessstreifen-Wägezelle/einarmige Biegestab-Wägezellen

Dehnungsmessstreifen-Wägezellen werden in Bodenwaagen, kleineren Tankwaagen und Förderanlagen eingesetzt.

S-Type-Wägezelle/Wägezellen mit Stabilisator

Wägezellen mit Stabilisator werden in hängenden Waagen wie hängenden Trichtern, Behältern und Tanks eingesetzt.

Kanister-/Ringwägezellen

Für mittlere bis hochlastige Anwendungen wie Speichertanks, Silos, Fahrzeugwaagen und Gleiswaagen.

Anschlusskasten für Wägezellen

Anschlusskästen für schnellen und unkomplizierten Anschluss von mehreren Wägezellen. Zuverlässigkeit und Präzision im Fokus.

Wägesensor/Single-Point-Wägezellen

Plattformwägezellen - auch Single-Point-Wägezellen - werden einzeln in Waagen eingesetzt. Es ist die einfachste Art eine Waage zu bauen.

Zuglast-Wägemodule

Hiermit können hängende Behälter verwogen werden. Intergierte Lasteinleitung für einfachen Einbau und Genauigkeit.

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Optimale Bestandskontrolle in Tanks und Silos

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