W?gezellen vom Hersteller kaufen
Eine W?gezelle – umgangssprachlich auch Wiegezelle genannt – dient zur Bestimmung von Masse: Die vom W?gegut ausgeübte Gewichtskraft wird durch die W?gezelle in ein elektrisches Signal umgewandelt. Damit sind W?gezellen bzw. Wiegezellen die wichtigsten Komponenten einer elektronischen Waage. Eine der am weitest verbreiteten Technologien basiert auf der Dehnungsmessstreifen-Technologie: Eine analoge W?gezelle besteht aus einem Messelement (sogenannten Federk?rper) aus Stahl oder Aluminium, auf diesem ist ein Dehnungsmessstreifen (Wheatstonesche Brücke) angebracht. In jeder elektronischen Waage ist eine W?gezelle integriert, die dafür sorgt, dass ein Gewicht gemessen werden kann. W?gezellen finden in zahlreichen Industrieanlagen Anwendung, darunter in Abfüllanlagen, als Beh?lterwaagen zur Verwiegung von Silos, zur Füllstandskontrolle von Tanks sowie bei der Fahrzeugverwiegung. DMS-W?gezellen sind am weitesten verbreitet, aber es gibt noch andere Technologien zur Gewichtsbestimmung in der W?getechnik wie etwa die EMFC, elektromagnetische Kraftkompensation, bei der die Massebestimmung komplett ohne Reibungsverlust abl?uft.
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H?ufige Fragen
Welche Arten von W?gezellen gibt es und wie werden sie eingesetzt?
Die Hauptarten von industriellen W?gezellen umfassen Drucklast-W?gezellen (für Silos, schwere Beh?lter und Fahrzeugwaagen), Zuglast-W?gezellen (für h?ngende Beh?lter und Dosieranlagen) und Single-Point-W?gezellen (für Beh?lter und Plattformwaagen), die jeweils für spezifische Lastrichtungen und Einbauumgebungen konzipiert sind. Biegestab- oder Scherstabw?gezellen werden oft z. B. in Plattformwaagen eingesetzt. Druckkraftw?gezellen hingegen werden meist unter einer Konstruktion (Beh?lter, Silo usw.) installiert, die von oben mit einem Gewicht belastet wird und sind oft für h?here lasten vorgesehen. Bei Zuglast-W?gezellen hingegen wird ein Gewicht an die W?gezelle angeh?ngt. W?gezellen sind der wichtigste Bestandteil einer Waage, sei es Plattform-, Bodenwaage oder Tischwaage.
Wie funktioniert eine W?gezelle?
W?gezellen funktionieren typischerweise mit einem Dehnungsmessstreifen (DMS).
Das Prinzip: Eine Kraft (Gewicht) verformt den Messk?rper minimal, wodurch sich der elektrische Widerstand der DMS ?ndert. Diese Widerstands?nderung wird gemessen und in ein Gewichtssignal umgerechnet.
Obwohl das Material des Federk?rpers stabil ist, kann es auch minimal elastisch sein. Das bedeutet: Wenn auf die Waage ein Gewicht gelegt wird, wirkt diese Kraft auf den Federk?rper ein. Die Bezeichnung Federk?rper rührt daher, weil sich das Material durch diese Einwirkung minimal verformt, aber wieder in die ursprüngliche Form zurückkehrt – beziehungsweise ?federt“, sobald keine Kraft mehr auf ihn einwirkt. Es handelt sich um eine elastische Verformung des Messelements.
Diese ?nderung wird durch die Dehnungsmessstreifen erfasst, der auf der W?gezelle angebracht ist. Unter einem Dehnungsmessstreifen, oder kurz ?DMS“, versteht man einen elektrischen Leiter. Durch die feste Anbringung auf dem Federk?rper wirkt sich jede Krafteinwirkung direkt auf den Messtreifen aus und verl?ngert oder verkürzt diesen. Bei Dehnung des Messtreifens wird der elektrische Widerstand gr??er, bei Stauchung hingegen kleiner. Diese Ver?nderung des Widerstandes ver?ndert das Ausgangssignal der W?gezelle und erm?glicht damit zu bestimmen, welche Kraft auf die W?gezelle einwirkt – also welches Gewicht gerade verwogen wird.
Wichtige Eigenschaften von W?gezellen
Neben den verschiedenen Typen von W?gezellen unterscheiden sich diese bei den Herstellungsmaterialien, zumeist wird Aluminium und rostfreier Edelstahl verwendet. Neben dem Material gilt es aber auch die Umgebung, in der die Zelle zum Einsatz kommt, zu beachten: Besonders die Umgebungstemperaturen sind ein wichtiger Faktor: Jedes Material ver?ndert sich durch W?rme oder K?lte, was auch für W?gezellen und Dehnungsmesstreifen gilt. Damit das exakte Gewicht angezeigt wird, muss die W?gezelle ?u?ere St?reinflüsse ausgleichen k?nnen.
Besonders wichtig ist beim Thema Verwiegung die Genauigkeit: W?gezellen werden in unterschiedliche Genauigkeitsklassen klassifiziert. Diese werden in die Klassen A bis D unterteilt, wobei A die bestm?gliche Klasse darstellt. DMS-W?gezellen werden meistens in den Klassen C und D produziert. Je nach Anwendungsgebiet sind die Anforderungen für die geforderte Genauigkeit unterschiedlich: So ist in der Pharmaindustrie etwa eine andere Genauigkeiten und Prozessmessunsicherheiten gefordert als bei Recycling oder Einzelhandel. Für spezielle Anforderungen bietet Minebea Intec zudem besondere L?sungen.
Für viele Produktionsanlagen ist zudem die sogenannte Eichf?higkeit wichtig: Eine eichf?hige W?gezelle wird in Deutschland für den Einsatz im gewerblichen Bereich für alle eichpflichtige Anwendungen gefordert und sorgt dafür, dass die eingesetzte W?getechnik auch die gesetzlichen Anforderungen erfüllt.
Wie sind die Dehnungsmessstreifen innerhalb einer W?gezelle angeordnet?
Der Aufbau einer Single Point W?gezelle ist durch zwei sogenannte Parallelogrammlenker charakterisiert, die an den beiden Seiten vom Grundk?rper fixiert werden. Auf die Parallelogrammlenker sind jeweils zwei Dehnungsmessstreifen aufgeklebt. Durch die Dünnstellen werden die Parallelogrammlenker S-f?rmig verformt – aus der rechteckigen Grundform wird ein Parallelogramm. Diese Parallelogrammlenkerstruktur sorgt dafür, dass au?ermittige Belastungen kompensiert werden und die Lasteinleitung stets senkrecht ausgeübt wird. Somit lassen sich Plattformwaagen bis zu einer gewissen Gr??e mit nur einer W?gezelle realisieren.
Welche Prüfvorschriften gibt es für Single Point W?gezellen?
Für Single Point W?gezellen gibt es in der OIML R60 keine Prüfvorschrift zur Messung des Ecklastfehlers, da W?gezellen hier mit punktueller Krafteinleitung geprüft werden. Deshalb wird in einem Datenblatt einer Single Point W?gezelle die maximale Plattformgr??e gem?? der OIML R76, also der Prüfvorschrift für nichtselbstt?tige W?geeinrichtungen, angegeben.
Für Waagen mit Single Point W?gezellen ist hingegen eine Kontrolle der Ecklast notwendig. Dieses Verfahren ist unabh?ngig von der Anzahl der W?gezellen unter der Plattform und wird gem?? der OIML R76 durchgeführt.
Die Prüfung wird dabei mit einer Last von einem Drittel des Messbereichs vorgenommen. Die Exzentrizit?t wird so definiert, dass bei einer rechteckigen Lastplatte diese in vier gleich gro?e Quadranten aufgeteilt wird und das Gewicht jeweils in die Mitte dieser Quadranten gesetzt wird. Der Messfehler muss dabei unter einem Eichwert-Digit bleiben. Sollte die Ecklastprüfung ergeben, dass die Fehlergrenzen überschritten werden, muss die W?gezelle ausgetauscht werden.
Wie werden DMS vor Umwelteinflüssen geschützt?
üblich ist es, bei Zellen aus Aluminium die Dehnungsmessstreifen zum Schutz gegen Umwelteinflüsse mit Silikon zu vergie?en. Diese Vergussmasse wird gro?fl?chig auf dem jeweiligen Lenker der Parallelogrammführung aufgebracht. Silikon hat jedoch den Nachteil, für Wasserdampf durchl?ssig zu sein. Die meisten Tr?gerfolien (wie Acrylharz, Epoxidharz, Phenolharz, Polyamid) sind hygroskopisch, ebenso manche verwendeten Klebstoffe. Die Tr?gerfolie quillt bei Aufnahme von Wasser auf, was eine Dehnung zur Folge hat und damit einen Messfehler bewirkt.
Eine M?glichkeit, dies zu verbessern, ist, die Dehnungsmessstreifen metallisch zu kapseln. Dies kann im Bereich der Parallelogrammlenker oder mit einem zus?tzlichen Verformungsk?rper umgesetzt sein. Bekannt sind hier Zellen, die einen innenliegenden Ring aufweisen, der zur Lastaufnahme und zur Fixierung angekoppelt und innerhalb der Parallelogrammlenker angeordnet ist.
Das Parallelogramm übernimmt dabei die Aufgabe, das Drehmoment bei exzentrischer Belastung aufzunehmen. Der Verformungsk?rper ist ausschlie?lich für die Dehnungsmessstreifen und die Messung der Dehnung optimiert. Der Verformungsk?per wird dann verschwei?t und ist durch diese metallische Kapselung wasserdampfdicht.
Gekapselte Edelstahlzellen sind pr?destiniert für Umgebungsbedingungen mit hohen Anforderungen an den Schutzgrad bis IP69 und aggressiven Medien. Die Folie der Dehnungsmessstreifen ist komplett metallisch gekapselt, wodurch es keinen Einfluss von Luftfeuchte auf das Messergebnis gibt. Die Anschlusskabel sind meist mittels einer Glasdurchführung angebunden, um dem Anspruch an die hermetische Dichtheit gerecht zu werden.
Für den Anwender bedeutet dies, dass Aluminium/Edelstahlw?gezellen mit Silikonkapselung prim?r in trockener und mittels Geh?use gekapselter Applikationen zum Einsatz kommen sollten oder wenn der Feuchteeinfluss eine untergeordnete Rolle spielt. Weiter muss neben dem IP Schutz die gegebenenfalls zum Einsatz kommenden Reinigungsmittel berücksichtigt werden, eine h?here Schutzklasse zeugt meist von Nassreinigung mit chemischen Zus?tzen. Auch eloxierte Aluminiumzellen bieten hier nur einen einschr?nkten Schutz, da bestimmt Bereiche, beispielsweise Gewindelochbohrungen, nicht eloxiert werden k?nnen.
Seit wann gibt es die DMS-Technologie?
Bereits 1856 stellte Lord Kelvin fest, dass sich der elektrische Widerstand von Kupfer- und Eisendr?hten erh?ht, wenn sie Zugspannungen ausgesetzt werden. Damit legte er die Grundlage für die Dehnungsmessstreifen-Technologie, was die Grundlage für die heutigen Single Point W?gezellen ist. Als V?ter des DMS gelten jedoch Edward E. Simmons und Arthur C. Ruge. Interessanter Fakt: Ruge reichte das Patent für einen DMS 1938 beim MIT ein, wo er arbeitete. Deren Urteil: Da diese Entwicklung als ?kommerziell wenig eintr?glich“ eingesch?tzt wurde, durfte er das Patent und Einnahmen daraus für sich alleine beanspruchen. Heutzutage gelten DMS als unerl?sslicher Bestandteil weltweit für alles, was mit industrieller Verwiegung zu tun hat.
Welche Wiegeanzeigen gibt es?
Unsere W?gezellen erm?glichen Ihnen die zuverl?ssige und hochpr?zise Ermittlung von Gewichtswerten. Damit diese Werte effizient in Ihre Produktionsprozesse eingebunden werden k?nnen, müssen die Signale erfasst und an die Steuerung weitergeleitet werden. Hierfür stehen verschiedene Wiegeanzeigen zur Verfügung – von W?getransmittern über W?geindikatoren bis hin zu W?gecontrollern. W?getransmitter, die meist in Schaltschr?nken untergebracht sind, leiten die ermittelten Messwerte weiter. W?geindikatoren hingegen bieten zus?tzlich ein Display, auf dem die Gewichtswerte direkt abgelesen werden k?nnen. W?gecontroller erm?glichen darüber hinaus die Steuerung und Automatisierung von W?geprozessen, um den gesamten Ablauf zu optimieren.
Woher kommt der Begriff Wiegezellen und woraus l?sst sich dieser ableiten?
Der Name "Wiegezellen" l?sst sich etymologisch aus dem Deutschen herleiten und setzt sich aus den Begriffen "W?gen" und "Zelle" zusammen.
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W?gen: Der Begriff "W?gen" stammt vom althochdeutschen Wort "wegēn" ab, was "Gewicht messen" bedeutet. Das Wort ist eng verwandt mit "wiegen" und bezieht sich auf den Prozess der Gewichtsmessung, bei dem die Masse eines Objekts bestimmt wird.
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Zelle: Der Begriff "Zelle" kommt vom lateinischen "cella", was "kleiner Raum" oder "Kammer" bedeutet. In der modernen Technik wird "Zelle" oft verwendet, um eine kompakte, funktionale Einheit zu beschreiben, die eine spezifische Aufgabe erfüllt.
W?gezellen bzw. Wiegezellen sind also kleine, spezialisierte Einheiten, die für die Messung von Gewicht (das "W?gen") verantwortlich sind. Der Name beschreibt somit eine kompakte Einheit, die für das pr?zise Wiegen zust?ndig ist. Die Kombination dieser beiden Begriffe spiegelt die Funktion der W?gezelle wider: eine kompakte Einheit zur Gewichtsmessung.
Wo wird eine W?gezelle in der Industrie eingesetzt?
Industriell werden W?gezellen unter anderem in Silo- und Beh?lterwaagen, Plattformwaagen sowie in Fahrzeugwaagen zur pr?zisen Massenbestimmung eingesetzt.
Wie kann ich eine defekte W?gezelle erkennen oder kalibrieren?
Bei digitalen W?gesystemen werden Defekte h?ufig durch integrierte Diagnosefunktionen, etwa die Einzelanzeige jeder W?gezelle, unmittelbar erkannt und gemeldet. Bei analogen W?gezellen kann dies durch eine einfache Spannungsmessung detektiert werden. Für die Kalibrierung kommen moderne Softwareverfahren wie Smart Calibration von Minebea Intec zum Einsatz, die eine Justierung ohne physische Prüfgewichte erm?glichen und so die Inbetriebnahme deutlich beschleunigen und vereinfachen.
Wie unterscheiden sich analoge und digitale W?gezellen?
Analoge W?gezellen senden ein analoges Spannungssignal an einen Kabelkasten, der die Signale summiert und an eine externe W?geelektronik gibt. Ein Analog-Digital-Wandler wandelt das Spannungssignal in einen Gewichtswert um.
Digitale W?gezellen konvertieren das Signal direkt an der Zelle und senden diesen Wert an die W?geelektronik. Damit sind unter anderem die individuellen Werte der W?gezellen auslesbar.
Was kostet eine hochwertige W?gezelle für industrielle Anwendungen?
Die Kosten für hochwertige industrielle W?gezellen variieren stark nach Lastbereich, Material (Edelstahl/Aluminium) und Genauigkeitsklasse. Einfache Single-Point-Zellen für geringe Lasten beginnen bei ca. 50 EUR, w?hrend hochpr?zise Drucklast- oder Zuglast-W?gezellen für anspruchsvolle Beh?lterverwiegungen typischerweise im Bereich von 400 EUR bis über 1.500 EUR pro Stück liegen.
How-to Guide Single Point W?gezellen
Mit nur einer W?gezelle zu hochgenauen Messergebnissen
Produktvideos
W?gezelle Inteco?
Die W?gezelle Inteco? ist die konsequente Weiterentwicklung der bekannten PR 6201. Ein Ausgangssignal von 2 mV/V, zus?tzliche Laststufen bis 75 t, h?here Genauigkeitsklassen (C6) und hochwertiger Edelstahl erweitern ihre Einsatzm?glichkeiten. Genauigkeitsklassen D1 (0.04%), C3 (0.015%) and C6 (0.008%). Als digitale W?gel?sung mit dem Converter Connexx? bietet die W?gezelle Inteco schnelle Signallaufzeiten und optimale Transparenz im Dosier- und Verwiegungsprozess. Die Minebea Intec FLEXLOCK Einbaus?tze minimieren gleichzeitig den Einfluss von Bewegungen auf das W?geergebnis.
W?gemodul Novego?
Das W?gemodul Novego? wurde speziell für die steigenden Anforderungen der Lebensmittelindustrie und Pharmaindustrie entwickelt. Die hygienische Komplettl?sung bietet eine Vielzahl innovativer Eigenschaften für eine einfache, fehlerfreie Installation sowie maximale Best?ndigkeit gegen Seitenkr?fte. Novego gew?hrleistet Prozesssicherheit, Messgenauigkeit und schnelle Reinigungsprozesse. Die au?ergew?hnliche Korrosionsbest?ndigkeit des Edelstahls sowie das Produktdesign nach den Richtlinien der EHEDG machen das W?gemodul unempfindlich gegen Schmutz, Wasser und sogar aggressive Reinigungsmittel. Novego bietet innovative Features, die eine einfache, fehlerfreie Installation gew?hrleisten. Mit dem W?gemodul entscheiden Sie sich für eine schnelle, pr?zise, hygienische Montage - und gegen zus?tzliche, zeitintensive Lenker-Ausrichtungen.
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