Wie funktionieren Wägezellen?
Eine Wägezelle wandelt mechanische Kraft in digitale Werte um, die der Benutzer lesen und aufzeichnen kann. Die Funktionsweise einer Wägezelle hängt von der gewählten Wägezelle ab – es gibt beispielsweise hydraulische Wägezellen, pneumatische Wägezellen und Dehnungsmessstreifen-Wägezellen. Aufgrund ihres breiten Messbereichs und ihrer vielfältigen Fähigkeiten werden Dehnungsmessstreifen-Wägezellen am häufigsten von den drei Typen verwendet, insbesondere für Wägeanwendungen – darunter Industriewaagen, medizinische Waagen und sogar Einzelhandelswaagen. Dehnungsmessstreifen-Wägezellen enthalten Dehnungsmessstreifen, die unter Last Spannungsunregelmäßigkeiten senden. Der Grad der Spannungsänderung wird als Gewicht digital angezeigt.Wann sollte eine Wägezelle verwendet werden?
Eine Wägezelle misst mechanische Kraft, hauptsächlich das Gewicht von Objekten. Heutzutage verwenden fast alle elektronischen Waagen Wägezellen, da sie die Genauigkeit beim Messen des Gewichts sehr hoch halten. Wägezellen finden in einer Vielzahl von Bereichen Anwendung, in denen Genauigkeit und Präzision gefragt sind. Es gibt verschiedene Klassen von Wägezellen (Klasse A, Klasse B, Klasse C und Klasse D), wobei sich mit jeder Klasse sowohl die Genauigkeit als auch die Kapazität ändert.Arten von Wägezellen
Wägezellen stellten die erste große Designänderung in der Wägetechnik dar. In den heutigen Verarbeitungsbetrieben werden in den meisten Anwendungen elektronische Kraftsensoren bevorzugt. Typen von Wägezellen lassen sich nach der Art des erzeugten Ausgangssignals (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch) oder nach der Art der Erfassung des Gewichts (Biegung, Scherung, Kompression, Spannung usw.) unterscheiden.Hydraulische Wägezellen
Miniatur-Wägezelle Hydraulische Wägezellen sind Kraftmessgeräte, die das Gewicht als Druckänderung der internen Füllflüssigkeit messen. Bei hydraulischen Kraftsensoren mit rollender Membran wird eine auf den Lastkopf wirkende Last oder Kraft auf einen Kolben übertragen, der wiederum eine in einer elastomeren Membrankammer eingeschlossene Füllflüssigkeit komprimiert. Mit zunehmender Kraft steigt der Druck der Hydraulikflüssigkeit. Dieser Druck kann lokal angezeigt oder zur Fernanzeige oder -steuerung übertragen werden. Die Ausgänge sind linear und relativ unabhängig von der Menge der Füllflüssigkeit oder deren Temperatur.
Wenn die Wägezellen ordnungsgemäß installiert und kalibriert wurden, kann die Genauigkeit innerhalb von 0,25 % des Skalenendwerts oder besser liegen, was für die meisten Prozesswägeanwendungen akzeptabel ist. Da dieser Sensor keine elektrischen Komponenten enthält, ist er ideal für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet.
Typische Anwendungen für hydraulische Wägezellen sind das Wiegen von Tanks, Behältern und Trichtern. Um maximale Genauigkeit zu erzielen, sollte das Gewicht des Tanks ermittelt werden, indem an jedem Stützpunkt ein Sensor angebracht und deren Ausgänge addiert werden.
Pneumatische Wägezellen
Pneumatische Wägezellen arbeiten ebenfalls nach dem Prinzip der Kraftkompensation. Diese Geräte verwenden mehrere Dämpferkammern, um eine höhere Genauigkeit als hydraulische Wägezellen zu erzielen. Bei einigen Konstruktionen wird die erste Dämpferkammer als Tarierkammer verwendet.Pneumatische Wägezellen werden häufig zur Messung relativ geringer Gewichte in Branchen eingesetzt, in denen Sauberkeit und Sicherheit von größter Bedeutung sind.
Miniatur-Wägezelle Zu den Vorteilen dieses Wägezellentyps zählen ihre inhärente Explosionssicherheit und ihre Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen. Darüber hinaus enthalten sie keine Flüssigkeiten, die den Prozess bei einem Membranbruch verunreinigen könnten. Zu den Nachteilen zählen die relativ langsame Reaktionsgeschwindigkeit und die Notwendigkeit sauberer, trockener, geregelter Luft oder Stickstoff.
Dehnungsmessstreifen-Wägezellen
Dehnungsmessstreifen-Wägezellen sind eine Art von Wägezellen, bei denen eine Dehnungsmessstreifenanordnung im Inneren des Wägezellen-Gehäuses positioniert ist, um die auf sie einwirkende Last in elektrische Signale umzuwandeln. Um die Dehnung zu messen, müssen diese Arten von Wägezellen an einen Stromkreis angeschlossen werden, der in der Lage ist, die winzigen Widerstandsänderungen zu messen, die der Dehnung entsprechen. Dehnungsmessstreifen-Wägezellen verwenden in der Regel vier Dehnungsmessstreifenelemente, die elektrisch zu einer Wheatstone-Brückenschaltung verbunden sind (Abbildung 1).Das Gewicht auf der Wägezelle wird anhand der Spannungsschwankung gemessen, die im Dehnungsmessstreifen bei dessen Verformung entsteht.
Die Dehnungsmessstreifen selbst sind auf einen Träger oder ein Bauteil geklebt, das sich unter dem Gewicht verformt. Moderne Wägezellen verfügen über vier Dehnungsmessstreifen, um die Genauigkeit zu erhöhen. Zwei der Messstreifen stehen in der Regel unter Zugspannung und zwei unter Druckspannung – sie sind mit Kompensationsanpassungen verdrahtet.
Wenn keine Last auf die Wägezelle wirkt, ist der Widerstand jedes Dehnungsmessstreifens gleich. Unter Last variiert jedoch der Widerstand des Dehnungsmessstreifens, was zu einer Änderung der Ausgangsspannung führt. Die Änderung der Ausgangsspannung wird gemessen und mit einem digitalen Messgerät in lesbare Werte umgewandelt.
Piezoresistive Wägezellen
Miniatur-Wägezelle Ähnlich wie Dehnungsmessstreifen erzeugen piezoresistive Kraftsensoren ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, wodurch sie sich ideal für einfache Wägesysteme eignen, da sie direkt an eine Anzeige angeschlossen werden können. Die Verfügbarkeit kostengünstiger Linearverstärker hat diesen Vorteil jedoch geschmälert. Ein weiterer Nachteil piezoresistiver Geräte ist ihr nichtlineares Ausgangssignal. Induktive und Reluktanz-Wägezellen
Beide Geräte reagieren auf die gewichtsproportionale Verschiebung eines ferromagnetischen Kerns. Das eine verändert die Induktivität einer Magnetspule aufgrund der Bewegung seines Eisenkerns, das andere verändert die Reluktanz eines sehr kleinen Luftspalts.Magnetostriktive Wägezellen
Der Betrieb dieses Sensors basiert auf der Änderung der Permeabilität ferromagnetischer Materialien unter Belastung. Er besteht aus einem Stapel von Lamellen, die eine tragende Säule um eine Reihe von Primär- und Sekundärwicklungen eines Transformators bilden. Wenn eine Kraft ausgeübt wird, verursachen die Spannungen Verzerrungen im Flussmuster und erzeugen ein Ausgangssignal, das proportional zur ausgeübten Last ist.Dieser robuste Sensor wird weiterhin für die Kraft- und Gewichtsmessung in Walzwerken und Bandwalzwerken verwendet.
Wählen Sie die richtige Wägezelle für Ihre Anwendung
Druck-Wägezellen
Eine Druck-Wägezelle verfügt häufig über ein integriertes Knopfdesign. Sie eignen sich ideal für die Montage bei begrenztem Platzangebot. Sie bieten eine ausgezeichnete Langzeitstabilität.
Druck-/Zug-Wägezellen
Druck-/Zug-Wägezellen können für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen die Last von Zug auf Druck und umgekehrt wechseln kann. Sie sind ideal für Umgebungen mit begrenztem Platzangebot. Gewindeenden erleichtern die Installation.
S-Beam-Wägezellen
S-Beam-Wägezellen haben ihren Namen aufgrund ihrer S-Form. S-Beam-Sensoren können bei Zug- oder Druckbelastung Ausgänge liefern. Zu den Anwendungen gehören Tankfüllstände, Trichter und LKW-Waagen. Sie bieten eine hervorragende Seitenlastunterdrückung.
Biegebalken-Wägezellen
Biegebalken-Wägezellen können in verschiedenen Anwendungen, bei der Tankverwiegung und in der industriellen Prozesssteuerung eingesetzt werden. Sie zeichnen sich durch eine flache Bauweise aus, sodass sie auch in beengten Bereichen integriert werden können.
Plattform- und Einpunkt-Sensoren
Plattform- und Einpunkt-Sensoren werden in gewerblichen und industriellen Wägesystemen eingesetzt. Sie liefern genaue Messwerte unabhängig von der Position der Last auf der Plattform.
Kanister-Wägezellen
Kanister-Wägezellen werden für Einzel- und Mehrfachanwendungen verwendet. Viele sind komplett aus Edelstahl gefertigt und hermetisch versiegelt, sodass sie für Nassbereiche und zum Abwaschen geeignet sind.
Anwendungen für Wägezellen
Wägezellen stellten die erste große Designänderung in der Wägetechnik dar. In den heutigen Verarbeitungsbetrieben werden in den meisten Anwendungen elektronische Kraftsensoren bevorzugt, obwohl mechanische Hebelwaagen immer noch verwendet werden, wenn der Betrieb manuell erfolgt und das Bedienungs- und Team für Wartung und Bedienung ihre Einfachheit bevorzugt.Auf dieser Seite finden Sie ein Wägesystemdesign mit Wägezellen.
Product Info
DwyerOmega | Blog | Was ist ein Manometer?
Verfasst von: Dan Schultz
Aktualisiert am: 30. Oktober 2025
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Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026