Eine Wägezelle ist prinzipiell nichts anderes als ein Kraftaufnehmer und ebenso aufgebaut. Während ein Kraftaufnehmer jedoch in Newton kalibriert wird, wird eine Wägezelle in Gewichtseinheiten kalibriert. Durch die Einwirkung von Zug- oder Druckkraft wird ein elastisches Metallstück verformt. Dieses Metallstück bezeichnet man als Federkörper. Ähnlich wie eine Sprungfeder verformt sich der Federkörper unter Krafteinwirkung und kehrt bei Zurücknahme der Kraft in seine ursprüngliche Form zurück. Diese Verformung wird von einem Dehnungsmessstreifen erfasst, der am Federkörper angebracht ist. Der Dehnungsmessstreifen wandelt die Verformung in eine elektrischen Impuls um, der von der Kontrolleinheit entsprechend ausgelesen und als Gewicht dargestellt wird.
Unterschiedliche Wägezellen für vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Es gibt eine Vielzahl an unterschiedlichen Wägezellen, die für spezielle Anwendungen konzipiert sind. So gibt es S-förmige Wägezellen, die sich unter Einwirkung von Zugkraft verformen und dementsprechend in Sack- oder Behälterwaagen eingesetzt werden. Die Verformung des Federkörpers wird durch Zugkraft erreicht. Scherstab-Wägezellen sind äußerst robust und für das Verwiegen von hohen Gewichten prädestiniert. Der Federkörper einer solchen Wägezelle besteht aus zwei Metallkörpern, die durch Druckkraft verschoben werden. Plattformwaagen zum Verwiegen von hohen Gewichten sind mit bis zu vier dieser Wägezellen ausgerüstet. Ähnlich oft wird auch die Biegestab-Wägezelle eingesetzt. Hier wird der Federkörper, ein stabförmeiges Stück Metall unter Druck- oder Zugkraft verbogen. Im Gegensatz zu Scherstab Wägezellen sind die Biegestab Wägezellen nicht für Gewichte im Tonnenbereich vorgesehen. Druckkraft-Wägezellen zum Messen von Druckkraft beinhalten einen Ringtorsionsfederkörper. Hier sind vier Dehnungsmessstreifen (DMS) aufgebracht, die die Verformung des ringförmigen Federkörpers messen. Durch Druck verkleinert sich der obere Durchmesser des Ringes, während sich der untere Durchmesser vergrößert. Je zwei DMS messen den oberen und den unteren Durchmesser und werden entsprechend gedehnt und gestaucht. Die Verformung ist dabei sehr gering, deshalb sind Druckkraft-Wägezellen auch sehr flach und platzsparend.
Wichtige messtechnische Eigenschaften von Wägezellen
Außer den mechanischen Eigenschaften sind auch verschiedene messtechnische Eigenschaften bei der Auswahl der richtigen Wägezelle entscheidend. Hier ist als erstes die Nennlast aufzuführen, die das maximal zu verwiegende Gewicht angibt. Die Grenzlast besagt, welches Gewicht zur bleibenden Deformation des Federkörpers führt und die Wägezelle zerstört. Beim Bau einer Waage sind auch der Mindestteilungswert, der zur Bestimmung der Schrittweite und des Taragewichts nötig ist und die Eckenlastabhängigkeit, insbesondere beim Bau von Plattformwaagen, wichtig.