Was ist eine Wägezelle?

Eine Wägezelle ist ein Wandler, der Kraft in elektrische Energie umwandelt. Diese Transformation erfolgt in zwei Stufen; die Kraft wird zuerst von einem Dehnungsmessstreifen erfasst und dann durch die Änderung des elektrischen Widerstands eines angeschlossenen Drahtes in ein elektrisches Signal umgewandelt. Wägezellen werden typischerweise in einer Reihe üblicher Szenarien verwendet, einschließlich des elektronischen Wiegens von Lastkraftwagen und Eisenbahnwaggons und sogar in kleineren elektronischen Heimwaagen.

Wenn eine Kraft auf eine Wägezelle ausgeübt wird, verformt sie den oder die in der Zelle installierten Dehnungsmessstreifen. Ein Dehnungsmessstreifen ist ein Gerät, das seine Form abhängig von der ausgeübten Kraft ändert. Wenn mehr Kraft auf den Dehnungsmessstreifen ausgeübt wird, verformt er sich immer weiter. Durch seine Verformung verändert es die Strommenge, die durch die angeschlossene Leitung fließt; Dies führt zur Erzeugung eines erhöhten elektrischen Strompegels, der aus der anfänglichen mechanischen Kraft, die auf die Wägezelle ausgeübt wird, Elektrizität erzeugt.

Eine elektronische Waage kann ein gutes Beispiel für die Funktionsweise einer Wägezelle sein. Beim Betreten der Waage stört sein Körpergewicht die in der Waage angebrachten Dehnungsmessstreifen. Dies wiederum unterbricht die elektrischen Signale, die durch die Waage fließen. Durch die Messung der Störung – der Abweichung vom Basiswert – kann die Waage feststellen, wie viel Gewicht auf sie aufgebracht wird, und liefert eine genaue Ablesung des Gewichts des Benutzers.

Eine Wägezelle enthält typischerweise mehr als einen Dehnungsmessstreifen. Dadurch kann die Kraft auch dann genau erfasst und umgewandelt werden, wenn die Krafteinleitung nicht durchgängig in der Mitte eines bestimmten Messgeräts erfolgt. In einer Wägezelle mit mehreren Dehnungsmessstreifen sind diese Messstreifen normalerweise in einer Rautenformation angeordnet, die als Wheatstone-Brückenformation bekannt ist und in etwa wie ein zweidimensionales Quadrat aussieht, das um 45 Grad zu einer Seite geneigt wurde. Es gibt vier Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstone-Brückenkonfiguration, wobei sich einer der Dehnungsmessstreifen in der Mitte jeder Seite des Quadrats befindet.