Bastelecke: Wägezellen

Wägezellen sind Kraftsensoren, mit denen z.B. elektrische Waagen aufgebaut werden.

Mit dem Typ “Doppelbiegebalkenfederkörper” habe ich experimentiert.

Wägezellen eines Typs werden für unterschiedliche Nennlasten (z.B. 5, 10, 50, 90 KG) gefertigt.

Einsatzgebiete sind Messsysteme wie Dosierwaagen, Plattformwaagen, Abfüllwaagen.

Meine Wägezellen

Modell 1015

Hersteller unbekannt. Dieses Zellenmodell ist eines der ersten industriell gefertigten Modelle überhaupt. Laut http://www.soemer.de/waegezellen/waegezelle-1015.html sind bisher mehr als 10 Millionen dieser Zellen gefertigt worden. Nennlasten im Bereich von 3-90 KG werden angeboten. Mein Modell hat eine Nennlast von 5 KG.

Wägezelle von außen

Links Befestigungsbohrungen für eine Wiegeplattform

Im Innern: Hier ist der Dehnungsmeßstreifen zusammen mit den drei Präzisionswiderständen angebracht, alles in roter Paste geschützt

Und von ganz nah. Widerstand Vermutlich 200 Ohm 1%.

Anschlüsse, ungetestet, aus Vergleich mit anderen Zellen abgeleitet:

Anschluß	Funktion
Blau	+SENSE
Grün	+V IN
Rot	+Signal OUT
Schwarz	-V IN
Gelb	-SENSE
Weiß	-Signal OUT
Masse

Modell TEDEA Huntleigh 1040

Das Modell 1041 ist ein ebenfalls sehr verbreitetes Modell, erhältlich für Nennlasten 5-100KG. Mein Modell hat eine Nennlast von 5 KG.

Messprinzip

To be done. Wheatstonsche Brücke, x mv/V, R, Spannung.

Verwendung mit dem Messverstärker Penko FMD-2PC

Penko ist u.a. der Produzent zahlreicher Messverstärker. Mein älteres Modell “FMD-2PC” ist von der Bedienung her ganz ähnlich zum Modell “FMD-g”, zu dem man das Handbuch im Internet findet.

Der FMD-2PC bietet einen Eingang speziell für Wiegezellen, RS232 Schnittstelle, analoge Ausgänge und Schaltausgänge. Mittels Display und Eingabetasten kann er eingestellt und bedient werden, dies ist ebenso auch via RS232 möglich.

Die analogen Ausgänge können eine Spannung proportional zum aufliegenden Gewicht abgeben. Sie werden vom intern vorhandenen digitalen Gewichtswert via DAC versorgt.

Die Schaltausgänge können zwei bestimmte Gewichtswerte zugeordnet werden. (z.B. Minimal- und Maximalgewicht).

Über die Eingabetaster kann das Gerät eingestellt werden.

Auf dem Ausgabedisplay kann der momentane Messwert sowie während der Einstellung, der Einstellungsdialog dargestellt werden.

Via RS232 kann mittels eines einfachen Protokolls das Gerät ebenfalls bedient werden.

PMD-2PC Frontseite. 5 stellige LED-Anzeige, 8 LEDs zum Anzeigen von Zuständen, 4 Taster zur Dateneingabe/Steuerung.

Teil der Rückseite des PMD-2PC. Unten Leiste zum Anschluss der Wägezelle, oben Steuerausgänge, links RS232 Buchse. Buchse unten rechts ist zum Anschluss an 230V vorgesehen.

Kalibrierung

Kalibrierung bedeutet einstellen des Messverstärkers auf die verwendete Wägezelle. Man kann bis zu 4 Kalibrierpunkte festlegen. Konkret legt man ein Gewicht auf die Zelle, z.B. 100g und stellt dann ein, welchen Wert der Verstärker dann anzeigen soll (also 100). Durch das Kalibrieren werden kleine Nichtlinearitäten der Wägezelle korrigiert. Der Messverstärker macht dies, indem er auf den gelieferten Wert der Wägezelle eine Approximationsfunktion anwendet.

Versuchsaufbau

Die Wägezelle wurde in einen Schraubstock eingespannt, eine kleine Aluplatte als Plattform für zu messende Objekte angeschraubt und die Zelle mit ihren 6 Anschlüssen zuzüglich Schirmung mit dem Messverstärker verbunden.

Nach einer Kalibrierung konnten erfolgreich diverse Gewichte zwischen 1 Gramm und 1 Kilogramm gemessen werden.

Kein Gewicht

100 Gramm

200 Gramm

1000 Gramm

50 Gramm

20 Gramm

Einbau der Wägezelle in ein Gehäuse

Nach der dritten chinesischen Küchenwaage, die bei uns das Zeitliche gesegnet hat, wollte ich so eine Schrottflunder nicht mehr haben. Warum also nicht die Wägezelle einfach in ein Gehäuse einbauen, schon ist die Waage da!

Gehäuse aus HDF Platte 10mmm gesägt und geklebt

Oben kommt die Zelle hin, unten der Meßverstärker

Und so siehts fertig aus. Update 2023: Im Einsatz ohne Probleme seit 6 Jahren.