Definition und Funktionsweise:
Eine Kraftmessdose (auch Wägezelle oder Lastzelle) ist ein Präzisionssensor, der dafür entwickelt wurde, mechanische Kräfte (Druck-, Zug- oder Scherkräfte) zu erfassen und in ein proportionales elektrisches Signal umzuwandeln. Sie ist ein zentrales Bauteil in Waagen, Prüfständen und vielen anderen industriellen Messanwendungen, wo eine genaue Kraft- oder Gewichtsmessung erforderlich ist.
Die meisten Kraftmessdosen basieren auf der Dehnungsmessstreifen (DMS)-Technologie: Ein speziell geformter Messkörper aus Metall (oft Stahl oder Aluminium) wird durch die einwirkende Kraft elastisch verformt. Auf diesem Messkörper sind Dehnungsmessstreifen appliziert. Die Verformung der DMS führt zu einer Änderung ihres elektrischen Widerstands, die mit einer Wheatstone-Brückenschaltung erfasst und in ein elektrisches Signal (typischerweise eine kleine Spannung) umgewandelt wird.
Anwendungsbereiche in der Automatisierung:
Kraftmessdosen sind in vielen Industriezweigen unverzichtbar:
- Wägetechnik: In industriellen Waagen, Abfüllanlagen, Dosiersystemen zur genauen Gewichtsbestimmung von Materialien oder Produkten.
- Prüfstände: Für die Messung von Kräften bei Materialprüfungen, Leistungstests von Motoren oder Getrieben, oder zur Kalibrierung.
- Prozesskontrolle: Indirekte Füllstandsmessung in Tanks durch Gewichtsbestimmung.
- Sicherheitsanwendungen: Überwachung von Lasten an Kränen oder Hebezeugen, um Überlast zu verhindern.
- Robotertechnik: Für die Messung von Greifkräften oder zur Implementierung von Kraft-Momenten-Sensoren.
- Dosieranwendungen: Präzise Dosierung von Granulaten, Flüssigkeiten oder Pasten.
Wichtige Kennwerte:
- Nennlast: Die maximale Kraft, für die die Messdose ausgelegt ist.
- Genauigkeitsklasse: Die Präzision der Messung.
- Linearität und Hysterese: Abweichung vom idealen Messverhalten.
- Temperaturstabilität: Beeinflussung der Messung durch Temperaturschwankungen.
Kraftmessdosen sind entscheidend für die Qualitätssicherung, die Effizienz von Dosierprozessen und die Sicherheit in vielen automatisierten Systemen.
→ Siehe auch: Dehnungsmessstreifen, Sensor, Messumformer, Messgenauigkeit, Wägetechnik
