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Was ist eine Zugkraft-Wägezelle, und wie funktioniert diese?

Eine Zugkraft-Wägezelle ist eine der Hauptarten oder -typen von Wägezellen, die in der Wägeindustrie weit verbreitet ist. Andere Typen sind z.B. Druck-, Stab- und Single-Point-Wägezellen. Zugkraft-Wägezellen werden, wie ihr Name schon sagt, vorwiegend zur Messung von Zug- oder Zugkraft verwendet. Viele können auch Druckkraft messen, was sie aufgrund ihrer bidirektionalen Empfindlichkeit sehr vielseitig macht.

Zugkraftmesszellen werden wegen ihrer Form oft als "S-Typ"-Kraftmesszellen bezeichnet. Sie verfügen über einen oberen und einen unteren Arm, die dazu beitragen, die Befestigungspunkte auf die Mittelachse auszurichten, was bei hängenden Anwendungen unerlässlich ist.

Funktionsprinzip

Zugkraft-Wägezellen sind, wie alle anderen modernen Wägezellen auch, im Wesentlichen Aufnehmer, die Kraft oder Gewicht mittels Dehnungsmessstreifen in ein elektrisches Signal umwandeln. Bei einer Belastung verformt sich der Hauptkörper der Wägezelle leicht. Die Dehnungsmessstreifen, die fest mit dem Wägezellenkörper verbunden sind, verformen sich auch in gleicher Weise, wodurch sich ihr elektrischer Widerstand ändert. Dadurch wird ein Spannungssignal erzeugt, das proportional zur Anfangskraft oder zum Anfangsgewicht ist.

Design

Zugkraft-Wägezellen sind für Anwendungen mit hängenden Gewichten ausgelegt. Als solche müssen sie oft in einer Linie mit dem hängenden Objekt sitzen, das typischerweise mit der Aufhängungsvorrichtung verbaut ist. Die "S"- oder "Z"-Form dieser Wägezellen ist auf diese Anforderung zurückzuführen. Sowohl der obere als auch der untere Arm stellen sicher, dass die Befestigungsbohrungen in einer Linie mit der Mittelachse liegen.

In vielerlei Hinsicht sind es spezialisierte Biegestab-Wägezellen. Der Mittelsteg verhält sich genauso wie eine Biegestab-Wägezelle, mit Dehnungsmessstreifen, die so positioniert sind, dass sie entweder Biege- oder Scherdehnung erfassen. Der Unterschied besteht darin, dass es kein festes Ende gibt, gegen das es ausschlagen kann. Bei herkömmlichen Biegestab-Wägezellen ist ein Ende typischerweise an einer Basis befestigt, und die Last wird am anderen "freien" Ende eingeleitet, ähnlich wie bei einem Sprungbrett. Bei einer S-Typ-Zugkraftwägezelle ist keines der beiden Enden fixiert, sondern ein Ende ist über den oberen Arm mit dem darüber befindlichen Gerät und das andere Ende über den unteren Arm mit dem darunter befindlichen Gerät verbunden.

Wenn die Wägezelle unter Spannung steht, wird auf einer Seite des zentralen Balkens ein Zug nach oben und auf dem anderen Ende des zentralen Balkens ein gleicher Zug nach unten ausgeübt. Das Differential über den zentralen Balken verursacht die Verformung, die von den Dehnungsmessstreifen erfasst wird.

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