Wie funktioniert die Überlastungserkennung von Wägezellen?

Die Überlasterkennung ist ein wichtiger Aspekt von Kraftmesssystemen, der die Sicherheit und Genauigkeit von Wägezellen gewährleistet. Wägezellen sind in verschiedenen Anwendungen integriert und messen Kräfte wie Gewicht, Druck oder Zug. Ohne einen angemessenen Überlastungsschutz können diese Sensoren beeinträchtigt werden, was zu ungenauen Messwerten oder dauerhaften Schäden führen kann. Im Folgenden erfahren Sie, wie die Überlastungserkennung funktioniert, wie wichtig sie ist und wie Wägezellen funktionieren.

Eine Überlast tritt auf, wenn die auf eine Wägezelle ausgeübte Kraft ihre Nennkapazität überschreitet. Wägezellen sind für den Betrieb innerhalb bestimmter Belastungsgrenzen ausgelegt, und ein Überschreiten dieser Grenzen kann zu dauerhafter Verformung, Signalverzerrung und in einigen Fällen zu einem vollständigen Ausfall führen.

Wägezellen sind mit Mechanismen zur Erkennung von Überlast und zum Schutz vor Überlast ausgestattet; sie können jedoch nicht verhindern, dass jemand eine Wägezelle über die vorgesehenen Kapazitätsangaben hinaus benutzt. Für Prüf- und Messprogramme, die das Risiko einer Überlastung mindern müssen, empfiehlt Interface dringend die Verwendung von Sensoren mit Überlastungsschutz.

TIPP: Lesen Sie Verstehen und Verhindern von Wägezellenüberlastungen

So funktioniert die Überlastungserkennung

Die Überlastungserkennung in Wägezellen basiert in der Regel auf der Dehnungsmessstreifen-Technologie. Dehnungsmessstreifen, die mit der lasttragenden Oberfläche der Zelle verbunden sind, messen die durch die aufgebrachte Kraft verursachte Verformung. Wenn die Kraft die Nennkapazität der Wägezelle übersteigt, wird die Verformung zu groß, was dazu führen kann, dass der Dehnungsmessstreifen fehlerhafte Messwerte ausgibt oder beschädigt wird.

Um dies abzumildern, werden Überlastungserkennungssysteme eingesetzt. Diese Systeme können mechanische, elektrische oder softwarebasierte Methoden umfassen, um zu erkennen, wenn sich die Last der Nennkapazität nähert oder diese überschreitet, und Warnungen auszulösen oder das System abzuschalten, um weitere Schäden zu verhindern.

Wie in Interface’s Load Cell Field Guide beschrieben, können Wägezellen mit verschiedenen Überlastschutzmechanismen ausgestattet werden, um Schäden zu vermeiden:

• Mechanische Anschläge sind physische Barrieren innerhalb der Wägezellenstruktur, die eine übermäßige Verformung verhindern. Sobald die Last einen bestimmten Schwellenwert erreicht, rasten diese Anschläge ein und blockieren weitere Bewegungen, wodurch die internen Komponenten vor Überlastung geschützt werden.
• Überlastungsschutzschaltungen sind elektrische Schaltungen zur Überwachung des DMS-Ausgangs. Wenn das Ausgangssignal anzeigt, dass sich die Last der Gefahrenzone nähert, kann die Schaltung einen Alarm auslösen oder das System automatisch abschalten.
• Die Empfindlichkeit des Dehnungsmessstreifens kann zur Erkennung von Überlastbedingungen fein eingestellt werden. Durch Anpassung der Konfiguration des Dehnungsmessstreifens kann das System so kalibriert werden, dass es leichte Kraftschwankungen erkennt, die auf eine bevorstehende Überlast hinweisen.

Bedeutung der Überlastungserkennung

• Verhinderung von Schäden an der Ausrüstung: Wägezellen werden in kritischen Anwendungen wie industriellen Wägesystemen, Materialprüfungen und Strukturprüfungen eingesetzt. Die Überlasterkennung ist wichtig, um diese teuren und empfindlichen Geräte vor Schäden zu schützen und die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Sensoren zu gewährleisten.
• Aufrechterhaltung der Genauigkeit: Selbst geringfügige Überlastungen können Verformungen verursachen, die die Genauigkeit einer Wägezelle beeinträchtigen. Durch das Erkennen und Verhindern von Überlastungen stellen diese Systeme sicher, dass die Messwerte konsistent und zuverlässig bleiben.
• Gewährleistung der Sicherheit: Bei Anwendungen, in denen Wägezellen strukturelle Lasten oder industrielle Prozesse überwachen, kann eine Überlast zu katastrophalen Ausfällen führen. Überlastungserkennungssysteme helfen, Unfälle zu vermeiden, indem sie sicherstellen, dass die Lasten innerhalb der sicheren Betriebsgrenzen bleiben.

Wägezellen mit Überlastschutz

Für den Überlastschutz gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste besteht darin, den in das Standardmodell integrierten Überlastungsschutz zu verwenden, der in der Regel das 4- bis 10-fache der Kapazität beträgt. Die andere Möglichkeit besteht darin, eine auftragsbezogene Wägezelle zu bestellen, wie z. B. unsere universelle LowProfile-Wägezelle mit Ermüdungsfestigkeit 1000, bei der der Sensor mit einem Überlastungsschutz ausgestattet ist.

Eine der beliebtesten Interface Mini-Wägezellen mit integriertem Schutz ist unsere SMT Overload Protected S-Cell, die über integrierte Überlastschutzfunktionen verfügt. Das Modell SMT ist ideal für Anwendungen mit geringer Kapazität, bei denen Wägezellen häufig versehentlich überlastet werden. Die SMT verfügt über interne mechanische Anschläge, die Überlastungen bis zum 10-fachen der Nennkapazität verhindern. Diese Zellen verfügen über Verriegelungselemente, die einrasten, wenn die Zelle ihre maximale Tragfähigkeit erreicht hat, wodurch eine weitere Durchbiegung verhindert und der Dehnungsmessstreifen vor Beschädigungen geschützt wird. Die Konstruktion dieser Zellen macht sie ideal für Umgebungen, in denen große zufällige Belastungen auftreten können, wie z. B. in Produkttestlabors oder Forschungseinrichtungen für medizinische Geräte.