DMS Wägezelle

    DMS (DehnungsMessStreifen) Wägezellen gehören zu den erfolgreichsten angewandten elektromechanischen Waagen. Sie ermitteln die Masse mithilfe elektrischer Signale.

    Man unterscheidet grundsätzlich zwischen elektronischen Waagen, die Masse ohne mechanische Zwischenstufen oder -größen ermitteln (EMK = Elektronische Kraftkompensation) und elektromechanischen Waagen, die Masse über mechanische Zwischenstufen und –größen ermitteln (z. B. Dehnungsmessstreifen = DMS).

    DMS Wägezellen sind demnach Wägezellen der Gruppe elektromechanische Waagen, basierend auf dem Wandlerprinzip Dehnungsmessstreifen.

    Das DMS-Messprinzip: entspricht dem Prinzip einer Federwaage. Diese stellt sich selbst in die Gleichgewichtslage und zeigt auf einer entsprechenden Anzeige den Massenwert an. Die Funktion der Feder wird durch einen verformbaren und elastischen Messkörper – eine spezielle Messfeder – , einen Hohlzylinder, einen Stab oder einen Ring ersetzt. Interessant ist die besondere Federsteifigkeit des Messkörpers. Diese wird besonders groß ausgelegt (c>5∙104N/mm), um die Auslenkung des verwogenen Materials oder Objektes möglichst gering zu halten.

    Die Gewichtskraft selbst erzeugt eine Auslenkung, bzw. eine Längenänderung des Messkörpers. Dies geschieht innerhalb von Grenzen, die durch das „Hookesche-Gesetz“ beschrieben werden. So wird die Messung der Längenänderung des Messkörpers durch auf dem Messkörper befindliche Sensoren sehr exakt messbar.

    Diese Sensoren sind Dehnungsmessstreifen, abgekürzt DMS.

    Das physikalisches Prinzip: basiert auf dem Effekt, dass ein elektrischer Leiter bei mechanischer Verformung seinen elektrischen Widerstrand ändert.

    Der elektrische Leiter ist, vereinfacht gesagt, eine auf speziellem Trägermaterial aufgebrachte Metallfolie. In diese sind mäander- oder ringförmige Leiterbahnen geätzt, um eine möglichst große Leitungslänge auf kleinster Fläche zu erreichen. So wird eine möglichst große Widerstandsänderung bei kleinsten Längenänderungen erzielt. Die Form solcher Dehnungsstreifen gleicht z. B. einem Bratrost oder einem feinst gegliederten Gitter.

    Basierend auf diesem Grundprinzip gibt es unterschiedlich empfindliche DMS- Wägezellen, die sich je nach Anforderungen für Einsätze im EX Bereich mit höchsten Temperaturen und extremen Umgebungsanforderungen oder zum Beispiel zur Parallelschaltung mehrerer Zellen eignen.

    Grundsätzlich zeichnet die DMS-Wägezellen eine hohe Robustheit aus. Sie sind einfach zu bauen, hermetisch gekapselt sowie im Ex-Bereich eigensicher betreibbar. Ihre Nennlasten reichen von etwa 1 Kilogramm bis zu etwa 1000 Tonnen.

    In der industriellen Anwendung schaltet man häufig mehrere DMS-Wägezellen zusammen, bei den bewährten Prozesswaagen sind es meist drei Wägezellen, die mittels elektrischer Parallelschaltung umgesetzt werden.

    Bei einfachen Standmessungen erfolgt die Signalverarbeitung analog. Die Weiterverarbeitung erfolgt heute in der Regel digital, um höchste Genauigkeiten zu erzielen. Siehe auch A/D Wandler.

    Weitere Systembeschreibungen, messtechnische Eigenheiten, Spezifizierungen und Anwendungsbeispiele finden sie unter dem Stichwort Wägezellen.