Präzise mit einfacherer Technik

Foto: Anzeige einer Waage

Der in der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt (PTB) hergestellte Prototyp einer neuen Wägezelle aus einkristallinem Silicium, statt wie bei konventionellen Wägezellen aus Metall, und mit aufgesputterten, statt aufgeklebten, Dehnungsmessstreifen wartet jetzt auf seinen Sprung in die industrielle Produktion.

Waagen gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Messgeräten. In Deutschland liegt der Umsatz der Wägetechnik bei rund einer Milliarde Euro pro Jahr. Ein Großteil dieses Jahresumsatzes wird mit konventionellen Wägezellen für geringe bis mittlere Präzision erreicht. Sie bestehen aus metallischen Federkörpern mit aufgeklebten Dehnungsmessstreifen.

Auf diesem Prinzip beruht auch der von der PTB weiterentwickelte Sensor. Doch statt aus Metall besteht sein Federkörper aus Silicium. Da sich einkristallines Silicium bei Belastung ideal elastisch verformt, sind Zeitabhängigkeiten und Hysterese eines solchen Federkörpers vernachlässigbar. Die Kennlinien der Silicium-Wägezellen zeigen im Vergleich zu denen konventioneller Wägezellen bei Hysterese, Nullpunktverhalten und Reproduzierbarkeit der Messwerte jeweils um mehr als eine Größenordnung bessere Werte. Damit können digitale Kompensationsverfahren effektiv eingesetzt werden, um Temperaturverhalten und Linearität zu verbessern.

Die anhand der Kriech- und Richtigkeitsprüfung bewerteten Silicium-Wägezellen erreichen bis zu 50 000 Teilungsschritte für eichfähige Anwendungen und sind somit auch für präzise Wägungen, etwa bei Laborwaagen, geeignet.

COMPAMED.de; Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)