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Donnerstag, 17 Oktober 2019

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Technische Unterschiede, Erklärung der Preisklassen und Anwendungsgebiete

Die Waagen der Baureihe PSB und PSE besitzen die gleichen Funktionen wie Zählen, Beleuchtung, die Energieversorgung usw. ist bei beiden Baureihen identisch. 
Es handelt sich bei dem Displays (in dem das Messignal errechnet und die Waage gesteuert wird) genau genommen um das selbe Bauteil, das nur in der Software auf z.B. eine PSE mit 30kg oder eine PSB mit 300kg eingestellt wird. Auch die Displays der DJ-Waagen sind kompatibel, wenn Sie eine bestehende PSB oder PSE-Plattform mit Bluetooth aufwerten möchten ist das Display auch einzeln erhältlich.


Dennoch kostet die PSE knapp das doppelte wie eine PSB, obwohl die Plattform der PSE kleiner ist!?
Die Frage nach dem "Warum" erhalten wir beinahe täglich und liegt in der Plattform und den darin verbauten Wägezellen.

Gern möchten wir Ihnen in diesem Text einen kleinen Einblick in die Wägetechnik geben.

 

Wägezellen mit Dehnungsmesstreifen

Das Prinzip der Waagen ist immer identisch. Ein Stück Metall wird durch die Belastung verbogen und auf dem Metall befindet sich ein Dehnungsmesstreifen.
Dabei handelt es sich um ein hauchdünnes Drahtgeflecht, an dem eine bestimmten Spannung anliegt. Wird der DMS auseinander gezogen oder zusammen gepresst, verändert sich der Leitungswiderstand. Die Waage justiert sich beim Einschalten auf die Last von 0kg, legen Sie jetzt 10kg darauf erhöht sich der Widerstand und am Ausgang der Wägezelle wird weniger Spannung gemessen. Die Berechnung erfolgt jetzt daraus, wie stark das Eingangssignal auf dem Weg durch die Wägezelle abgeschwächt wurde.

 

Foto von 3 Wägezellen, von links nach rechts:
"Einfacher Biegebalken" aus einer Personenwaage.
Eine der 4 Wägezellen einer PSB (bereits mit Standfuß und Aufhängung, die eigentliche Wägezelle ist der Block in der Mitte)
Ecklastkompensierte Plattform-Wägezelle aus der PSE.

Billige Plattformwaagen mit 4 * "einfachem Biegebalken", bzw. Unterschied zwischen einfachen Personenwaagen und unseren Plattformwaagen

Bei Mitbewerbern sind in vielen der Plattformwaagen im Preisbereich von unter 50€ (auch wenn Baugleiche Waagen manchmal 100 € kosten sollen) zwangsläufig nur einfache Biegebalken verbaut.
Es handelt sich dabei häufig um ein Stück gestanztes dickeres Blech, bei dem auf einer Seite DMS-Streifen angeklebt sind.
Dieser DMS kann eine Belastung ermitteln, die mittig perfekt von oben durch den Fuß drückt. Steht der Fuß nicht perfekt gerade (Bereits ein Krümel unter dem Fuß der Waage genügt) wird die Kraft falsch übertragen und der Biegebalken liefert einen falschen Messwert. 

Sie erkennen diese Plattformwaagen an der "Praktischen Ultradünn Bauform" mit einer Höhe von knapp 2cm.
Für eine bessere Wägezelle wäre darin schlicht kein Platz.
Wir verwenden diese Technik nicht für Plattformwaagen, einfache Biegebalken finden Sie nur in unseren Personenwaagen im untersten Preisbereich (diese Personenwaagen erhalten Sie für knapp 10 €).

 

4 * Doppelbiegebalken (Verwendung in PSB und DJ-SA)

Die günstigste Bauart die wir bei Plattformwaagen verwenden, z.B. in der PSB. Es handelt sich um ein Set aus 4 kleinen Wägezellen, die direkt in den Füßen der Waage verbaut sind.
Eine der Wägezellen ist oben mittig auf dem Foto erkennbar. 
Genau genommen ist bei dieser Bauform der kleine Standfuß direkt in die Wägezelle geschraubt. Ein ähnliches Prinzip wie bei den Personenwaagen - mit einem Doppelbiegebalken als Messtechnik. 


Jede der Wägezellen ist aus einem massiven Block Aluminium gefräst.
Durch das entstehende "Loch" in der Mitte ergeben sich zwei Biegebalken, einer oben und einer unten (daher kommt der Name "Doppelbiegebalken" für diese Art von Wägezelle).
Bei einer Verformung drückt sich die Wägezelle S-Förmig durch und es entstehen vier Knickstellen. An allen 4 Knickstellen sind, sowohl oben wie auch unten, mehrere DMS-Sensoren angebracht. Damit kann die Kraft mit der eine Wägezelle zusammen gedrückt wird deutlich genauer ermittelt werden als bei einem einfachen Biegebalken. 

Der "Doppelbiegebalken" ist übrigens die Technik, mit der alle G&G-Plattformwaagen arbeiten. Von der knapp 60 € teuren PSB bis zur 600 € teuren TC.

(Hinweis: Fotomontage zur Veranschaulichung)

Aber: Wenn in der PSB sogar 4 von diesen Wägezellen verbaut werden, wieso ist die Waage dann trotzdem sehr viel günstiger?!

Der große Unterschied ist, das sich die Last auf alle 4 Wägezellen verteilt. Legen Sie ein 100kg schweres Paket in die Mitte, wird jeder Fuß nur mit 25kg belastet. Jede Wägezelle ermittelt das Gewicht nun halbwegs genau, der addierte Wert aus allen Wägezellen wird als Ergebnis ausgegeben.
Die 4 Wägezellen werden so aufeinander abgestimmt, das der lineare Mittelwert richtig ist. Es kann sein das jede der Wägezellen eine kleine Abweichung besitzt und das in jedem Fuß ein anderes Gewicht berechnet wird (z.B. 24,80kg, 25,20kg, 24,90kg und 25,10kg). Der Mittelwert aus allen 4 Füßen sind trotzdem 25kg die Displayanzeige sind die richtigen 100,00kg.


Das ist der größte Preisvorteil bei Waagen die mit 4 Wägezellen arbeiten, es ist für uns einfacher und günstiger 4 Wägezellen zu bauen die wie in diesem Beispiel bis 25kg mit einer Auflösung von 0,05kg arbeiten und das Gewicht "ungefähr genau" ermitteln, als eine große Wägezelle die 100 kg mit einer tatsächlichen Ablesbarkeit von 0,05 kg berechnet. Es entfällt eine aufwändige Justierung jeder einzelnen Wägezelle, da ein möglicher Messfehler von einer Wägezelle mit identischem Messfehler im anderen Bereich ausgeglichen werden kann (eine zeigt zu viel, eine zeigt zu wenig, Gewicht stimmt trotzdem).

 

Nachteil:
Wichtig ist, das der Schwerpunkt immer möglichst in der Mitte der Plattform liegt und die Waage auf einer möglichst harten und ebenen Fläche steht. Liegt das Gewicht nicht in der Mitte sowie auf nachgebendem Boden wie Teppich, verteilt sich die Last unterschiedlich auf die 4 Wägezellen. Dabei kann passieren, das mehr Last in eine der stärkeren oder schwächeren Wägezellen geleitet wird, der Mittelwert stimmt nicht mehr und es tritt ein kleiner Fehler im Ergebnis auf. 

 

Besonders kritisch ist die Nutzung wenn die Last nicht etwas, sondern komplett am Rand oder einer einzelnen Ecke liegt, oder wenn die Waage auf stark unebenem Boden wie Pflastersteinen oder Schotter benutzt wird. Bei letzterem kann passieren, das einzelne Füße komplett "in der Luft" hängen und sich die Last nur auf einzelne Sensoren verteilt. Kippelt eine mit 300kg voll ausgelastete PSB300 hin und her liegt das Gewicht während des Kippens nur auf zwei Füßen, Diese werden anstelle von 75kg bei normaler Nutzung mit 150kg belastet, das ist die "Schmerzgrenze" für die ein einzelner Sensor ausgelegt ist. Kommen beide Fehler zusammen und liegt das Gewicht auf einer Ecke während die benachbarten Füße in der Luft stehen, kann diese Wägezelle durch Überlastung beschädigt werden.

 

  

Einzelne, mittig verbaute Plattform-Wägezelle (PSE, DJ-KL und alle TC)

 

Das Grundgerüst der Plattform ist ebenfalls aus Aluminiumguss, darüber befindet sich eine abnehmbare Wägefläche aus Edelstahl.
In dem "unteren Unterbau" sind höhenverstellbare Fuße verbaut, mit denen Sie die Waage auch auf unebenene Flächen gerade und ruckelfrei ausrichten können. Jeder Fuß kann 10 mm in der Höhe verstellt werden. Mittig auf dem Unterbau sitzt eine große und stabile Wägezelle. 
Über der Wägezelle befindet sich ein weiterer stabiler Aufbau aus Alu-Guss, das "Kreuz" das oben im Bild erkennbar ist. Darauf wird die eigentliche Wägefläche aus Edelstahl aufgesetzt.

Die Wägezelle hat in dieser Bauform keinen direkten Kontakt zum Boden sondern es wird nur die Last ermittelt, die den oberen Aufbau in Richtig unterer Aufbau drückt. Ob die Waage dabei auf einem stabilen Betonboden, Teppich, unebenem Pflaster oder Schotter auf einer Baustelle steht ist für die Wägezelle nicht relevant. Gleichzeitig bildet der Rahmen einen stabilen mechanischen Überlastungsschutz. Sollte die Waage einmal versehentlich überlastet werden, wird sich die Wägezelle so weit verbiegen bis der obere Rahmen den unteren berührt. Dies passiert noch im normalen Sicherheitsbereich, der in jeder Wägezelle verbaut ist. Sobald der obere den unteren Rahmen berührt, geht es schlicht "nicht weiter runter" und ein Überdehnen und damit eine Beschädigung der Wägezelle wird verhindert (Bis zu einem bestimmten Bereich, 1000kg auf einer PSE-75 können trotzdem zum Rahmenbruch führen).

 

Bei einer Belastung verformt sich der Metallblock, vergleichbar mit einer Feder die belastet wird. Die DMS-Sensoren messen die Stärke der Verformung und darüber das Gewicht. Je größer die Wägezelle gebaut ist, desto größer ist der Bereich auf den sich die Verformung verteilen kann. Das bewirkt natürlich, das sich die Wägezelle öfter verformen kann ohne dass das Metall "ausleihert". Wenn das passiert, wird die Wägezelle zu weit nachgeben (zeigt ein falsches Gewicht an) oder federt nach Abnahme des Gewichtes nicht mehr in die Ausgangsposition zurück. Dies ist ein mechanischer Verschleiß, der bauartbedingt bei allen Waagen mit DMS-Messtechnik früher bis später auftreten kann. 

Wie Sie oben im Bild erkennen können, ist die Plattform-Wägezelle einer PSE bereits ein vielfaches so groß wie eine kleine PSB-Wägezelle.

 

Bei kleinen Wägezellen wie der PSB oder DJ-SA kommt es erfahrungsgemäß zu einem schnelleren „Verschleiß“ als bei einer großen und stabilen Wägezelle. Das gilt insbesondere, wenn die Pakete nicht perfekt mittig aufgesetzt werden, sondern der Schwerpunkt überwiegend vorne am am Rand liegt. Die beiden vorderen Wägezellen werden stärker belastet, das führt zu einem stärkeren Verschleiß als bei den hinteren Wägezellen. Wird ein Gewicht vorn am Rand aufgesetzt, wird jetzt ein deutlich anderes Gewicht anzeigt als hinten.

Plattform-Wägezellen ab der PSE sind Ecklastkompensiert, können das Gewicht also auch während einer "Verdrehung" der Wägezelle noch ermitteln. Legen Sie das Gewicht an den linken Rand, geht die Wägefläche rechts nach oben und die Waage steht Schräg. Am Gewicht ändert dies nichts.

(Anmerkung an dieser Stelle: Auch eine Plattform-Wägezelle sollte nur in der Mitte mit dem Maximalgewicht belastet werden, da ganz am Rand sehr starke Hebelkräfte wirken. Besonders wenn Sie vor haben ein Satz aus 4 PSE-300 Waagen als Radlastwaage zu benutzen und Sie mit Ihrem Auto auf die Waage fahren wollen, raten wir vom hochfahren ab und empfehlen das Auto von einer Hebebühne aus mit den Rädern jeweils mittig auf die Waagen abzulassen).

 

Bedenken Sie jetzt noch: Der Ausfall eines einzelnen Sensors in Waagen wie der PSB zieht den den Ausfall der ganzen Waage nach sich. Die Change das in einem Messystem aus 4 kleinen und schwachen Sensoren einer ausfällt, ist erfahrungsgemäß höher als das eine große und stabile Wägezelle beschädigt wird.

 

Heißt das die PSB ist schlecht?

Nein, sondern die beiden Waagen sind für unterschiedliche Einsätze entwickelt und gedacht.
Wenn Sie eine PSB als normale Personenwaage bei sich zuhause nutzen und sich täglich einmal wiegen, erreichen Sie die von uns empfohlene Lebensdauer von 10.000 Messungen in 26 Jahren. Beachten Sie jetzt noch unsere Hinweise für die Nutzung, z.B. immer möglichst mittig aufstellen und sanft belasten statt drauf springen, macht die Waage noch länger mit. Lohnt es sich bei gleicher Nutzung doppelt so viel Geld auszugeben um eine theoretische Lebensdauer von 260 Jahren zu erreichen? Wohl kaum.

Besitzen Sie ein Fitnessstudio in dem sich täglich 20 Leute auf die Waage stellen, dann werden Sie mit der PSE deutlich zufriedener sein und eine bessere Preis-Leistung erreichen. Verschicken Sie täglich 500 Pakete die alle gewogen werden? Dann würde auch die PSE Ihren Anforderungen auf Dauer nicht genügen. Eine Waage ist ein Messwerkzeug und ist für einen bestimmten Einsatzzweck entwickelt und gedacht, genauso wie jedes andere Werkzeug auch.
Wenn Sie bei sich Zuhause in der Mietswohnung ein Bild aufhängen möchten und die Bohrmaschiene danach für die nächsten Jahre im Keller verschwinden wird, reicht vermutlich das Discountermodell für 19,90 €. Ein ambitionierter Handwerker der sich sein Haus selbst ausbaut und dessen 3. billigste Bohrmaschine gerade den Geist aufgegeben hat, wird vermutlich nicht mehr im untersten Regal im Baumarkt suchen. 
Und als Handwerker, der täglich 8 Stunden in den Stahlbeton bohrt, wird man langfristig auch im normalen Heimwerkerbereich im Baumarkt nicht glücklich. Ohne Namen zu nennen sollte man aber lieber zu den schweren Modellen im roten Koffer oder vergleichbarem greifen, ähnliches sind unsere TC-Modelle.

 

 

Unterschied der PSE und der TC-Baureihe

Der Aufbau der großen TC-Baureihen ist vergleichbar mit den Wägezellen aus der PSE, nur das diese nochmals für eine deutlich höhere Belastung ausgelegt sind.
Von links nach rechts, je eine 
Wägezelle einer:
TC-K in der 100kg-Version, PSB in der 150kg-Version, kleinen Feinwaage die sich auf das Bild gemogelt hat und einer PSE, erneut in der 100kg-Version.