Anlenkung einer DMS-Wägezelle

[Joe L. (joelisa)]

Hallo!

Für den Bau einer Waage bräuchte ich noch einen Tip. Geeignete Wägezelle 
(ein Biegestab mit 4 DMS) ist vorhanden, Auswertung mit HX711 und Atmel 
laufen. Wo es noch klemmt, ist der mechanische Aufbau ...

Der Biegestab ist einseitig eingespannt, auf der freien Seite soll über 
eine Waagschale die zu messende Probe aufgelegt werden.

Meine Frage nun: Wie bekomme ich es hin, dass die Position der Probe in 
der Waagschale den Messwert nicht beeinflusst?

Nach meinem Verständnis führt nicht dir Gewichtskraft der Probe, sondern 
das resultierende Drehmoment (also Gewichtskraft * Hebelarm) zur 
Verbiegung der Wägezelle und damit zum Messwert.

Nun habe ich bei gekauften Waagen mehrfach gesehen, dass die Waagschale 
/ Krafteinleitung nicht direkt am Ende des Biegebalkens angebracht ist, 
sondern starr über ein Z-förmiges Teil (siehe Anhang) bis etwa (exakt ?) 
zur Mitte des Biegebalkens zurückgeführt wird. Der Grund ist mir nicht 
klar, auch nicht, ob diese Maßnahme zur Lösung meines Problems führen 
würde.

Über zielführende Tipps würde ich mich freuen ...

Grüße
Joe

[Rufus Τ. F. (rufus)]

Joe L. schrieb:
> Nach meinem Verständnis führt nicht dir Gewichtskraft der Probe,

Sieh Dir nochmal genau an, wie so ein Ding aufgebaut ist.

Da sind i.d.R. vier DMS verbaut, nicht nur einer.

https://learn.sparkfun.com/tutorials/getting-started-with-load-cells

[Klaus (Gast)]

Joe L. schrieb:
> Meine Frage nun: Wie bekomme ich es hin, dass die Position der Probe in
> der Waagschale den Messwert nicht beeinflusst?

Solange deine Schale nur an einer Stelle mit dem Biegebalken und sonst 
mit nichts anderem verbunden ist, spielt die Position deiner Last in der 
Schale keine Rolle.

MfG Klaus

[Joe L. (joelisa)]

Hi Klaus,

ich ungläubger Benjamin, ich konnts nicht glauben...
Drum hab ich nun doch schnell einen Testaufbau (analog zur Skizze in der 
Ursprungsmail) gebastelt - und Tests gefahren.

1.jpg zeigt den Testaufbau ohne Probe. Mein Testprogramm wirft dazu aus:
average:  -0.019
average:  0.016
average:  0.019
average:  -0.009

Bei 2.jpg hab ich ein 1ct-Stück oberhalb der Mitte des Biegebalkens 
aufgelegt. Dazugehörige Messwerte:
average:  40.825
average:  40.837
average:  40.790
average:  40.819

Analog dazu 3.jpg, 1ct-Stück Nahe am Ende des Wägebalkens. Messwerte:
average:  40.730
average:  40.732
average:  40.746
average:  40.721
average:  40.742

Meiner Erstüberlegung nach hätten sich die Messwerte zwischen 2.jpg und 
3.jpg deutlich unterscheiden müssen. Dies ist nicht der Fall, also war 
meine Überlegung falsch.

Der verbleibende Unterschied zischen 2.jpg und 3.jpg ist auf 
Störeinflüsse zurückzuführen. Eine eben nochmals durchgeführte Messreihe 
zeigte Unterschiede erst in der 2. Nachkommastelle.

Jedenfalls herzlichen Dank für deine Unterstützung. Ganz offensichtlich 
habe ich mir unnötig Gedanken um ein nicht vorhandenes Problem gemacht.

Viele Grüße
Joe

[JensM (Gast)]

Zur Erläuterung:
Der Wiegebalken ist ein Paralellogramm. Die Drehpunkte sind die 
Schwachstellen an denen auch die DMS angebracht sind. Das Paralellogramm 
lenkt sich entsprechend der Kraft aus.

Für einen Wiegebalken ist dann vom Hersteller auch angegeben wie groß 
die Wägefläche sein darf. Ein Balken für 150kg mit 200mm×50mm×50mm hat 
dann schon mal eine Wiegefläche von 400mm×400mm.
Das Gewicht darf diese Fläche auch an einer Ecke belasten.

Die Bohrungen sehen manchmal etwas komisch aus. Das sind keine schlecht 
gefertigten Teile sondern die Bohrungen wurden bearbeitet um der 
Eckenfehler zu beseitigen.
Gruß JensM