Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laborwaagen: gewohnt präzise mit einfacherer Technik

16.04.2010
PTB-Wägezelle macht ein bekanntes Prinzip auch für Präzisionswägungen verfügbar

Es ist ein Aufstieg in die nächste Liga: Wägezellen, die in vielen Alltags-Waagen die Aufgabe haben, die Masse zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln, können jetzt, in etwas anderer Form hergestellt, deutlich genauer messen.

Damit sind sie auch für Laborwaagen geeignet, die somit in Zukunft mit größeren Nennlastbereichen hergestellt werden könnten. 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 gewissermaßen auf seinen Sprung in die industrielle Produktion.

Waagen gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Messgeräten. In Deutschland liegt der Umsatz der Wägetechnik bei ca. 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.

Zur Bewertung des Einsatzbereiches der neuen Wägezellen wurden die Messdaten in Anlehnung an die internationale OIML-Empfehlung R 60 zur Prüfung von Wägezellen für eichpflichtige Anwendungen ausgewertet. 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.

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Sascha Mäuselein, PTB-Arbeitsgruppe 1.12 Waagen, Tel.: (0531) 592-1189, E-Mail: sascha.maeuselein@ptb.de
Wissenschaftliche Veröffentlichungen dazu:
Mäuselein, S.; Mack, O.; Schwartz, R.: Investigations into the use of single-crystalline silicon as mechanical spring in load cells. Measurement, vol. 42, nº. 6, pp. 871-877, 2009
Mäuselein, S.; Mack, O.; Schwartz, R.; Jäger, G.: Investigations of new silicon load cells with thin-film strain gauges. XIX IMEKO World Congress: Fundamental and Applied Metrology. Lisbon, September 06-11, 2009. Proceedings (2009).

http://www.imeko.org/publications/wc-2009/IMEKO-WC-2009-TC3-374.pdf

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/
http://www.imeko.org/publications/wc-2009/IMEKO-WC-2009-TC3-374.pdf

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ultra-sensitiv dank quantenmechanischer Verschränkung
28.06.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive