Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wägezellen parallel betreiben?


von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Guten Mittag,

für eine bessere mechanische Stabilität würde ich gerne statt einer 10kg 
Wägezelle zwei 5kg Wägezellen parallel betreiben (Beispiel so einer 
Wägezelle im angehängten Bild).

Kann ich die einfach parallelschalten oder müsste ich beide Kanäle des 
zB HX711 benutzen und das Gesamtgewicht irgendwie aus den 
einzel-Messungen beider Kanäle berechnen?

Viele Grüße,
Mampf

: Bearbeitet durch User
von Walter T. (nicolas)


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Wenn es kapazitive Wägezellen sind, sollte das gehen. Du handelst Dir 
allerdings einen ordentlichen Fehler durch die Streuung der Meßkapazität 
ein.

Bei DMS wäre Reihenschaltung möglich. Auch hier gibt es einen Messfehler 
aufgrund der Widerstandsstreuung. Aber noch größer wird das Problem, 
dass die Temperaturkompensation dann faktisch nicht mehr funktioniert.

Sprich: Ich würde ich es nicht machen.

Edit: Ich sehe gerade, der HX711 ist für DMS-Wägezellen. Ich würde es 
nicht machen.

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Einfaches Parallelschalten gibt völlig falsches Signal.
Jede Zelle separat auswerten, alle addieren, die Summe ist das 
Gesamtgewicht. Wird bei Personenwaagen auch so gemacht.

von Dieter (Gast)


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Nicht nur wenn die Last mehr als 5kG hat, muss diese aber vom 
Schwerpunkt symmetrisch in der Mitte liegen.

von Biggi A. (Gast)


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Kuck mal hier:
https://honey-pi.de/4x-half-bridge-waegezellen/

Wenn ich nicht ganz falsch liege (was aber durchaus sein kann), könnte 
das auch mit 2x full-bridge funktionieren.

lg Biggi

von Foto? (Gast)


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dabla?

von HAL9000 (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Einfaches Parallelschalten gibt völlig falsches Signal.
> Jede Zelle separat auswerten, alle addieren, die Summe ist das
> Gesamtgewicht. Wird bei Personenwaagen auch so gemacht.

Das ist doch totaler Quatsch. Wägezellen kann man parallelschalten.
Mit WZ von HBM geht das, das wird schon seit Urzeiten so gemacht.

von Dieter B. (debe)


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Wie HAL9000 schon schrieb ist das bei Waagen gängige Praxis. Die 
einzelnen Wägezellen müssen aber dann die gleiche Empfindlichkeit (mV/V) 
haben.

von Werner H. (werner45)


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...erklär mal bitte, wie das bei PARALLELschaltung der Zellen gehen 
soll.

von MaWin (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Wird bei Personenwaagen auch so gemacht.

Ähm, nein.

von Dieter B. (debe)


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Ein Bild sagt mehr als tausend Worte.
Hier ein Auszug aus einer Beschreibung von Hottinger Baldwin Messtechnik 
von 1983. Ich hoffe HBM hat nichts dagegen. Eine Genehmigung konnte ich 
heute am Sonntag nicht einholen.

von Dieter (Gast)


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Dieter B. schrieb:
> Auszug aus einer Beschreibung von Hottinger Baldwin Messtechnik

Dort steht:
"bei gleichmäßger Lastverteilung"

Dieter schrieb:
> Nicht nur wenn die Last mehr als 5kG hat, muss diese aber vom
> Schwerpunkt symmetrisch in der Mitte liegen.

von Keller (Gast)


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HX711 kostet fast nix

Nimm zwei , I2C .. und summiere !

von Andrew T. (marsufant)


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Mampf F. schrieb im Beitrag #692660
> Kann ich die einfach parallelschalten oder müsste ich beide Kanäle des
> zB HX711 benutzen und das Gesamtgewicht irgendwie aus den
> einzel-Messungen beider Kanäle berechnen?
> Viele Grüße,
> Mampf

Ja, wird bei Vollbrücken DMS schon seit 50 Jahren so gemacht. Geht ohne 
weiteres bei gleichen Typen.

Bedenke aber das die Belastung der Brücken Speisespannung entsprechend 
der Zahl der DMS größer wir... das muss deine Schaltung liefern können.

von Gabriel M. (gabse)


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Parallelschaltung funktioniert problemlos und wird bis hin zur LKW 
Brückenwaage mit teilweise >12 Wägezellen genau so gemacht. Man findet 
aber meist keine direkte Parallelschaltung, sondern es werden Trimmer in 
Serie geschaltet um Tolleranzen zwischen den einzelnen Zellen 
ausgleichen zu können. 
https://www.zemiceurope.com/media/Documentation/JBSS304_usermanual.pdf

Wägezellen mit fix verbauten DAC gibt es heutzutage aber auch vielfach. 
Das hat den Vorteil, dass die Kallibration direkt in der Zelle 
gespeichert werden kann, es zu weniger Störungen kommt, und und sich 
defekte Zellen leichter identifizieren lassen.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Vielen Dank für eure Antworten!

Der HX711 hat zwei Kanäle zum Messen - ich glaub ich versuch erstmal den 
saubereren Weg - je eine Wägezelle an einen Kanal.

Sollte eigentlich kein Hexenwerk sein, die beiden Wägezellen zu 
kalibrieren und auszuwerten, wenn diese mechanisch über eine stabile 
Alu-Platte miteinander verbunden sind 🤔

Danke nochmals!

von Dieter B. (debe)


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Bei der Parallelschaltung von Messzellen darf die Belastung einer 
einzelnen Zelle natürlich nicht über deren Nennlast hinausgehen.
Das wird während der Eichung bei eichpflichtigen Waagen 
(z.B.Straßenwaagen) durch eine Ecklastprüfung komntrolliert.
Der Prüfer (Chef des Eichamtes) war so pingelig und legte bei einer 10t- 
Waage ein 250g Gewicht auf die Ecken der Waage.

Die Messzellen werden bei HBM mit der bestellten Kabellänge auf 2mmV/V 
justiert. Alle Zellen haben gleiche Kabellänge und dürfen nicht gekürzt 
werden. Dei Anpassung erfolgte in den Klemmkästen der Zelle, die dann 
vergossen wurde. Es wurden allerdings keine Trimmer eingesetzt sondern 
immer Festwiderstände.

So war das vor 40 Jahren usus, wird sich aber sicherlich heute gerändert 
haben wie Gabriel M. schrieb.

von Harald A. (embedded)


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Mampf F. schrieb:
> Vielen Dank für eure Antworten!
>
> Der HX711 hat zwei Kanäle zum Messen - ich glaub ich versuch erstmal den
> saubereren Weg - je eine Wägezelle an einen Kanal.
>

HX711 hat an den beiden Kanälen unterschiedliche Verstärkungen. Daher 
eher schwierig. Darüber hinaus gibt es mit dem HX711 viele Probleme, die 
man eigentlich nur durch die Wahl eines besseren Bauteils beheben kann. 
Die Aufzählung der Probleme kannst Du Dir besser ergoogeln, das führt 
hier im Forum immer wieder zu massiven Grabenkämpfen.

Weiterhin ist Parallelschaltung von identischen Wägezellen tatsächlich 
der übliche und einfachere Weg. Durch einen Widerstand in der Versorgung 
der Brücke kann man Unterschiede in der Empfindlichkeit einfach 
ausgleichen: Die Speisespannung der empfindlichsten Zellen wird auf den 
Wert der unempfindlichsten Zelle angepasst —> Spannungsteiler. Je nach 
Widerstandswert der Brücken können diese Ausgleichswiderstände sehr 
klein im Wert werden.

von Werner H. (werner45)


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Danke für die Infos, Parallelschaltung hätte ich mich nicht getraut.

Da steht aber was von GLEICHMÄßIGER Lastverteilung, mit einer dicken 
Aluplatte geht das wohl nicht (Schwerpunktlage, Hebelgesetz).
Bei einer alten zerlegten elektrischen Personenwaage waren die 4 
Wägezellen auf je einen Eingang eines 4-fach-OpV geschaltet, die 
Versorgung natürlich parallel.

Bei Präzisionswaagen (Laborwaagen) wird alles auf eine einzelne 
Wägezelle gerichtet.

Beitrag #6929016 wurde vom Autor gelöscht.
von HAL9000 (Gast)


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Dieter B. schrieb:
> Der Prüfer (Chef des Eichamtes) war so pingelig und legte bei einer 10t-
> Waage ein 250g Gewicht auf die Ecken der Waage.

Wieviel d hatte denn die angebliche Waage?

von HAL9000 (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Bei Präzisionswaagen (Laborwaagen) wird alles auf eine einzelne
> Wägezelle gerichtet.

Präzisionswaagen aus dem Labor arbeiten üblicherweise nicht mit 
Wägezellen.

von Dieter B. (debe)


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HAL9000 schrieb:
> Wieviel d hatte denn die angebliche Waage?

Die Waage war schon etwas älter, vielleicht 2000d, mehr mit Sicherheit 
nicht.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Werner H. schrieb:

> Da steht aber was von GLEICHMÄßIGER Lastverteilung, mit einer dicken
> Aluplatte geht das wohl nicht (Schwerpunktlage, Hebelgesetz).

Für mein Sprachempfinden bezieht sich die gleichmäßige Lastverteilung 
auf die Aussage, dass die Gesamtlast der Anordung die Summe der 
einzelnen Nennlasten ist, was einem ja auch der gesunde Menschenverstand 
sagt. Man kann eine 5-kg-Zelle nicht mit 10 kg belasten auch wenn eine 
weitere 5-kg-Zelle parallelgeschaltet ist.

Grüßle,
Volker

von Harald A. (embedded)


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So sehe ich das auch, gleichmäßig heißt nicht exakte gleiche 
Krafteinleitung. Das wäre z.B. bei einer Fahrzeugwaage fast nie 
gegeben. Es funktioniert trotzdem und wird auch so praktiziert. Wie 
Volker sagt, die Auslegung muss natürlich passen.

von HAL9000 (Gast)


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Dieter B. schrieb:
> Die Waage war schon etwas älter, vielleicht 2000d, mehr mit Sicherheit
> nicht.

Da hasst Du wohl etwas "Missverstanden", 250g liegen bei 2000d unter dem
was die Waage anzeigen kann. Hat der Chef vom Eichamt vielleicht nur
sein Bier auf die Waage gestellt?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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So nebenbei - hab zwei HX711-Boards benutzt. Pro Wägezelle war eins 
dabei.

Funktioniert prima - auch mechanisch über eine dicke Platte gekoppelt 
war kalibrieren und messen überhaupt kein Problem :)

Wenn ich mein Referenzgewicht (1,5l Wasserflasche) auf verschiedenen 
Stellen der Platte stelle, messen beide HX711 etwas unterschiedliches, 
aber in der Summe hat es immer das richtige Gewicht - also genau so, wie 
es sein sollte :)

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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Kalibriere es und stelle es mal inkl. der HX711 für 1h nach draußen.

von Karl (Gast)


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Dieter B. schrieb:
> So war das vor 40 Jahren usus, wird sich aber sicherlich heute gerändert
> haben wie Gabriel M. schrieb.

Heute gibt es 6-Leitertechnik, womit sich das Problem der Kabellänge 
erübrigt.

von Karl (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Kalibriere es und stelle es mal inkl. der HX711 für 1h nach
> draußen.

Gescheite Wäggzellen sind temperaturkompensiert.Und der HX711 ist auch 
nicht so empfindlich.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Kalibriere es und stelle es mal inkl. der HX711 für 1h nach draußen.

Nicht nötig - wird nicht draußen verwendet.

von Andrew T. (marsufant)


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Mampf F. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Kalibriere es und stelle es mal inkl. der HX711 für 1h nach draußen.
>
> Nicht nötig - wird nicht draußen verwendet.

Harald will damit sagen:
Überprüfe die Temperatur-empfindlichkeit der Anordnung nach dem Abgleich 
bei 25 C.

Auch wenn Du da Teil nur "drinnen" verwendest sollte man (Minimum!!)
20...30 C bedenken und prüfen. Tut man das nicht, fällt man gewaltig auf 
die Fr...e.

"Heute nach draußen stellen" vereinfacht das Prüfen, die ca. 0 C bis -5 
C gibt es gerade auf natürliche Weise.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Andrew T. schrieb:
> "Heute nach draußen stellen" vereinfacht das Prüfen, die ca. 0 C bis -5
> C gibt es gerade auf natürliche Weise.

Hmm okay, ist ein Argument.

Ich kann ja mal kucken :)

von W.S. (Gast)


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HAL9000 schrieb:
> Das ist doch totaler Quatsch. Wägezellen kann man parallelschalten.

Ah ja. Wie du meinst. Als ich für meine Waage von Soehnle eine neue 
Elektronik hatte konzipieren müssen, fand ich, daß die dort verbauten 
DMS jeweils eine Meßbrücke waren.

Da war nix mit "parallelschalten".

Also tröte du nicht so laut daher, auch wenn dir selbst noch nie sowas 
vor Augen gekommen ist.

W.S.

von Harald A. (embedded)


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In allen gängigen Küchenwaagen, die mir bisher so untergekommen sind, 
waren Halbbrücken. Die kann man natürlich nicht einfach parallel 
schalten. Der TE sprach aber von „normalen“ Wiegestäben.

von Walter T. (nicolas)


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Harald A. schrieb:
> In allen gängigen Küchenwaagen, die mir bisher so untergekommen sind,
> waren Halbbrücken.

Das ist interessant. Alle Küchenwaagen, die ich bis jetzt geöffnet 
hatte, hatten einen kapazitiven Meßbalken. Reden wir von der gleichen 
Gewichtsklasse, 2 ... 2000 g ?

von Harald A. (embedded)


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Walter T. schrieb:

>
> Das ist interessant. Alle Küchenwaagen, die ich bis jetzt geöffnet
> hatte, hatten einen kapazitiven Meßbalken. Reden wir von der gleichen
> Gewichtsklasse, 2 ... 2000 g ?

Also jetzt hattest Du mich doch verunsichert, ob ich denn mit meiner 
Erinnerung so daneben liege. Also schnell die Aldi-Waage 2kg von 2009 
aufgeschraubt und Foto gemacht. Eine Zelle habe ich freigelegt, typische 
3-Draht Halbbrücke. Man sieht sogar noch die Sortierung, die der Chinese 
per Filzschreiber geschrieben hat.

: Bearbeitet durch User
von Walter T. (nicolas)


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Danke für das Foto! Dann gibt es offensichtlich mindestens zwei Designs. 
;-)

Besonders bemerkenswert finde ich, dass es vier Wägezellen gibt, also 
wahrscheinlich ein statisch unbestimmtes System vorliegt.

Ich muss nochmal schauen, ob ich die Teile meiner geöffneten Küchenwaage 
wiederfinde. Da gibt es einen Biegebalken mit einer ähnlichen Geometrie 
wie im Eröffnungsbeitrag, aber eben eine kapazitive Auslegung, d.h. es 
wird die Änderung des Platenabstands eines Plattenkondensators als 
Meßgröße verwendet.

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