Feinwaage

Welche Feinwaage benötigen Sie / Entscheidungshilfe beim Kauf
Grundsätzlich können Sie als Kunde immer die Berater von Hersteller PCE Instruments kontaktieren. Die Kollegen werden Ihnen gezielte Fragen zu Ihrer Applikation stellen und Ihnen die bestgeeigneten Produkte zur Lösung Ihre Messaufgabe vorschlagen. Folgend sehen Sie auch noch einige Hinweise, die Sie bei der Auswahl bzw. beim Kauf einer Feinwaage berücksichtigen sollten. Sollte eine Standard Feinwaage nicht zu Ihren Anforderungen passen können wir auch zusammen eine individuelle Lösung erarbeiten. Das betrifft sowohl eine angepasste Konstruktion sowie eine Softwareanpassung mit besonderen Funktionen.

Erläuterungen zum Begriff Feinwaage
Im Allgemeinen spricht man bei sehr hoch auflösenden und sehr genauen Waagen von einer Feinwaage oder Präzisionswaage, ohne dies genauer zu unterscheiden. Auch die Begriffe Apothekerwaage, Analysenwaage und Laborwaage werden häufig für solche Waagen verwendet. Im gesetzlich geregelten Messwesen wird die Bezeichnung Feinwaage für Waagen der Genauigkeitsklasse I verwendet. Eine Feinwaage ist nach der Richtlinie 2014/31/EU also eine Waage der höchsten Genauigkeitsklasse. In dieser Richtlinie sind vier Genauigkeitsklassen definiert, die sich durch den Eichwert, die Mindestlast und die Anzahl der Eichwerte unterscheiden. Zur Verdeutlichung hier die Tabelle mit den Einstufungskriterien:

In Anlehnung an Tabelle 1 aus dem Anhang 1 der Richtlinie 2014/31/EU

Eine Feinwaage kann nach dieser Tabelle denselben Eichwert wie eine Präzisionswaage aufweisen, hat dann aber eine höhere Mindestlast und in der Regel einen größeren Messbereich. Der Eichwert e gibt an, in welchen Anzeigeschritten geeichte bzw. eichfähige Waagen den Messwert anzeigen. Mit einem Eichwert von 0,001 Gramm zeigen beide Waagen also in den Abstufungen 2,011 g dann 2,012 g, 2,013 g und so weiter. Eine Feinwaage hat bei gleichem Eichwert durch ein höheres Maximalgewicht aber insgesamt deutlich mehr Anzeigewerte. Das Minimum der Anzahl der Eichwerte liegt bei einer Feinwaage bei 50.000!!! Daraus ergibt sich, dass die Feinwaage bei einem Eichwert von 0,001 g auf ein Maximalgewicht von mindestens 50 g und bei einem Eichwert von 0,1 g auf ein Maximalgewicht von mindestens 5.000 g ausgelegt ist. Eine geeichte Feinwaage darf oberhalb der Höchstlast maximal das 9-fache des Eichwertes anzeigen. Für eine Waage mit 200 g Höchstlast und Eichwert 0,001 g wäre der höchste ablesbare Messwert 200,009 g. Bei Belastung über diesen Wert hinaus darf anstelle des Messwertes nur eine Überlastanzeige erscheinen.

Sind Teilungswert d und Eichwert e nicht identisch, kann bei einer Feinwaage der Teilungswert als zusätzliche Stelle angezeigt werden. .Diese zusätzliche Stelle muss sich deutlich erkennbar von den anderen Anzeigewerten absetzen und wird Hilfsanzeigeeinrichtung genannt. Der Eichwert bei der Feinwaage mit Hilfsanzeigeeinrichtung ist immer eine Zehnerpotenz multipliziert mit 1, die Teilung kann entweder in Einer-, in Zweier- oder in Fünferschritten angelegt sein. Mindestlast und Maximallast begrenzen den Wiegebereich, in dem die Feinwaage in der festgelegten Genauigkeit arbeitet. Unterhalb der Mindestlast und oberhalb der Maximallast können Messabweichungen auftreten, die außerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Bei Belastungen oberhalb der Maximallast besteht zudem die Gefahr, dass die Messzelle irreparabel zerstört wird.

Die Feinwaage erfordert wegen der großen Anzahl an Teilungen des Messbereichs eine aufwendigere Bauart der Wiegezellen. Diese elektromagnetischen Kraftkompensationszellen sind nicht nur in Bezug auf die Messung des Gewichts bzw. der Masse empfindlicher, sondern reagieren auch stärker auf schwankende Umgebungsbedingungen. Deshalb sollte eine Feinwaage stets an einem Ort aufgestellt werden, an dem möglichst stabile Temperatur- und Luftfeuchtebedingungen herrschen und keine Erschütterungen auftreten. Außerdem ist darauf zu achten, dass die Wiegung nicht durch Luftbewegungen, starke Sonneneinstrahlung oder den Einfluss elektromagnetischer Felder anderer Geräte beeinflusst wird. Meist gehört zur Feinwaage ein fest installierter Windschutz, der den Raum oberhalb der Wiegeplattform allseitig abschirmt. Dieser Windschutz wird zum Aufbringen des Wiegegutes geöffnet und für den Wiegevorgang wieder geschlossen. Damit wird der Einfluss von Luftbewegungen und Luftfeuchteänderungen auf das Wiegeergebnis minimiert.

Externe oder interne Justage bei der Feinwaage Nach Änderungen des Raumklimas und bei Beginn neuer Messreihen sollte die Feinwaage justiert werden. Beim Justagevorgang wird die Waage bei Abweichungen vom Sollwert wieder auf diesen eingestellt. Dabei unterscheidet man zwischen externer und internen Justagefunktion. Bei der externen Justage muss der Nutzer ein passendes Prüfgewicht auf die Wiegeplattform setzen und den Wert bestätigen. Der genaue Ablauf des Justagevorgangs und die Masse und Genauigkeit des Prüfgewichts sind in der jeweiligen Bedienungsanleitung der Waage beschrieben. Eine Feinwaage ist meist mit der internen Justagefunktion ausgerüstet. Bei dieser ist das Vergleichsgewicht bereits mit im Waagengehäuse verbaut. Die interne Justage läuft automatisch beim Selbsttest nach Einschalten der Waage, bei vorgegebenen Temperaturänderungen und nach Ablauf einer voreingestellten Zeitspanne.

Welche Anforderungen soll Ihre Feinwaage erfüllen? Grundsätzlich können Sie als Kunde immer die technische Beratungs-Hotline von Hersteller PCE Instruments anrufen 02903 - 976 99 - 8901. Die Kollegen werden Ihnen gezielte Fragen zu Ihrer Applikation stellen und Ihnen die geeignete Produkte zur Lösung Ihre Messaufgabe vorschlagen. Im Folgenden gehen wir auf die wichtigsten Kriterien ein, die bei der Auswahl einer Feinwaage zu berücksichtigen sind, die Sie als Entscheidungshilfe vor dem Kauf nutzen können. Sollte keine Feinwaage aus dem Standard Lieferprogramm zu Ihren speziellen Anforderungen passen, können wir gemeinsam mit Ihnen eine individuelle Lösung erarbeiten. Diese Lösung kann zum Beispiel in einer individuellen Anpassung der baulichen Ausstattung bestehen oder eine Softwareanpassung mit besonderen Funktionen beinhalten.

Kriterien bei der Auswahl der Feinwaage:

- Ist der Wiegevorgang eichpflichtig? (Gesetzvorgabe)

- Wie schwer ist das schwerste Wiegegut welches gewogen werden soll? (Max.)

- Wie leicht ist das leichteste Wiegegut welches gewogen werden soll? (Min.)

- Welche Genauigkeit wird angestrebt? (Auflösung / Wiederholbarkeit / Genauigkeit)

- Wie groß ist das Wiegegut? (Plattformgröße)

- Was ist das Ziel der Wiegung? (Funktionen)

- Sollen die Wiegedaten nach der Wiegung weiter verarbeitet werden? (Schnittstellen)

- Welche Preisgrenze liegt vor?

Ist der Wiegevorgang eichpflichtig? (Gesetzvorgabe)
Oft werden wir als Hersteller mit dem Wunsch des Kunden nach einer geeichten Waage konfrontiert. Dieser Kundewunsch beruht auf der Vorstellung dass eine geeichte Feinwaage genauer ist wie eine nicht geeichte Feinwaage. Dieser Fehlgedanke führt dann nicht selten zu einer teureren Feinwaage die dann auch noch ggf. eine schlechtere Auflösung hat sowie in den Funktionen eingeschränkter ist wie eine nicht geeichte Feinwaage. Deshalb erwähnen wir bewusst die Klärung nach der Gesetzvorgabe beim Einsatz der Feinwaage. Eine geeichte Feinwaage ist gesetzlich immer dort vorgeschrieben wo ein Verbraucher geschädigt werden könnte. Das betrifft z.B. den Einsatz der Feinwaagen in der Apotheke, beim Arzt sowie im Handel. Wenn Sie sich nicht sicher sind können Sie gerne mit dem Eichamt in Ihrer Nähe in Kontakt kommen um die Eichpflicht sowie ggf. sofort auch die Eichklasse und den Eichwert der Feinwaage zu besprechen. Wenn Sie nach der Rücksprache mit Ihrem Eichamt feststellen, dass Sie keine geeichte Feinwaage benötigen, jedoch die Sicherheit haben wollen, dass Ihre Feinwaage genau wiegt, dann empfehlen wie Ihnen ein Kalibrierzertifikat vom Hersteller zu der Feinwaage zu bestellen. Ein Kalibrierzertifikat ist ein Dokument mit einem SOLL / IST Vergleich Ihrer Waage. Aus diesem Dokument „Kalibrierzertifikat“ können Sie dann die Messabweichungen, den Linearitätsfehler, Wiederholbarkeit sowie den Messfehler der außermittigen Belastung ersehen. Dieses Dokument ist in der Richtung aussagekräftiger wie eine Eichung bzw. ein Eichzertifikat. Denn ein Eichzertifikat ist nur die Bestätigung ob die geprüft Feinwaage die erforderten Fehlergrenzen einhält oder nicht.

Wie schwer ist das schwerste Wiegegut welches gewogen werden soll? (Max.)
Wie leicht ist das leichteste Wiegegut welches gewogen werden soll? (Min.)
Nachdem die gesetzliche Seite geklärt ist, wissen wir nun in welchen Rahmen wir uns bewegen können was die Maximallast und die Auflösung der Feinwaage angeht. Dazu sollte der Nutzer wissen welche Wiegegüter mit der Feinwaage verwogen werden sollen und mit welcher Maximallast da zu rechnen ist. Zu berücksichtigen ist dabei, dass je höher die Maximallast der Feinwaage ist, desto schlechter ist die Auflösung und die damit verbundene Messgenauigkeit der Feinwaage. Es gibt selbstverständliche auch die Möglichkeit beim Hersteller bessere Zellen zu verbauen, dann bewegt man sich aber in einer anderen Preisklasse.

Welche Genauigkeit wird angestrebt? (Auflösung / Wiederholbarkeit / Genauigkeit)
Wie schon oben beschrieben sollte nicht nur die Maximallast sondern auch die erforderte Messgenauigkeit bekannt sein. Je nach Priorität können ggf. bei der einen oder anderen Anforderung der Feinwaage Abstriche gemacht werden. Zu berücksichtigen ist jedoch, dass oft bei den Feinwaagen von der Auflösung und nicht von der Messgenauigkeit gesprochen wird. Das sind zwei unterschiedliche Begriffe und müssen getrennt betrachtet werden. Wenn die Messgenauigkeit nicht gesondert aufgeführt wird, ist die Faustformel bei Feinwaagen, dass die Messunsicherheit ca. das 3- bis 4-Fache der Auflösung beträgt. Will der Nutzer auf jeden Fall sicher sein sollte er bei den Feinwaagen einen Puffer „Faktor 10“ einplanen. Beispiel: Hat eine Feinwaage die Auflösung 0,1 g so ist von einer Messunsicherheit von ca. ±0,3 g … ±0,4 g auszugehen (wenn nichts anderes vom Hersteller beschrieben). Möchte der Nutzer aber unbedingt die Messgenauigkeit von 0,1 g haben, dann sollte er eine Feinwaage mit der Auflösung von 0,01 g suchen (Faktor 10). Die Messunsicherheit sowie Wiederholbarkeit der Feinwaage kann mit einem optionalen Kalibrierschein sehr gut nachvollzogen werden. Je nach Einsatz macht es auch Sinn einen eigenen Gewichtssatz zu haben um die Feinwaage zu prüfen und ggf. nach zu justieren. Den je nach Aufgabenbereich kann die Feinwaage mit der Zeit abdriften und den Messfehler erhöhen.

Wie groß ist das Wiegegut? (Plattformgröße)
Die angegebenen Spezifikationen (Maximallast / Messgenauigkeit) betrifft immer innerhalb der von der Feinwaage vorgegebene Plattformgröße. Die Konstruktion sichert die ideale Krafteinleitung in die Messzelle der Feinwaage. Liegt die Last außerhalb der Plattformmitte, kommt es zur Hebelwirkung. Die Zellen der Feinwaage können diese Hebelwirkung bis zu einem gewissen Grad ausgleichen, der sich jedoch nur innerhalb der Plattformgröße bewegt. Sind die zu verwiegenden Teile größer als die Plattformgröße der Feinwaage, so ist die Last mit der Schwerpunktmitte zur Plattformmitte vorsichtig zu platzieren. Deshalb sollte die Plattformgröße bzw. die Krafteinleitung für die zu verwiegenden Teile berücksichtigt werden. Je genauer die Feinwaage ist, desto kleiner ist auch die Plattformgröße. Dann besteht ggf. noch die Möglichkeit, eine Feinwaage mit einer Unterflurwiegefunktion zu nutzen, wobei die Feinwaage auf der Unterseite einen Haken besitzt, der das Anhängen der Last ermöglicht. Bei hängenden Lasten ist die Krafteinleitung auf die Zelle ideal.

Was ist das Ziel der Wiegung? (Funktionen)
Diese Frage kann eigentlich nur von dem Anwender beantwortet werden. Oft stellen wir als Hersteller diese Frage der anfragenden Person, die aus dem Einkauf kommt, aber nichts mit der Anwendung zu tun hat. Dieser Sachverhalt führt dann zu einer Waagenauswahl, die aus einkaufstechnischen Aspekten vielleicht die beste Wahl ist, jedoch unter Umständen für den Anwender nicht die richtige Lösung darstellt. Ein kleiner Überblick über die Funktionalitäten einer Feinwaage: Stückzählfunktion, Summierfunktion, Rezepturfunktion, Produktdatenbank, Mehrfachtara, Dichtemessung, Flächengewichtsmessung, Druckeranschluss, Scanneranschluss, Analogausgang, USB Schnittstelle, LAN Anschluss, Kundendisplay usw. Für manchen Anwender ist die Funktion der Stückzählung das wichtigste, damit er eine Inventur schnell durchführen kann. Hier ist dann z.B. eine Feinwaage mit einer internen Datenbank interessant, bei der die Stückgewichte der verschiedenen Produkte im Speicher hinterlegt werden können und die Ergebnisse der Zählung auf einen USB Stick übertragen werden können. Ein anderer Nutzer möchte aber die Stückzählung-Funktion der Feinwaage dazu nutzen, um die Vollständigkeit seiner Produkte zu überprüfen. Dazu soll dann nach der Zählung eine Ampel angesteuert werden, die dem Anwender in Form von Farben (ROT / GRÜN / GELB) das gewünschte Ergebnis anzeigt. Beide Benutzer möchten die Zählfunktion der Feinwaage nutzen nur beide in einer anderen Anwendung bzw. mit einem anderen Ziel. Nicht jede Feinwaage mit einer Stückzählfunktion kann diese Anforderungen erfüllen, deshalb sollte das Ziel der Wiegung durch den Anwender klar definiert werden und erst dann nach diesen Kriterien die Feinwaage ausgesucht werden.

Sollen die Wiegedaten nach der Wiegung weiterverarbeitet werden? (Schnittstellen)
Diese Frage kann mit der Definition des Ziels zum Teil beantwortet werden. Ist die Anforderung zum jetzigen Zeitpunkt nicht klar, so sollte in die Zukunft gedacht werden und die Feinwaage mit einer Schnittstelle ausgerüstet werden. Dabei bieten sich Möglichkeiten wie z.B. Analogausgänge, USB Schnittstellen, LAN Schnittstellen, Schaltkontakte sowie die Speicherung der Daten auf einem USB Stick. Diese zusätzlichen Schnittstellen können bei der Fertigung der Feinwaage im Werk leicht und somit kostengünstig eingebaut werden. Ein nachträglicher Einbau ist dann bei den Feinwaagen meistens nicht wirtschaftlich.

Welche Preisgrenze liegt vor?
Die letzte aber nicht zu vergessene Frage ist die Klärung der Preisgrenze. Nachdem die anderen Fragen und Anforderungen des Nutzers an die Feinwaage geklärt sind kommen ggf. mehrere Feinwaagen in Frage. Hier kann dann die Auswahl der Feinwaagen nach der Funktionalität, Hersteller oder nach dem Preis selektiert werden. Wie schon oben beschrieben, werden die Anfragen für die Feinwaagen oft durch den Einkäufer getätigt. Welche Ziele die Einkaufsabteilung verfolgt, steht außer Frage. Dabei sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die passende Feinwaage den Arbeitsprozess vereinfachen, beschleunigen und sicherer bzw. besserer gestalten soll. Da lohnst es sich ggf. nicht immer die günstigste Feinwaage zu wählen.

Von einer Feinwaage spricht man bei einer Waage mit einer Auflösung von 0,1 g oder besser. Oben finden Sie aber auch Informationen über die Feinwaage mit einer Auflösung bis zu 0,01 mg. Diese wird häufig zur Analyse im Labor und zur Qualitätskontrolle eingesetzt. Meistens findet eine Feinwaage ihren Einsatz in Hochschulen, Universitäten, QS-Laboren,... und überall dort wo hochgenau gewogen werden muss. Wenn die Feinwaage eine Auflösung von 0,01 g hat empfiehlt sich der Einsatz eines Windschutzes. Denn bereits Atemluft kann das Wägeergebnis der Feinwaage mit dieser Auflösung beeinträchtigen. Sollten Sie in Ihrem Betrieb die Waage an einem Ort mit erhöhten Schwingungen (z.B. hervorgerufen durch eine Produktionsmaschine, die die starke Vibrationen in das jeweilige Fundament der Gebäude einleitet) aufstellen wollen, sollte die Waage auf einem Anti-Vibrationstisch aufgestellt werden. Dieser Vibrationstisch bestehend aus massivem Granit und Luftpolstern verhindert Schwingungen wirkungsvoll. Alle Waagen sind kalibrierfähig nach DIN ISO. Einige Modelle sind zusätzlich eichfähig. Zur Einhaltung der DIN9000 (Qualitätssicherung) kann eine ISO-Laborkalibrierung (Zertifizierung mit Schein) oder eine Eichung der Feinwaage durchgeführt werden. Dies kann bei der PCE erfolgen (Eichung nur Kl. I + III / Klasse II kann nur vor Ort gemacht werden). All unsere Feinwaagen sind aber auch DAkkS-fähig. D.h. eine Kalibrierung nach DAkkS kann von jedem akkreditierten Labor in Ihrer Nähe erledigt werden.