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Waage Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Weitere Bedeutungen sind unter Begriffsklärung aufgeführt Eine ist ein Me

Waage

Eine Waage ist ein Messgerät zur Bestimmung einer Masse.

Balkenwaage (1850)
Briefwaage
Postwaage (ca. 1971)

Die Messung der Masse eines Körpers erfolgt üblicherweise über dessen Gewichtskraft: Die Gewichtskraft wird entweder direkt bestimmt, wie etwa mit einer Federwaage, oder sie wird mit der Gewichtskraft einer bekannten Masse verglichen, wie bei einer Balkenwaage. Bei Waagen der ersten Art geht die Schwerebeschleunigung, die lokal unterschiedlich ist, in die Messung ein. Bei Waagen der zweiten Art ist die Schwerebeschleunigung für beide verglichenen Massen dieselbe und beeinflusst das Messergebnis deshalb nicht. Bei beiden Arten wirkt ein durch die umgebende Luft verursachter statischen Auftrieb auf den oder die Körper und auf Teile der Waage. Je nach der benötigten Genauigkeit wird dies vernachlässigt oder durch geeignete Korrektionen berücksichtigt.

Zusammenhang von Masse und Gewichtskraft

Gewichtsstück

Es gilt der Zusammenhang

In dieser vereinfachten Gleichung sind vernachlässigt (was je nach geforderter Genauigkeit zulässig ist):

Eigenschaften

Waagen können mit folgenden Eigenschaften charakterisiert werden:

Geschichte

Römische Waage mit zwei Bronze-Gewichten, 50–200 A.D.,Gallo-Römisches Museum, Tongeren (B)Belgien
Alte Erzwaage in Olbernhau-Grünthal
Zeigerschnellwaage

Ein Waagebalken aus dem 5. Jahrtausend v. Chr. wurde in einem prähistorischen Grab in Ägypten entdeckt. Früheste ägyptische Abbildungen einfacher Balkenwaagen stammen aus der Zeit um 2000 v. Chr. Die Aufhängung des Waagebalkens bestand aus einem Seil, an seinen äußeren Enden hingen die Waagschalen. Um 500 v. Chr. verbesserten Etrusker die Genauigkeit der Balkenwaage. Die Römer kannten auch ungleicharmige Waagen, der längere Arm trug ein verschiebbares Wägestück sowie eine Strichmarkierung. In der Renaissance kamen in alchimistischen Labors hochempfindliche Analysewaagen zum Einsatz.

1669 erfand der Franzose Gilles Personne de Roberval die Tafelwaage. Sie hatte den Vorteil, dass die Position der zu wägenden Last auf den Waagschalen das Ergebnis nicht beeinflusste. 1763 baute der schwäbische Pfarrer Philipp Matthäus Hahn eine Neigungswaage mit direkter Gewichtsanzeige. Dezimal- und Küchenwaagen entstanden in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Um 1850 wurden Versuche unternommen, das Wägeergebnis automatisch zu drucken. 1895 kamen in den USA Waagen mit gleichzeitiger Preisanzeige auf (preisrechnende Waagen). 1939 leiteten zwei amerikanische Ingenieure mit der Nutzung elektrischer Widerstandsänderungen das Zeitalter der elektronischen Waagen ein.

Wägeprinzipien

Bei den Waagen unterscheidet man die oben genannten beiden Grundprinzipien, Gewichtskraftmessung und Massenvergleich.

Wägen durch Messung der Gewichtskraft

Bei der einfachsten Form der Federwaage wird das Wägeobjekt an eine Schraubenfeder gehängt und die Verlängerung gemessen. Anhand der Federkonstante wird dadurch die Gewichtskraft ermittelt und mit der entsprechenden Skala auf die Masse abgebildet. Verwandte Messprinzipien basieren ebenfalls auf Verformungsmessung, beispielsweise mit Membranen, Kraftsensoren, Kraftmessdosen, Piezoeffekt oder Ringtorsion.

Es gibt Federwaagen und Kraftmesser für verschiedene Messbereiche. Beispiele:

  • eine einfache Federwaage wird volkstümlich auch „Lumpenwaage“ genannt
  • höherwertige Federwaagen in runder Bauform mit Zeiger (Zeigerschnellwaage)
  • Haushaltswaage, ein Hand-/Tischgerät bis etwa 10 kg
  • Küchenwaage und Babywaage, bis 5 oder 10 kg
  • Personenwaage für das Körpergewicht (meist bis 130 oder 150 kg, Genauigkeit 0,1 bis 3 kg).
  • Standgeräte für industrielle Zwecke oder im Handel (Wägebereich/Skalenteilung meist 25 kg/50 g, 50 kg/100 g oder 100 kg/200 g, Genauigkeit 0,1–0,2 %).
  • Membranwaagen und Barometer
  • Mikrowaagen und Präzisions-Federwaagen für Labore, den Physikunterricht etc., Genauigkeiten 0,1–0,5 %.

Wägen durch Massenvergleich

Zweischalige Tafelwaage zum Massenvergleich
Schnellwaage aus Aluminium in China. Der Anwender kann auf zweierlei Weise die Hebelwirkung verändern: erstens durch Verschieben des Referenzgewichts (rechts im Bild), zweitens durch die Wahl des Halterings (links im Bild).
Dezimalwaage: Das Wägegut wird auf der Plattform (links) abgestellt. Sein Gewicht wird teilweise auf den Boden abgetragen und teilweise – an zwei Aufhängepunkten – auf den Hebelarm übertragen.

Die Masse eines Körpers wird durch den Vergleich mit Standardgewichten bestimmt. Auch diese Waagen arbeiten mit der Gravitation, müssen jedoch nicht auf die unterschiedlichen örtlichen Bedingungen eingestellt werden und könnten daher auch auf anderen Himmelskörpern, wie zum Beispiel dem Mond verwendet werden. Referenzgewichte sind zwischen 1 mg und 5 t normiert.

  • Eine Balkenwaage misst die Balance zweier durch die Gewichte von Wägegut und Eichgewicht erzeugten Drehmomente. Im einfachsten Fall ist es ein im Drehpunkt gelagerter Waagebalken, an dessen Enden zwei Waagschalen im selben Abstand vom Drehpunkt aufgehängt sind. Eine früher in vielen Haushalten und Küchen anzutreffende Variante der Balkenwaage ist die Tafelwaage (Roberval-Waage), bei der die Waagschalen an einem Hebel-Parallelogramm befestigt sind und sich oberhalb des Waagebalkens befinden.
  • Eine Schnellwaage, auch Laufmassenwaage oder Laufgewichtswaage, früher auch Besemer genannt, besteht aus einem Stab, der beim Wägevorgang in zwei ungleiche Hebelarme aufgeteilt wird. Am einen Hebelarm befindet sich das Ausgleichsgewicht, am anderen ein Haken zum Aufhängen des Wägegutes. Das Verhältnis der Hebelarme kann mit einer Zunge und Handhabe verschoben werden, bis bei angehängtem Wägegut Gleichgewicht eintritt. Schnellwaagen wurden bereits in vorchristlicher Zeit von Griechen, Römern und Chinesen verwendet. An dem Stab kann sich eine Skala befinden.
  • Eine Dezimalwaage ist für größere Lasten geeignet. Sie arbeitet ebenfalls nach dem Prinzip des zweiseitigen Hebels und ist so konstruiert, dass zum Beispiel eine zu wägende Masse von 100 kg mit einem Referenzgewicht von 10 kg aufgewogen wird.
  • Eine Neigungswaage misst die Auslenkung eines festen Gewichts an einem Hebelarm. Dieses Prinzip wird bei vielen Briefwaagen verwendet.
  • Massenvergleiche können auch auf ein-schaligen Waagen (oder auf zweischaligen Waagen, bei denen eine Schale mit einem Gegengewicht belegt bleibt) mit Hilfe einer geeigneten Prozedur (Substitutionswägen, Borda-Substitution. ) durchgeführt werden. Dies ist das übliche Verfahren für Massenvergleiche auf Massekomparatoren zur Kalibrierung von Gewichtstücken. Dieses Verfahren erzeugt die höchsten Wäge-Genauigkeiten und kann auf mechanischen und elektronischen Waagen angewendet werden.

Elektronische und elektromechanische Waagen

Mechanische Geräte werden zunehmend durch elektronische Waagen ersetzt. Elektronische Analysenwaagen messen im Bereich von einigen hundert Gramm (typischerweise 200 – 300 g) mit einer Ablesbarkeit bis etwa 0,1 mg, was einer Auflösung von 106 entspricht.

Funktionsweise

Messung einer Verformung

Manche elektrische Waagen wandeln oft ebenso wie Federwaagen die Gewichtskraft mit einem elastischen Element (Feder bzw. einen Biegebalken) in eine Verformung bzw. einen Weg um. Gegenüber mechanischen Waagen ist der Weg bzw. die Dehnung jedoch kleiner. Die Dehnung wird mit einem Dehnungsmessstreifen gemessen. Entsprechende Baueinheiten sind Wägezellen.

Die Lageabweichung des elastischen Elementes kann auch über eine Kapazitätsänderung erfasst werden (Änderung des Plattenabstandes eines Kondensators).

Elektromagnetische Kraftkompensation

Genauere Waagen arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation. Dabei wird durch eine Spule in einem Permanentmagnetfeld eine Gegenkraft erzeugt, welche der Last der zu messenden Probe auf der Waagschale entspricht. Mit dieser Gegenkraft wird das Gleichgewicht gehalten. Dies wird durch einen Lagesensor und einen Regelverstärker bewerkstelligt. Über ein Hebelsystem kann eine kleinere Gegenkraft eine größere Kraft auf der Waagschale im Gleichgewicht halten. Der kraftproportionale Spulenstrom wird gemessen und, umgerechnet in Masse, angezeigt. Bei diesem Prinzip entsteht keine Verformung, was zu einer höheren Genauigkeit gegenüber verformenden Prinzipien führt.

Elektromechanische Waagen für Industrie und Transport

Straßenbrückenwaage
Gleisbrückenwaage
Elektronische Tisch- und Zählwaage (Max.: 5000 g, d: 1 g)

Bekannt sind unter anderem Plattform- und Fahrzeugwaagen, Wägebrücken (Brückenwaage) mit mehreren Messdosen und Messterminal, Straßenbrückenwaagen, Gleisbrückenwaagen für Eisenbahnwagen, Statische / Dynamische Achslastwaagen, Kranwaagen, Palettenwaagen (z. B. 10 bis 1500 kg ± 0,5 kg) oder Wägeterminals mit Abfüllsteuerung (siehe: Abfüllwaage).

Zählwaagen

Zählwaagen bestimmen das Verhältnis des Gewichts einer Stückmenge zu einem einzelnen dieser Stücke (Zählmaß). Dazu werden ein oder (bei großen zu zählenden Stückzahlen) mehrere Stücke aufgelegt und so ein durchschnittliches Stückgewicht ermittelt. Übliche elektronische Waagen können diese Funktionalität in Form einer Software in ihrem Bedienumfang enthalten.

Zählwaagen werden auch als Inventurwaagen eingesetzt, um den mengenmäßigen Lagerbestand an Komponenten und Materialien während einer Inventur zu erfassen.

Zählwägesysteme oder auch Zählwaagen-Verbundsysteme genannt, bestehen jeweils aus einer feinen Referenzwaage und einer (deutlich) größeren Mengenwaage. Hiermit ist es möglich, Materialien mit kleinem Gewicht auch in großer Menge relativ genau zu zählen. Die Zählgenauigkeit hängt von den Eigenschaften der beiden Waagen und von den Eigenschaften der gezählten Teile ab. Mit solchen Zählwägesystemen ist es z. B. möglich, kleine Metallteile im Gramm-Bereich in schweren Gitterboxen zu zählen.

Besondere Waagen für Technik und Physik

Arten von Waagen

Laufgewichtswaage für den Haushalt, um 1935
Apothekerwaage älterer Bauart, Wägebereich 0,1 g bis 1 kg
Geldwaage eines deutschen Handelsunternehmens

Nach Anwendung

Für Personen und den Haushalt:

Gewerblich:

Medizinisch:

  • Bettwaage

Für Fahrzeuge:

Historisch:

Nach Bauart

Nach Genauigkeit

Präzisionswaagen erreichen Genauigkeiten bis 0,01 %. Einteilung nach Genauigkeit:

  • Mikrowaage, z. B. mit einem Ziffernschritt von 1 µg
  • Analysenwaage, z. B. mit einem Ziffernschritt von 0,1 mg
  • Feinwaage, mit einem Ziffernschritt von 1 mg bis 100 mg
  • Handelswaage
  • Grobwaage

Wortgeschichte

Etymologie und Schreibweise

Das Wort Waage (ahd. wāga, mhd. wāge) ist verwandt mit dem Verb bewegen. Beide Wörter gehen auf eine indogermanische Wurzel zurück, die „bewegen“ bedeutet. Eine Waage ist im ursprünglichen Wortsinn ein sich bewegender, schwingender Gegenstand. Das Verb wagen (mhd. wāgen) mit der Bedeutung „sich trauen, etwas riskieren“ ist eine Ableitung aus mhd. wāge (= Waage) und bedeutet eigentlich „etwas auf die Waage legen“.

Im Jahre 1927 wurde die Schreibung zur besseren Unterscheidung zu Wagen von Wage auf Waage geändert.

Wägen und Wiegen

Die Verben wägen und wiegen bedeuten beide „das Gewicht bestimmen“, unterscheiden sich jedoch in der Wortgeschichte und im heutigen Wortgebrauch.

  • Das ältere Verb ist wägen (ahd. wegan, mhd. wegen). Ursprünglich hatte es die Bedeutung „(sich) bewegen“. Das Präfix-Verb bewegen ist aus dem alten Verb wegen abgeleitet und hat dessen ursprüngliche Bedeutung übernommen. Für die Bedeutung „das Gewicht bestimmen“ entstand im 16. Jahrhundert unter dem Einfluss von wage (= Waage) die Schreibweise wägen (anstelle von wegen). Aus der Bedeutung „das Gewicht bestimmen“ entwickelte sich die übertragene Bedeutung „prüfend überlegen“, „erwägen“.
  • Das Verb wiegen ist eine jüngere Variante von wägen. Es entstand im 16. Jahrhundert aus zwei gebeugten Wortformen von wägen: (du) wiegst und (er) wiegt.
  • Im Präteritum und Perfekt ist kein Unterschied auszumachen, beide Wörter haben wog, gewogen; wägte, gewägt kommt nur in der übertragenen Bedeutung vor.

Das Bestimmen des Gewichts wird heute in der Allgemeinsprache fast nur mit dem jüngeren Verb wiegen ausgedrückt. In der Fachsprache hat sich wägen jedoch gehalten. Darüber hinaus ist wägen in der Schweiz gebräuchlich.

Das im Präsens gleichlautende Verb wiegen (aber schwach: wiegte, gewiegt) mit der Bedeutung „sanft hin und her bewegen“ ist von Wiege abgeleitet. Die Wörter Wiege und Waage sind nicht direkt verwandt, wahrscheinlich gehen sie aber mit der gemeinsamen Grundbedeutung „sich bewegender Gegenstand“ auf dieselbe indogermanische Wortwurzel zurück.

Übertragener Wortgebrauch

Eine Verbreitung in der religiösen Ikonographie erfuhr das Gerät besonders im Bild der Seelenwaage.

Das Wort Waage ist auch in Bezeichnungen für einige technische Geräte enthalten, mit denen nicht das Gewicht bestimmt wird:

  • Mit einer Wasserwaage wird die horizontale oder vertikale Ausrichtung überprüft.
  • Die Setzwaage ist der historische Vorläufer der Wasserwaage. Mit einer Setzwaage kann nur die horizontale Ausrichtung überprüft werden.
  • Eine Senkwaage dient zur Bestimmung der Dichte oder des spezifischen Gewichts von Flüssigkeiten. Ein bekanntes Beispiel ist die Mostwaage (auch Oechsle-Waage genannt), mit der die Dichte von Traubenmost gemessen wird. Die Messung des spezifischen Gewichts (= Gewicht pro Volumen) ist nahezu dasselbe wie eine Gewichtsmessung, insofern kann eine Senkwaage tatsächlich als „Waage für Flüssigkeiten“ gelten.
  • Mit einer Drehwaage werden sehr kleine Kräfte gemessen, z. B. die Massenanziehung zwischen zwei Körpern.

Im allgemeinen Sprachgebrauch greifen einige Redewendungen auf das Bild der Waage zurück:

  • sich die Waage halten
  • jedes Wort auf die Goldwaage legen

Literatur

  • Heinrich Böll: Die Waage der Baleks
  • Karl Erich Haeberle: Zehntausend Jahre Waage. Aus der Entwicklungsgeschichte der Wägetechnik. Bizerba-Werke, Balingen 1967.
  • Hans R. Jenemann, Arno M. Basedow, Erich Robens: Die Entwicklung der Makro-Vakuumwaage. Wirtschaftsverlag NW u. a., Bremerhaven 1992, ISBN 3-89429-214-8, (PTB-Bericht - TWD 38).
  • Manfred Kochsiek (Hrsg.): Handbuch des Wägens. 2. bearbeitete und erweiterte Auflage. Vieweg, Braunschweig u. a. 1989, ISBN 3-528-18572-4.
  • Roland Nater, Arthur Reichmuth, Roman Schwartz, Michael Borys, Panagiotis Zervos: Wägelexikon: Leitfaden wägetechnischer Begriffe. Springer, Berlin/Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-75907-2.
  • Richard Vieweg: Aus der Kulturgeschichte der Waage. Bizerba-Werke, Balingen 1966.
  • Hans R. Jennemann: Über altägyptische Kleinwaagen und artverwandte Wägeinstrumente. In: Technikgeschichte, Bd. 62 (1995), H. 1, S. 1–26.
  • Stephan Weyhe: Wägetechnik im Labor: Technologie und Anwendung. Verlag moderne Industrie, Landsberg/Lech 1997, ISBN 3-478-93160-6.

Weblinks

Commons: Waagen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Waage – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Besemer in Meyers Konversations-Lexikon, 4. Auflage (1885–1892), retrobibliothek.de
  2. On the Science of Weighing and Measuring, and the Standards of Weight and Measure, https://www.nature.com/articles/009047a0 Nature 9, 47–49 (1873)
  3. Funktionsweise der elektromagnetischen Kraftkompensation, in Technologiedifferenzierung – die erfolgreiche Strategie der Sartorius AG, S. 11 (PDF; 1,1 MB)
  4. ↑ Duden online: Waage
  5. Duden online: wagen
  6. Bekanntmachung des Reichsministers des Innern vom 5. Juli 1927 (Reichsministerialblatt 1927, Nr. 29, S. 205); Duden 1929, faql.de
  7. ↑ Duden online: wägen
  8. ↑ Duden online: wiegen (zu Waage und wägen)
  9. Duden online: wiegen (zu Wiege)
  10. Duden online: Wiege
  11. Duden online: Goldwaage
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Veröffentlichungsdatum:
Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Weitere Bedeutungen sind unter Waage Begriffsklarung aufgefuhrt Eine Waage ist ein Messgerat zur Bestimmung einer Masse Balkenwaage 1850 BriefwaagePostwaage ca 1971 Die Messung der Masse eines Korpers erfolgt ublicherweise uber dessen Gewichtskraft Die Gewichtskraft wird entweder direkt bestimmt wie etwa mit einer Federwaage oder sie wird mit der Gewichtskraft einer bekannten Masse verglichen wie bei einer Balkenwaage Bei Waagen der ersten Art geht die Schwerebeschleunigung die lokal unterschiedlich ist in die Messung ein Bei Waagen der zweiten Art ist die Schwerebeschleunigung fur beide verglichenen Massen dieselbe und beeinflusst das Messergebnis deshalb nicht Bei beiden Arten wirkt ein durch die umgebende Luft verursachter statischen Auftrieb auf den oder die Korper und auf Teile der Waage Je nach der benotigten Genauigkeit wird dies vernachlassigt oder durch geeignete Korrektionen berucksichtigt Inhaltsverzeichnis 1 Zusammenhang von Masse und Gewichtskraft 2 Eigenschaften 3 Geschichte 4 Wageprinzipien 4 1 Wagen durch Messung der Gewichtskraft 4 2 Wagen durch Massenvergleich 5 Elektronische und elektromechanische Waagen 5 1 Funktionsweise 5 1 1 Messung einer Verformung 5 1 2 Elektromagnetische Kraftkompensation 5 2 Elektromechanische Waagen fur Industrie und Transport 5 3 Zahlwaagen 6 Besondere Waagen fur Technik und Physik 7 Arten von Waagen 7 1 Nach Anwendung 7 2 Nach Bauart 7 3 Nach Genauigkeit 8 Wortgeschichte 8 1 Etymologie und Schreibweise 8 2 Wagen und Wiegen 8 3 Ubertragener Wortgebrauch 9 Literatur 10 Weblinks 11 EinzelnachweiseZusammenhang von Masse und Gewichtskraft Bearbeiten GewichtsstuckEs gilt der Zusammenhang Masse in kg Gewichtskraft in N Schwerebeschleunigung in m s 2 displaystyle text Masse in kg frac text Gewichtskraft in N text Schwerebeschleunigung in frac mathrm m mathrm s 2 In dieser vereinfachten Gleichung sind vernachlassigt was je nach geforderter Genauigkeit zulassig ist Die unterschiedliche Schwerebeschleunigung an verschiedenen Punkten der Erdoberflache oder zu verschiedenen Zeiten der hydrostatische Auftrieb des Wageguts im umgebenden Medium meistens Luft magnetische Interaktionen von Wagegut von Komponenten der Waage oder von umgebenden Gegenstanden elektrostatische Interaktionen Eigenschaften BearbeitenWaagen konnen mit folgenden Eigenschaften charakterisiert werden Wagebereich Ablesbarkeit Genauigkeit siehe auch Genauigkeitsklasse eines Wiegesystems Wiederholbarkeit Linearitat Grosse variabel Position z B Tischwaage Bodenwaage Kranwaage Geschichte Bearbeiten Romische Waage mit zwei Bronze Gewichten 50 200 A D Gallo Romisches Museum Tongeren B Belgien Alte Erzwaage in Olbernhau Grunthal ZeigerschnellwaageEin Waagebalken aus dem 5 Jahrtausend v Chr wurde in einem prahistorischen Grab in Agypten entdeckt Fruheste agyptische Abbildungen einfacher Balkenwaagen stammen aus der Zeit um 2000 v Chr Die Aufhangung des Waagebalkens bestand aus einem Seil an seinen ausseren Enden hingen die Waagschalen Um 500 v Chr verbesserten Etrusker die Genauigkeit der Balkenwaage Die Romer kannten auch ungleicharmige Waagen der langere Arm trug ein verschiebbares Wagestuck sowie eine Strichmarkierung In der Renaissance kamen in alchimistischen Labors hochempfindliche Analysewaagen zum Einsatz 1669 erfand der Franzose Gilles Personne de Roberval die Tafelwaage Sie hatte den Vorteil dass die Position der zu wagenden Last auf den Waagschalen das Ergebnis nicht beeinflusste 1763 baute der schwabische Pfarrer Philipp Matthaus Hahn eine Neigungswaage mit direkter Gewichtsanzeige Dezimal und Kuchenwaagen entstanden in der ersten Halfte des 19 Jahrhunderts Um 1850 wurden Versuche unternommen das Wageergebnis automatisch zu drucken 1895 kamen in den USA Waagen mit gleichzeitiger Preisanzeige auf preisrechnende Waagen 1939 leiteten zwei amerikanische Ingenieure mit der Nutzung elektrischer Widerstandsanderungen das Zeitalter der elektronischen Waagen ein Wageprinzipien BearbeitenBei den Waagen unterscheidet man die oben genannten beiden Grundprinzipien Gewichtskraftmessung und Massenvergleich Wagen durch Messung der Gewichtskraft Bearbeiten Bei der einfachsten Form der Federwaage wird das Wageobjekt an eine Schraubenfeder gehangt und die Verlangerung gemessen Anhand der Federkonstante wird dadurch die Gewichtskraft ermittelt und mit der entsprechenden Skala auf die Masse abgebildet Verwandte Messprinzipien basieren ebenfalls auf Verformungsmessung beispielsweise mit Membranen Kraftsensoren Kraftmessdosen Piezoeffekt oder Ringtorsion Es gibt Federwaagen und Kraftmesser fur verschiedene Messbereiche Beispiele eine einfache Federwaage wird volkstumlich auch Lumpenwaage genannt hoherwertige Federwaagen in runder Bauform mit Zeiger Zeigerschnellwaage Haushaltswaage ein Hand Tischgerat bis etwa 10 kg Kuchenwaage und Babywaage bis 5 oder 10 kg Personenwaage fur das Korpergewicht meist bis 130 oder 150 kg Genauigkeit 0 1 bis 3 kg Standgerate fur industrielle Zwecke oder im Handel Wagebereich Skalenteilung meist 25 kg 50 g 50 kg 100 g oder 100 kg 200 g Genauigkeit 0 1 0 2 Membranwaagen und Barometer Mikrowaagen und Prazisions Federwaagen fur Labore den Physikunterricht etc Genauigkeiten 0 1 0 5 Wagen durch Massenvergleich Bearbeiten Zweischalige Tafelwaage zum Massenvergleich Schnellwaage aus Aluminium in China Der Anwender kann auf zweierlei Weise die Hebelwirkung verandern erstens durch Verschieben des Referenzgewichts rechts im Bild zweitens durch die Wahl des Halterings links im Bild Dezimalwaage Das Wagegut wird auf der Plattform links abgestellt Sein Gewicht wird teilweise auf den Boden abgetragen und teilweise an zwei Aufhangepunkten auf den Hebelarm ubertragen Die Masse eines Korpers wird durch den Vergleich mit Standardgewichten bestimmt Auch diese Waagen arbeiten mit der Gravitation mussen jedoch nicht auf die unterschiedlichen ortlichen Bedingungen eingestellt werden und konnten daher auch auf anderen Himmelskorpern wie zum Beispiel dem Mond verwendet werden Referenzgewichte sind zwischen 1 mg und 5 t normiert Eine Balkenwaage misst die Balance zweier durch die Gewichte von Wagegut und Eichgewicht erzeugten Drehmomente Im einfachsten Fall ist es ein im Drehpunkt gelagerter Waagebalken an dessen Enden zwei Waagschalen im selben Abstand vom Drehpunkt aufgehangt sind Eine fruher in vielen Haushalten und Kuchen anzutreffende Variante der Balkenwaage ist die Tafelwaage Roberval Waage bei der die Waagschalen an einem Hebel Parallelogramm befestigt sind und sich oberhalb des Waagebalkens befinden Eine Schnellwaage auch Laufmassenwaage oder Laufgewichtswaage fruher auch Besemer 1 genannt besteht aus einem Stab der beim Wagevorgang in zwei ungleiche Hebelarme aufgeteilt wird Am einen Hebelarm befindet sich das Ausgleichsgewicht am anderen ein Haken zum Aufhangen des Wagegutes Das Verhaltnis der Hebelarme kann mit einer Zunge und Handhabe verschoben werden bis bei angehangtem Wagegut Gleichgewicht eintritt Schnellwaagen wurden bereits in vorchristlicher Zeit von Griechen Romern und Chinesen verwendet An dem Stab kann sich eine Skala befinden Eine Dezimalwaage ist fur grossere Lasten geeignet Sie arbeitet ebenfalls nach dem Prinzip des zweiseitigen Hebels und ist so konstruiert dass zum Beispiel eine zu wagende Masse von 100 kg mit einem Referenzgewicht von 10 kg aufgewogen wird Eine Neigungswaage misst die Auslenkung eines festen Gewichts an einem Hebelarm Dieses Prinzip wird bei vielen Briefwaagen verwendet Massenvergleiche konnen auch auf ein schaligen Waagen oder auf zweischaligen Waagen bei denen eine Schale mit einem Gegengewicht belegt bleibt mit Hilfe einer geeigneten Prozedur Substitutionswagen Borda Substitution 2 durchgefuhrt werden Dies ist das ubliche Verfahren fur Massenvergleiche auf Massekomparatoren zur Kalibrierung von Gewichtstucken Dieses Verfahren erzeugt die hochsten Wage Genauigkeiten und kann auf mechanischen und elektronischen Waagen angewendet werden Romische Schnellwaage aus Pompeji Laufmassenwaage mit Skala Waage fur Schuttgut nach dem Prinzip der DezimalwaageElektronische und elektromechanische Waagen BearbeitenMechanische Gerate werden zunehmend durch elektronische Waagen ersetzt Elektronische Analysenwaagen messen im Bereich von einigen hundert Gramm typischerweise 200 300 g mit einer Ablesbarkeit bis etwa 0 1 mg was einer Auflosung von 106 entspricht Funktionsweise Bearbeiten Messung einer Verformung Bearbeiten Manche elektrische Waagen wandeln oft ebenso wie Federwaagen die Gewichtskraft mit einem elastischen Element Feder bzw einen Biegebalken in eine Verformung bzw einen Weg um Gegenuber mechanischen Waagen ist der Weg bzw die Dehnung jedoch kleiner Die Dehnung wird mit einem Dehnungsmessstreifen gemessen Entsprechende Baueinheiten sind Wagezellen Die Lageabweichung des elastischen Elementes kann auch uber eine Kapazitatsanderung erfasst werden Anderung des Plattenabstandes eines Kondensators Elektromagnetische Kraftkompensation Bearbeiten Genauere Waagen arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation Dabei wird durch eine Spule in einem Permanentmagnetfeld eine Gegenkraft erzeugt welche der Last der zu messenden Probe auf der Waagschale entspricht Mit dieser Gegenkraft wird das Gleichgewicht gehalten Dies wird durch einen Lagesensor und einen Regelverstarker bewerkstelligt Uber ein Hebelsystem kann eine kleinere Gegenkraft eine grossere Kraft auf der Waagschale im Gleichgewicht halten Der kraftproportionale Spulenstrom wird gemessen und umgerechnet in Masse angezeigt 3 Bei diesem Prinzip entsteht keine Verformung was zu einer hoheren Genauigkeit gegenuber verformenden Prinzipien fuhrt Elektromechanische Waagen fur Industrie und Transport Bearbeiten Strassenbruckenwaage Gleisbruckenwaage Elektronische Tisch und Zahlwaage Max 5000 g d 1 g Bekannt sind unter anderem Plattform und Fahrzeugwaagen Wagebrucken Bruckenwaage mit mehreren Messdosen und Messterminal Strassenbruckenwaagen Gleisbruckenwaagen fur Eisenbahnwagen Statische Dynamische Achslastwaagen Kranwaagen Palettenwaagen z B 10 bis 1500 kg 0 5 kg oder Wageterminals mit Abfullsteuerung siehe Abfullwaage Zahlwaagen Bearbeiten Zahlwaagen bestimmen das Verhaltnis des Gewichts einer Stuckmenge zu einem einzelnen dieser Stucke Zahlmass Dazu werden ein oder bei grossen zu zahlenden Stuckzahlen mehrere Stucke aufgelegt und so ein durchschnittliches Stuckgewicht ermittelt Ubliche elektronische Waagen konnen diese Funktionalitat in Form einer Software in ihrem Bedienumfang enthalten Zahlwaagen werden auch als Inventurwaagen eingesetzt um den mengenmassigen Lagerbestand an Komponenten und Materialien wahrend einer Inventur zu erfassen Zahlwagesysteme oder auch Zahlwaagen Verbundsysteme genannt bestehen jeweils aus einer feinen Referenzwaage und einer deutlich grosseren Mengenwaage Hiermit ist es moglich Materialien mit kleinem Gewicht auch in grosser Menge relativ genau zu zahlen Die Zahlgenauigkeit hangt von den Eigenschaften der beiden Waagen und von den Eigenschaften der gezahlten Teile ab Mit solchen Zahlwagesystemen ist es z B moglich kleine Metallteile im Gramm Bereich in schweren Gitterboxen zu zahlen Besondere Waagen fur Technik und Physik BearbeitenSechs Komponenten Waage Durch Messung der drei Krafte und der drei Drehmomente in einem orthogonalen Koordinatensystem lassen sich mit einer solchen Waage beispielsweise in einem Windkanal alle Wirkungen der Luftstromung auf ein Modell messen Gravimeter fur Geophysik und Geodasie Prazisions Federwaage Schragbalken oder mit Supraleitung Messung des Erdschwerefeldes von 950 bis 990 Gal 0 001 mGal 1 Gal 1 cm s Drehwaage Henry Cavendish bestimmte 1798 mit einer Drehwaage die Gravitationskonstante Watt Waage Sie vergleicht mechanische mit elektrischer Leistung Verwendung ist die Realisierung der SI Einheit Kilogramm gemass gultiger Definition Komparatorwaage oder Massekomparator zum Vergleich von Massestucken Genaueste Gerate erlauben Messungen im Vakuum 0 005 mbar Das vermeidet erforderliche Korrektionen wegen unterschiedlichem statischen Auftrieb von Normal und Probekorper in der Luft Der derzeit genaueste Massekomparator der PTB hat eine Standardabweichung von 1 10 10 kg Cottonwaage eine magnetische Waage zur schnellen und genauen Gewichtsmessung von Munzen erfunden von William Cotton wahrend seiner Zeit als Direktor der Bank von England von 1842 bis 1845 Luftgewichtsmesser DichtemessgeratArten von Waagen Bearbeiten Laufgewichtswaage fur den Haushalt um 1935 Apothekerwaage alterer Bauart Wagebereich 0 1 g bis 1 kg Geldwaage eines deutschen HandelsunternehmensNach Anwendung Bearbeiten Fur Personen und den Haushalt Personenwaage Babywaage Korperfettwaage Briefwaage Kofferwaage KuchenwaageGewerblich Apothekerwaage Geldwaage KontrollwaageLadenwaage Bienenstockwaage Backerwaage InventurwaageMedizinisch BettwaageFur Fahrzeuge Radladerwaage Achslastwaage StutzlastwaageHistorisch Dorfwaage Waage stadtisches Gebaude Nach Bauart Bearbeiten Balkenwaage Dezimalwaage oft als Sackwaage mit Plateau und Wand zum Anlehnen des Sacks Federwaage Kranwaage Mehrkopfwaage Neigungswaage Ringkraftmesser Schalenwaage Tafelwaage Mondwaage mit elliptisch gebogener Blattfeder Ellipse innerhalb davon der geschutzte Zeiger und mondsichelformige Skala ZeigerwaageNach Genauigkeit Bearbeiten Hauptartikel Genauigkeitsklasse eines Wiegesystems Prazisionswaagen erreichen Genauigkeiten bis 0 01 Einteilung nach Genauigkeit Mikrowaage z B mit einem Ziffernschritt von 1 µg Analysenwaage z B mit einem Ziffernschritt von 0 1 mg Feinwaage mit einem Ziffernschritt von 1 mg bis 100 mg Handelswaage GrobwaageWortgeschichte BearbeitenEtymologie und Schreibweise Bearbeiten Das Wort Waage ahd waga mhd wage ist verwandt mit dem Verb bewegen Beide Worter gehen auf eine indogermanische Wurzel zuruck die bewegen bedeutet Eine Waage ist im ursprunglichen Wortsinn ein sich bewegender schwingender Gegenstand 4 Das Verb wagen mhd wagen mit der Bedeutung sich trauen etwas riskieren ist eine Ableitung aus mhd wage Waage und bedeutet eigentlich etwas auf die Waage legen 5 Im Jahre 1927 wurde die Schreibung zur besseren Unterscheidung zu Wagen von Wage auf Waage geandert 6 Wagen und Wiegen Bearbeiten Die Verben wagen und wiegen bedeuten beide das Gewicht bestimmen unterscheiden sich jedoch in der Wortgeschichte und im heutigen Wortgebrauch Das altere Verb ist wagen ahd wegan mhd wegen Ursprunglich hatte es die Bedeutung sich bewegen Das Prafix Verb bewegen ist aus dem alten Verb wegen abgeleitet und hat dessen ursprungliche Bedeutung ubernommen Fur die Bedeutung das Gewicht bestimmen entstand im 16 Jahrhundert unter dem Einfluss von wage Waage die Schreibweise wagen anstelle von wegen Aus der Bedeutung das Gewicht bestimmen entwickelte sich die ubertragene Bedeutung prufend uberlegen erwagen 7 Das Verb wiegen ist eine jungere Variante von wagen Es entstand im 16 Jahrhundert aus zwei gebeugten Wortformen von wagen du wiegst und er wiegt 8 Im Prateritum und Perfekt ist kein Unterschied auszumachen beide Worter haben wog gewogen wagte gewagt kommt nur in der ubertragenen Bedeutung vor Das Bestimmen des Gewichts wird heute in der Allgemeinsprache fast nur mit dem jungeren Verb wiegen ausgedruckt 8 In der Fachsprache hat sich wagen jedoch gehalten Daruber hinaus ist wagen in der Schweiz gebrauchlich 7 Das im Prasens gleichlautende Verb wiegen aber schwach wiegte gewiegt mit der Bedeutung sanft hin und her bewegen ist von Wiege abgeleitet 9 Die Worter Wiege und Waage sind nicht direkt verwandt wahrscheinlich gehen sie aber mit der gemeinsamen Grundbedeutung sich bewegender Gegenstand auf dieselbe indogermanische Wortwurzel zuruck 10 Ubertragener Wortgebrauch Bearbeiten Eine Verbreitung in der religiosen Ikonographie erfuhr das Gerat besonders im Bild der Seelenwaage Das Wort Waage ist auch in Bezeichnungen fur einige technische Gerate enthalten mit denen nicht das Gewicht bestimmt wird Mit einer Wasserwaage wird die horizontale oder vertikale Ausrichtung uberpruft Die Setzwaage ist der historische Vorlaufer der Wasserwaage Mit einer Setzwaage kann nur die horizontale Ausrichtung uberpruft werden Eine Senkwaage dient zur Bestimmung der Dichte oder des spezifischen Gewichts von Flussigkeiten Ein bekanntes Beispiel ist die Mostwaage auch Oechsle Waage genannt mit der die Dichte von Traubenmost gemessen wird Die Messung des spezifischen Gewichts Gewicht pro Volumen ist nahezu dasselbe wie eine Gewichtsmessung insofern kann eine Senkwaage tatsachlich als Waage fur Flussigkeiten gelten Mit einer Drehwaage werden sehr kleine Krafte gemessen z B die Massenanziehung zwischen zwei Korpern Im allgemeinen Sprachgebrauch greifen einige Redewendungen auf das Bild der Waage zuruck sich die Waage halten 4 jedes Wort auf die Goldwaage legen 11 Literatur BearbeitenHeinrich Boll Die Waage der Baleks Karl Erich Haeberle Zehntausend Jahre Waage Aus der Entwicklungsgeschichte der Wagetechnik Bizerba Werke Balingen 1967 Hans R Jenemann Arno M Basedow Erich Robens Die Entwicklung der Makro Vakuumwaage Wirtschaftsverlag NW u a Bremerhaven 1992 ISBN 3 89429 214 8 PTB Bericht TWD 38 Manfred Kochsiek Hrsg Handbuch des Wagens 2 bearbeitete und erweiterte Auflage Vieweg Braunschweig u a 1989 ISBN 3 528 18572 4 Roland Nater Arthur Reichmuth Roman Schwartz Michael Borys Panagiotis Zervos Wagelexikon Leitfaden wagetechnischer Begriffe Springer Berlin Heidelberg 2008 ISBN 978 3 540 75907 2 Richard Vieweg Aus der Kulturgeschichte der Waage Bizerba Werke Balingen 1966 Hans R Jennemann Uber altagyptische Kleinwaagen und artverwandte Wageinstrumente In Technikgeschichte Bd 62 1995 H 1 S 1 26 Stephan Weyhe Wagetechnik im Labor Technologie und Anwendung Verlag moderne Industrie Landsberg Lech 1997 ISBN 3 478 93160 6 Weblinks Bearbeiten Commons Waagen Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Waage Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise Bearbeiten Besemer in Meyers Konversations Lexikon 4 Auflage 1885 1892 retrobibliothek de On the Science of Weighing and Measuring and the Standards of Weight and Measure https www nature com articles 009047a0 Nature 9 47 49 1873 Funktionsweise der elektromagnetischen Kraftkompensation in Technologiedifferenzierung die erfolgreiche Strategie der Sartorius AG S 11 PDF 1 1 MB a b Duden online Waage Duden online wagen Bekanntmachung des Reichsministers des Innern vom 5 Juli 1927 Reichsministerialblatt 1927 Nr 29 S 205 Duden 1929 faql de a b Duden online wagen a b Duden online wiegen zu Waage und wagen Duden online wiegen zu Wiege Duden online Wiege Duden online GoldwaageNormdaten Sachbegriff GND 4132596 5 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Waage amp oldid 235054015