Wie funktioniert eine Waage?

Will man seinen Körperfettanteil reduzieren, dann kommt man nicht umhin sein Körpergewicht regelmäßig zu kontrollieren. Jedes Körperanalysegerät ermittelt auch das Körpergewicht. In vielen Formeln, wie dem Bodymassindex spielt das Gewicht neben der Körpergröße eine entscheidende Rolle. Selbstverständlich steigt man auf die Waage und erhält, je nach Type, innerhalb weniger Augenblicke ein exaktes Ergebnis. Aber wie funktioniert eine Waage eigentlich?

Prinzip Schwerkraft

Jede Waage arbeitet mit der Schwerkraft. Die Erdanziehung sorgt dafür, dass jeder Körper kräftig Richtung Erdmittelpunkt gezogen wird. Je mehr

Masse der Körper hat, desto mehr wirkt die Schwerkraft auf ihn. Bei der Methode der Gewichtsmessung gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten. Einerseits kann man zwei Gewichte miteinander vergleichen. In verschiedenen Ausführungen wird an Balkenwagen in zwei Schalen, oder auf zwei Plattformen ein bekanntes Gewicht und das Wägegut verglichen. Je nachdem welche Schale die andere, wie bei einer Wippe anhebt, zeigt welches Gewicht größer ist. Auch ein Verschieben des Gewichts an einer Seite kann zur Veränderung der Kraft eingesetzt werden. So kann man, ohne verschiedene Gewichter einzusetzen, unterschiedliche Referenzgewichte prüfen und sehr exakt verwiegen. In einer modernen Plattformwaage, aber auch in den Körperwaagen, die man aus dem Badezimmer kennt, kommt aber ein anderes Prinzip zum Einsatz.

Wägezellen

Neben den Balkenwaagen in den verschiedenen Ausführungen gibt es auch Waagen, die die Schwerkraft messen. Eine einfache Variante sind Federwaagen. An eine Feder wird ein Gewicht gehängt. Je nachdem, wie weit sich die Feder dehnt, ergibt sich das Gewicht des gewogenen Gegenstandes. Plattform- und Personenwaagen arbeiten mit einem ganz ähnlichen Prinzip. Es wird in den sogenannten Wägezellen die Verformung eines Flexiblen Messinstruments zur Ermittlung des Gewichts herangezogen. Die Frage „Wie funktioniert eine Waage?“ kann man in den meisten Fällen also mit einem Federelement beantworten. Je nach Belastung wird ein federndes Element mehr, oder weniger nach unten gebogen.

Messung

Konkret passiert das heute mithilfe eines Mikrochips und einem Aluminium-, oder Stahl-Element, durch das Drähte verlaufen. An die Drähte wird eine Spannung angelegt, die der Chip misst. Steigt man auf die Waage, oder belastet die Wägeplattform, dann verformen sich die Wägezellen. Die Drähte werden gedehnt und verändern den Widerstand. Die sogenannten Dehnungsmessstreifen, also die Drähte in der Wägezelle, erhöhen den Widerstand durch die Dehnung. Der Mikrochip erkennt anhand der Veränderung des Widerstands, wie stark die Wägezelle verbogen wurde und kann berechnen, mit welchem Gewicht sie belastet wurde.

Schnell und einfach

Grundsätzlich funktioniert das sehr schnell. Wie man aus der Praxis weiß, dauert eine Wiegung aber zumindest eine, oder zwei Sekunden. Die Ursache liegt darin, dass die Wägezelle mit der Belastung zu schwingen beginnt. Mit der ersten Belastung wird sie stark durchgedrückt und pendelt sich dann rasch ein. Allerdings belastet man, wenn man auf der Waage steht die empfindliche Waage nicht gleichmäßig. Um einen Gewichtswert zu ermitteln muss die Waage also einen sogenannten Stillstand, also einen Moment abwarten, in dem die Wägeplattform nicht mehr schwingt. Das kommt, wenn man einen Menschen wiegt, aber nicht vor, also ermittelt der Mikrochip die Veränderung der Gewichte, die er ermittelt und berechnet einen Durchschnitt. Erschwerend kommt hinzu, dass in der Waage mehrere Wägezellen verbaut sind, die alle entsprechend unterschiedliche Werte liefern.

Wie funktioniert eine Waage?

Eine Waage arbeitet also mit der Ermittlung zahlreicher Messwerte aus mehreren Wägezellen. Sie berechnet einen Mittelwert aus den Messungen, sobald diese innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen. Die Messgenauigkeit der Waage hängt dann von dieser Toleranz ab. Liefert die Waage rasch ein Ergebnis, dass kann man davon ausgehen, dass die Toleranz sehr hoch und das Messergebnis ungenauer ist, als bei einer Waage, die längere Zeit benötigt. Allerdings kann auch hochwertige Technik und schnellere Prozessoren für ein rasches Messergebnis sorgen.

Messgenauigkeit

Jeder weiß, dass das Körpergewicht im Laufe des Tages teils erheblich schwankt. Nahrung und Flüssigkeit, die wir aufnehmen verändert das Gewicht nach oben, während Ausscheidungen es reduzieren. Die Messgenauigkeit einer Personenwaage muss also nicht unbedingt sehr hoch sein. Hochwertige moderne Waagen liegen hier bei 100, oder weniger Gramm potentieller Ungenauigkeit. Was bei der Ermittlung des eigenen Körpergewichts keine Rolle spielt kann bei industriellen Waagen bereits ein großes Problem sein. Wer auf Nummer Sicher gehen möchte, der sollte sich eine geeichte Waage zulegen. Die Eichung belegt, dass die Waage bei einer Serie an Wiegungen immer dasselbe Ergebnis liefert.

Körperwaage

Die Frage „Wie funktioniert eine Waage?“ scheint damit beantwortet zu sein. Die Qualität und Messgenauigkeit der Wägezellen entscheidet über die Qualität des Ergebnisses. Die Toleranzen liegen im Regelfall aber in einem Bereich, der bei der täglichen Wiegung nicht ins Gewicht fallen.