WikiDer > Dehnungsmessstreifen

Dehnungsmessstreifen aus Folie. Der Streifen mit dieser Form ist in vertikaler Richtung viel empfindlicher als in horizontaler Richtung. Die Markierungen an der Außenseite dienen der Ausrichtung bei der Montage.

Drei rosettenförmige Dehnungsmessstreifen. Ermöglicht die Messung von Dehnungen in alle Richtungen.

EIN Dehnungsmessstreifen ist eine elektronische Komponente, die den Grad der Verzerrung (strecken oder reduzieren, Drehung) eines Materials gemessen werden. Ein Dehnungsmessstreifen besteht aus einer Folie, meist nicht größer als eine Briefmarke, auf der sich ein elektrischer Leiter befindet. Dieser Streifen wird auf das Objekt geklebt, dessen Dehnung gemessen werden soll.^[1]

Ein Dehnungsmessstreifen misst eine eindimensionale Dehnung. Mit einer DMS-Rosette (drei Streifen im 60°-Winkel) kann der komplette Dehnungszustand ermittelt werden.

Wird ein Dehnungsmessstreifen an einem Material mit bekannten Dehnungseigenschaften angebracht, kann er als Kraftaufnehmer werden verwendet. Sonderfälle davon sind Schnappschüsse, Druckaufnehmer, und derartige.

Operation

Die Wirkungsweise eines Dehnungsmessstreifens basiert auf dem Prinzip, dass bei einer konstanten quadratischer Widerstand einer elektrisch leitfähigen Schicht die Widerstand zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten einer rechteckigen Fläche dieser Ebene wird durch das Seitenverhältnis dieses Rechtecks ​​bestimmt.

Bei Dehnung des Dehnungsmessstreifens wird der darauf aufgebrachte elektrische Leiter um einen Bruchteil länger und gleichzeitig um einen Bruchteil schmaler (und auch um einen Bruchteil dünner, was auch den Quadratwiderstand erhöht). Dadurch erhöht sich der elektrische Widerstand des Dehnungsmessstreifens um einen Bruchteil und das ist mit einem empfindlichen Widerstandsmesser gemessen werden.

Bestätigung

Dehnungsmessstreifen werden häufig verwendet aufgeklebt auf der Oberfläche des Teils, dessen Dehnung gemessen werden soll. Der zu verwendende Klebstoff muss besonderen Anforderungen genügen. Der Kleber selbst sollte nach dem Aushärten so wenig wie möglich sein Schleich um eine Schwankung der Messempfindlichkeit zu verhindern. Der Klebstoff muss vor dem Aushärten dünnfließen können. Eine zu dicke Klebeschicht erhöht die Kriechgefahr. Häufig verwendete Klebstoffe sind sicher Zweikomponenten-Klebstoffe und Sekundenkleber. Spezielle Anwendungen des Dehnungsmessstreifens können weitere Anforderungen mit sich bringen, wie z. B. Beständigkeit gegen bestimmte Chemikalien.

Geometrie

Dehnungsmessstreifen formen.

Je nach Funktion kommen unterschiedliche Formen und Konfigurationen von Dehnungsmessstreifen zum Einsatz,^[2] beispielsweise:

• Linear
• Doppelt linear
• schräg
• Doppelt abgewinkelt
• Säule
• 90°-Rosette
• 45° Rosette
• Halbbrücke
• Vollbrücke
• Membranrosette

Membran-DMS für Druckaufnehmer. Die beiden äußeren Dehnungsmessstreifen messen die radiale Dehnung, die beiden inneren Dehnungsmessstreifen die tangentiale Dehnung. Es sind noch nicht alle internen Verbindungen für die Wheatstone-Brücke hergestellt, sodass auf Wunsch Widerstände zur Kalibrierung und Temperaturkompensation dazwischen geschaltet werden können.

Anwendung

Dehnungsmessstreifen werden oft verwendet, um mechanische Spannung in Konstruktionen zu messen und so festzustellen, ob diese Konstruktion (zum Beispiel a Brücke) ist nicht überladen.

Die Messtechnik mit Dehnungsmessstreifen ist bei der Konstruktion von Kraftaufnehmern weit verbreitet und Wägezellen. Die meisten Kraftmesser und auch viele (große) Waagen sind eigentlich eine Feder mit Verformungsmesser. Die Dehnungsmessstreifen sind hier die Verformungsmessstreifen.

Vier Dehnungsmessstreifen oder ein Vielfaches davon sind in einem Wheatstone-Brücke geschaltet, um die Verformung eines elastischen Messelements zu messen. Deren Verformung und damit auch die Änderung des Verhältnisses zwischen den Widerständen der vier Dehnungsmessstreifen wird Hookes Gesetz proportional zu der darauf ausgeübten Kraft. Die Differenzspannung zwischen diesen vier Widerständen ist ein Maß für die Belastung.

Oft werden vier Dehnungsmessstreifen auf einer Trägerfolie platziert, wobei sie bereits in einer Wheatstone-Brücke verbunden sind. In diesem Fall ist normalerweise eine Ecke der Brücke nicht verbunden. Dazwischen kann ein externer Kalibrierwiderstand geschaltet werden, um eine Nullstellung zu ermöglichen. Auch eine Temperaturkompensation kann auf diese Weise realisiert werden.

Es gibt auch spezielle Membran-Dehnungsmessstreifen. Diese werden in Membrandruckaufnehmern für besonders hohe Drücke eingesetzt. Diese Dehnungsmessstreifen sind kreisförmig und enthalten vier separate Dehnungsmessstreifenelemente. Zwei davon messen die radiale Dehnung und die anderen beiden messen eine tangentiale Dehnung. Die vier Stretchstreifen befinden sich in einer Wheatstone-Brücke.

Dehnungsmessstreifen gibt es für verschiedene Ausdehnungskoeffizienten. Durch die Wahl eines Dehnungsmessstreifens, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des zu verklebenden Materials möglichst nahe kommt, wird der Einfluss von Ausdehnungsunterschieden bei Temperaturregelungsänderungen kompensiert. Dadurch wird verhindert, dass Dehnungen durch Temperaturänderungen fälschlicherweise als Belastung interpretiert werden.

Quellen

Siehe die Kategorie Dehnungsmessstreifen von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.