Für die Dehnungsmessung wird in der Praxis meistens der sogenannte Dehnungsmessstreifen (kurz DMS) angewendet. Dieser Messstreifen besteht aus einer hauchdünnen Folie mit einem aufgeklebten Messgitter und wird als ganzes Teil an der verformungsaktiven Zone eines Körpers aufgeklebt. Bei diesem Sensortyp wird bei einer Verformung des Gitternetzes dessen Widerstandsänderung genutzt. Das heisst, bei jeder Zug- oder Druckbelastung (je nach Sensor) ändert sich sein elektrischer Widerstand. Somit kann ein DMS als druck-zug-abhängiger Widerstand betrachtet werden. Prinzipiell werden die Messgitter aus Metallen oder Halbleitern hergestellt. Halbleiter-DMS, weisen im Vergleich eine höhere Empfindlichkeit auf, dafür haben diese auch eine hohe Temperaturabhängigkeit. Des Weiteren gibt es piezoelektrische Messgitter und neuartige Ansätze der Dehnmessung, die beispielsweise auf optische Verfahren beruhen und im Vergleich (bei niedrigen Temperaturen) nicht temperaturempfindlich sind. Bei letzteren wird die Wellenlängenänderung des Lichts durch die Dehnung des Lichtleiters (Glasfasern) zunutze gemacht.

Messgittermaterial:

Dehnmessstreifen einfach:

Bildquelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen

Dehnmessstreifen kombiniert:

Rosetten-DMS:

Bildquelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen

Draht-DMS:

Drucksensor:

Bildquelle: wwww.Conrad.ch

Für die Auslegung eines DMS sind folgende Grundformeln anzuwenden.

[ R = {\rho \cdot l \over A} ]

[ {\Delta R \over R} = \kappa \cdot \epsilon ]

[ R: Widerstand ]

[ \rho: Spezifischer \space Widerstand ]

[ l: Länge ]

[ A: Querschnitt \space des \space Leiters ]

[ \epsilon: Dehnung ]

[ \kappa: Dehnungsfaktor ]

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Klebstoff:

Bei der Wahl des Klebstoffes sind die Empfehlungen des DMS-Herstellers zu befolgen. Allgemein dürfen keine aggressiven Kleber verwendet werden, die das Trägermaterial des Messgitters beschädigen können.

Störfaktoren:

* Ein allgemeines Problem stellt die Temperaturausdehnung des gemessenen Objektes dar. Dieses Phänomen kann innerhalb eines Temperaturbereiches in der Auswertebeschaltung kompensiert werden. Für eine totale Kompensation müssen die genauen Ausdehnungsfaktoren des Messobjektes bekannt sein und rechnerisch herausgefiltert werden.

Schaltungsart und Auswertung:

Die Auswertung der Widerstandsänderung erfolgt zumeist mit einer Brückenschaltung.

Temperatureinflüsse können nun somit kompensiert werden, indem für R1 ein Widerstand gewählt wird, der den gleichen Temperaturkoeffizient wie der DMS besitzt. Dafür kann auch wenn nötig ein gleicher unbelasteter DMS eingesetzt werden, der nur von der Temperatur beeinflusst wird.

Druck-/Zugbereich:
Gibt den Bereich an, welcher für die Messung auf Zug oder Druck beansprucht werden darf.

Nennwiderstand [Ohm]:
Der Nennwiderstand bezeichnet den ohmschen Widerstand, der beim belastungslosen Fall gemessen wird. Typische Werte sind 120 Ohm bis 1000 Ohm.

Wiederholbarkeit [%]:
Die Wiederholbarkeit ist kleiner als +- 0.02%.

Nennkraft [N]:

Lebensdauer:
Die Lebensdauer beschränkt sich auf 100000 Zyklen.

Betriebstemperatur [°C]:
DMS-Streifen können bei Temperaturen von -70 bis 170°C betrieben werden. Spezialausführungen arbeiten sogar bei 370°C.

Max. Strom [mA]:
Der Strom sollte bei temperaturempfindlichen DMS-Materialien möglichst tief gehalten werden. Bei zu hohen Strömen, erhitzt sich der DMS.

Max. Spannung [V]:
Die maximale Spannung, die an einem DMS-Streifen angelegt werden darf beträgt ca 10 Volt.

Keine

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