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Dehnungsmessstreifen DMS

Einführung zum Thema Dehnungsmessstreifen, DMS-Brücken

Ein Dehnungsmessstreifen oder kurz DMS ist ein Sensor, dessen Widerstand sich mit der angelegten Kraft ändert. Er wandelt mechanische Größen wie Kraft, Druck, Zug, Gewicht, usw., in eine messbare Änderung des elektrischen Widerstands um. Wenn eine externe Kraft auf ein ruhendes Objekt einwirkt, bewirkt sie eine mechanische Spannung und Dehnung. Die mechanische Spannung ist der Widerstand, den das Objekt der Kraft entgegensetzt, und die Dehnung ist der Versatz und die Verformung, die aus der Kraft resultiert.

Typische DMS-Rosetten

Weitere Informationen über Dehnungsmessstreifen DMS

Die Dehnung eines Körpers ist immer durch externe Einwirkung oder durch interne Einflüsse verursacht. Einige Beispiele für derartige Einflüsse sind Kräfte, Druck, Momente, Temperaturänderungen oder strukturelle Veränderungen des Werkstoffs. Unter bestimmten Bedingungen kann der Betrag oder der Wert der einwirkenden Messgröße aus der Dehnung hergeleitet werden. In der experimentellen Spannungsanalyse wird dies häufig genutzt, indem die Dehnungswerte an der Oberfläche einer Probe oder eines Werkstücks gemessen werden, um die Belastung des Materials und damit Aussagen über Sicherheit und Haltbarkeit zu treffen. Zur Messung der Kräfte und anderer abgeleiteter Größen (wie Momente, Druck, Beschleunigung, Versatz, Vibration usw.) lassen sich spezielle Messwertaufnehmer mit DMS herstellen. Der Aufbau ist bei diesen Messwertaufnehmern im Allgemeinen gleich, er besteht aus einer druckempfindlichen Membran, die mit einem Dehnungsmessstreifen verbunden ist.

Foliendehnungsmessstreifen

Die Entwicklung des ersten Dehnmessstreifens auf Basis eines Widerstandsdrahts geht auf das Jahr 1938 zurück. Ein Foliendehnungsmesstreifen besteht aus einem Widerstandsgitter von ca. 0,025 mm Dicke, das mit Epoxidharz direkt auf einen Träger aufgeklebt wird, der dann belastet wird. Wenn die Kraft auf die Oberfläche wirkt, wird die resultierende Längenänderung auf den Widerstand übertragen, und damit in Form einer Widerstandsänderung messbar, da sich der Widerstand direkt linear mit der Dehnung ändert. Membran und Kleber wirken bei der Übertragung der Dehnungskräfte zusammen, wobei der Kleber zusätzlich auch als elektrischer Isolator zwischen Folienmessgitter und Oberfläche dient. Außer der Dehnungskennlinie muss bei der Auswahl eines Dehnmessstreifens auch die Stabilität und das Temperaturverhalten beachtet werden. Unglücklicherweise reagieren die meisten Werkstoffe für Dehnmessstreifen auch auf Temperaturänderungen, und Alterungseffekte beeinflussen den Widerstand ebenfalls. Bei kurzzeitigen Messungen fallen diese Einflüsse weniger ins Gewicht, aber im kontinuierlichen Einsatz, wie er für industrielle Anwendungen typisch ist, muss eine Temperatur- und Driftkompensation erfolgen.

Wählen Sie den richtigen Dehnungsmessstreifen DMS

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Das Beipsiel zeigt Modell KFH vorverdrahtete Dehnungsmessstreifen mit Präzisionsmuster (linear oder planar X-Y) und Rosettenmuster (planares 0°/45°/90°).
DMS in Messwertaufnehmer-Qualität DMS in Messwertaufnehmer-Qualität - für Scherspannungs- oder Drehmoment-Anwendungen
Dehnungsmessstreifen (DMS) in Messwertaufnehmer-Qualität, die zwei lineare Gitter mit als Halbbrücke mit einem gemeinsamen Anschluss besitzen. Diese DMS können zur Konstruktion eigener Messwertaufnehmer für doppelte Biegebalken eingesetzt werden. Doppelte Biegebalken sind Biegebalken mit einem Wendepunkt, um zwei Kraftmomente mit entgegengesetzten Richtungen zu messen. Die Gitter sind linear, verlaufen beide in die gleiche Richtung, und werden in der Regel für Biegedehnung eingesetzt.
Präzisions-DMS Präzisions-DMS - Extra-langes Gitter für heterogene Materialien
Diese Dehnungsmessstreifen (DMS) haben ein extra langes Gitter zur Messung der Dehnung von heterogenen Materialien.

Häufig gestellte Fragen

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Schaltbild einer Wheatstone'schen Brücke

Messschaltung

Zur Messung der Dehnung mit einem aufgeklebten Widerstandsgitter muss die Messelektronik in der Lage sein, kleinste dehnungsbedingte Änderungen des Widerstands zu erfassen. DMS-Messwertaufnehmer bestehen üblicherweise aus vier Dehnmessstreifen, die als Wheatstone'sche Brücke geschaltet sind (Abbildung 1). Eine Wheatstone'sche Brücke ist ein Brücke, die aus einem statischen mit festen Widerständen und einem dynamischen Teil mit variablen Widerständen besteht. Das Ausgangssignal der Wheatstone'schen Brücke wird in mV pro Volt Eingangsspannung ausgedrückt. Mit einer Wheatstone'schen Brücke lässt sich auch eine Temperaturkompensation realisieren. Die Anzahl der aktiven Dehnungsmessstreifen, die an diese Brücke angeschlossen werden, hängt von der Anwendung ab. Zum Beispiel kann es sinnvoll sein, Dehnmessstreifen auf den gegenüberliegenden Seiten eines Trägers anzuordnen, um den Signalhub des Ausgangssignals der Messbrücke so zu verdoppeln. In Installationen, in denen alle vier Teile der Brücke aus Dehnungsmessstreifen bestehen, ergibt sich eine automatische Temperaturkompensation, da sich alle temperaturbedingten Widerstandsänderungen auf die gesamte Brücke gleich auswirken und aufheben.

Kundenspezifische Dehnungsmessstreifen

OMEGA stellt auch Dehnungsmessstreifen nach Kundenspezifikationen her. Wir verstehen die Notwendigkeit unserer Kunden, spezifische Dehnungsmessstreifen einzusetzen, die nach ihren Spezifikationen gefertigt sind. Benutzerspezifische Ausführungen ermöglichen zum Beispiel eine einfachere Installation der DMS unter beengten Einbaubedingungen. Wenn Sie in unserem Standardsortiment nicht die erforderliche Dehnungsmessstreifen-Konfiguration finden, sprechen Sie uns an. Wir können DMS an Ihren Bedarf anpassen, unter anderem in folgenden Aspekten:
  • Änderungen der Standard-Messgitteranordnung
  • Herstellung von benutzerspezifischen Messgittern
  • Mehrere DMS auf einem gemeinsamen Träger
  • Kundenspezifische Leitungslängen
  • Kundenspezifische Werkstoffe
  • Frei definierbare Position der Lötpads oder zusätzliche Anschlusspunkte
  • Spezielle Ausschnitte oder Formgebung zur Anpassung an die Geometrie des Messobjekts
Durch die Anpassung der Kriechspezifikationen an das verwendete Federelement lässt sich die Leistung des Sensors weiter optimieren. Wir stimmen die Kriechkompensation nach Ihren Testergebnissen auf die Anwendung ab. Das Sortiment von Omega Newport umfasst außer Halb- und Vollbrücken auch kundenspezifische Rosetten. Wir bemühen uns, die Beschaffung neuer benutzerdefinierter DMS so schnell und einfach wie möglich zu gestalten. Senden Sie einfach Ihre technische Zeichnung zusammen mit den Spezifikationen und der benötigten Stückzahl an OMEGA NEWPORT. Unser Team setzt sich dann mit Ihnen in Verbindung und erstellt ein Angebot. Musterstückzahlen können in der Regel innerhalb von 2 Wochen hergestellt werden. Die Serienfertigung ist danach kurzfristig realisierbar. Ihr kundenspezifischer Dehnungsmessstreifen erhält eine eigene Teilenummer, unter der das Bauteil schnell und einfach nachbestellt werden kann.