Dehnungsmessstreifen: Arbeitsprinzip & Diagramm

Was ist ein Dehnungsmessstreifen

Ein Dehnungsmessstreifen ist ein Widerstand, der verwendet wird, um die Dehnung eines Objekts zu messen. Wenn eine äußere Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird, führt dies zu einer Verformung der Form des Objekts. Diese Verformung, die sowohl kompressiv als auch Zugbeanspruchung sein kann, wird als Dehnung bezeichnet und durch den Dehnungsmessstreifen gemessen. Wenn sich ein Objekt innerhalb der Elastizitätsgrenze verformt, wird es entweder schmaler und länger oder kürzer und breiter. Als Ergebnis ändert sich der Widerstand von Ende zu Ende.

Der Dehnungsmessstreifen ist empfindlich gegenüber kleinen Änderungen in der Geometrie eines Objekts. Durch die Messung der Änderung des Widerstands eines Objekts kann die Menge des induzierten Spannungszustands berechnet werden.

Die Änderung des Widerstands hat normalerweise einen sehr geringen Wert, und um diese kleine Änderung zu erfassen, hat der Dehnungsmessstreifen einen langen, dünnen metallischen Streifen, der in einem Zickzackmuster auf einem nichtleitenden Material, dem Träger, angeordnet ist, wie unten gezeigt, damit er die kleine Menge an Spannung in der Gruppe paralleler Linien vergrößern und mit hoher Genauigkeit messen kann. Der Messstreifen wird buchstäblich mit einem Klebstoff auf das Gerät geklebt.

Wenn ein Objekt eine physische Verformung zeigt, ändert sich sein elektrischer Widerstand, und diese Änderung wird dann durch den Messstreifen gemessen.

Brückenschaltung mit Dehnungsmessstreifen

Brückenschaltung mit Dehnungsmessstreifen zeigt die gemessene Spannung durch den Grad der Diskrepanz an und verwendet ein Voltmeter in der Mitte der Brücke, um eine genaue Messung dieser Ungleichgewichts zu liefern:

In dieser Schaltung sind R1 und R3 die Verhältnisarme, die gleich groß sind, und R2 ist der Rheostatarm, der den Wert des Dehnungsmessstreifens hat. Wenn der Messstreifen unbelastet ist, ist die Brücke im Gleichgewicht, und das Voltmeter zeigt null. Sobald sich der Widerstand des Dehnungsmessstreifens ändert, fällt die Brücke aus dem Gleichgewicht, und es wird eine Anzeige am Voltmeter erzeugt. Die Ausgangsspannung der Brücke kann durch einen Differenzverstärker weiter verstärkt werden.

Temperaturänderung des Dehnungsmessstreifens

Ein weiterer Faktor, der den Widerstand des Messstreifens beeinflusst, ist die Temperatur. Bei höherer Temperatur ist der Widerstand größer, bei niedrigerer Temperatur ist der Widerstand kleiner. Dies ist eine gemeinsame Eigenschaft aller Leiter. Wir können dieses Problem überwinden, indem wir selbsttemperaturkompensierte Dehnungsmessstreifen verwenden oder die Technik des Dummy-Dehnungsmessstreifens anwenden.

Die meisten Dehnungsmessstreifen bestehen aus Constantan-Legierung, die den Einfluss der Temperatur auf den Widerstand ausgleicht. Aber einige Dehnungsmessstreifen sind nicht aus einer isoelastischen Legierung. In solchen Fällen wird ein Dummy-Messstreifen anstelle von R2 in der Viertelbrückenschaltung verwendet, der als Temperaturkompensation dient.

Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich der Widerstand in gleicher Proportion in beiden Armen des Rheostats, und die Brücke bleibt im Gleichgewicht. Der Effekt der Temperatur wird neutralisiert. Es ist gut, die Spannung niedrig zu halten, um die Selbstwärmung des Dehnungsmessstreifens zu vermeiden. Die Selbstwärmung des Messstreifens hängt von seinem mechanischen Verhalten ab.

Diese Anordnung wird als Viertelbrücke betrachtet. Es gibt zwei weitere Anordnungen, Halbbrücke und Vollbrücke, die eine größere Empfindlichkeit als die Viertelbrückenschaltung bieten. Dennoch wird die Viertelbrückenschaltung weit verbreitet in Dehnungsmesssystemen eingesetzt.

Anwendung des Dehnungsmessstreifens

• Im Bereich der mechanischen Ingenieurwesenentwicklung.

• Zur Messung der von Maschinen erzeugten Spannungen.

• Im Bereich der Komponententests von Flugzeugen, wie z.B. Verbindungsstücke, Strukturalschaden usw.

Erklärung: Respektiere das Original, gute Artikel sind es wert, geteilt zu werden. Bei Verletzung der Rechte bitte kontaktieren und löschen.