RDS Rissmessstreifen zur Ermittlung der Rissfortpflanzung an Bauteilen
Mit den HBM-Rissmessstreifen kann an einem Bauteil die Rissfortpflanzung ermittelt werden. HBM bietet hierzu drei verschiedene Typen an.
Die Typen RDS20 und RDS40 bestehen aus elektrisch getrennten Widerständen, d.h. hierbei werden bei Rissfortschritt einzelne Stromkreise unterbrochen.
Der Typ RDS22 besteht aus parallel geschalteten Leiterbahnen, die reißen, wenn sich der Riss unter dem Rissmessstreifen fortpflanzt. Hierdurch wird der elektrische Widerstand des Messstreifens mit dem Risswachstum stufenweise erhöht.
Diese Widerstandsänderung kann mit einem Widerstandsmessgerät oder auch mit einem DMS-Verstärker gemessen werden.
Anschluss eines Rissmessstreifens
- Anschluss eines Rissmessstreifens RDS an einen DMS-Messverstärker
- Typischer Signal-Verlauf am Beispiel RDS20 mit parallel geschalteten Stegen
Es gibt zwei verschiedene Arten von Rissmessstreifen: RDS22 besteht aus parallel geschalteten Leiterbahnen, die reißen, wenn sich der Riss unter dem Rissmessstreifen fortpflanzt.
Hierdurch wird der elektrische Widerstand des Messstreifens stufenweise erhöht. RDS20 und RDS40 bestehen aus elektrisch getrennten Leiterbahnen, d. h. hier werden bei Rissfortschritt einzelne Stromkreise unterbrochen. Werden diese einzeln kontaktiert, so kann auch die Richtung der Rissausbreitung detektiert werden.Der einfachste Weg, die Signale der Rissmessstreifen (RDS) zu detektieren ist eine Widerstandsmessung. Viele HBM-Verstärker ermöglichen eine solche direkte Widerstandsmessung (z.B. MGCplus oder Spider8 mit entsprechenden Einschüben).
Der resultierende Widerstand (R) des RDS in Abhängigkeit der Anzahl der durchtrennten Stege lässt sich einfach berechnen. Es handelt sich hier um eine Parallelschaltung von n gleichen Widerständen (Ri ):
Wird eine Gitterlinie durchtrennt, so ergibt sich
Die Messung kann aber ebenso gut mit einem Messverstärker für DMS-Messungen durchgeführt werden. Das skizzierte Schaltbild zeigt, wie der RDS ergänzt werden muss, damit die Widerstandsänderung im Messbereich eines Verstärkers fur DMS-Viertelbrucken liegt.
Um Temperatureinfluüsse zu minimieren, sollten als Ergänzungswiderstande temperaturstabile Festwiderstande oder DMS verwendet werden. Eine höhere Empfindlichkeit kann erreicht werden, indem der Parallelwiderstand großer gewählt wird.
Tipps für Ihre Auswahl von Dehnungsmessstreifen
Die richtige Messgitterlänge: Die Messgitterlänge ist abhängig vom Messziel, da als Ergebnis einer Messung mit Dehnungsmessstreifen (DMS) der Mittelwert der Dehnungen unter dem Messgitter ermittelt wird. Im Allgemeinen stellen Messgitterlängen von 3 bis 6 mm eine gute Lösung dar.
Lange Messgitter empfehlen sich, wenn ein inhomogenes Material wie z.B. Beton oder Holz vorliegt. Ein langer DMS überbrückt die Inhomogenitäten, des zu untersuchenden Materials und liefert als Messergebnis die gemittelte Dehnung unter dem Messgitter.
Kurze Messgitter eignen sich zur Erfassung eines lokalen Dehnungszustandes. Deshalb bieten sie sich an zur Bestimmung von Dehnungsverläufen (DMS-Ketten), dem Maximum von Kerbspannungen und Ähnlichem.
Der richtige Widerstand: Die Wahl des Widerstandes hängt von den Randbedingungen der Messaufgabe ab. 120 Ohm-Dehnungsmessstreifen sind relativ unempfindlich gegenüber Schwankungen des Isolationsiderstandes, z.B. durch Feuchteinwirkung.
Der Vorteil von höherohmigen Dehnungsmessstreifen liegt darin, dass sie infolge des geringeren Messstroms weniger Eigenwärme erzeugen. Sie sind zudem unempfindlicher gegenüber ohmschen Widerständen in den Anschlussleitungen zumMessverstärker. Ein Nachteil besteht darin, dass die höherohmigen Dehnungsmessstreifen empfindlicher beim Empfang von Störimpulsen sein können.
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