So finden Sie den passenden Dehnungsmessstreifen

Bevor Sie den passenden Dehnungsmessstreifen auswählen können, müssen Sie das Ziel der Messung klar definieren. Die Hauptfrage, die es zu beantworten gilt, ist daher, ob der DMS in experimentellen Tests oder im Aufnehmerbau eingesetzt werden soll.

Experimentelle Tests

Aufnehmerbau

 
  • Experimentelle Spannungsanalyse
  • Eigenspannungsanalyse
  • Lastanalyse
  • Lebensdauerabschätzung

  • Bestimmung von Wärmespannungen
 
 
  • Kraft
  • Masse
  • Drehmoment
  • Druck
  • Dehnung
 

Die DMS-Auswahl für experimentelle Tests erfolgt hinsichtlich folgender Auswahlkriterien:

Geometrie: Anzahl und Lage der Messgitter (Muster)
DMS-Serien: Aufbau des DMS
Anschlüsse: Art und Position
Temperaturganganpassung: Werkstoff, für den der Temperaturgang des DMS angepasst ist
Aktive Messgitterlänge: in mm
Elektrischer Widerstand: in Ohm

Dehnungsmessstreifengeometrie

  Linear-DMS (z.B. LY4) verfügen über ein Messgitter und messen die Dehnung in einer Richtung.
  T-Rosetten (z.B. XY3) verfügen über 2 Messgitter, die um 90° Grad zueinander versetzt angeordnet sind. Typische Einsatzfälle für diese Dehnungsmessstreifen sind die Analyse des zweiachsigen Spannungszustands mit bekannten Hauptrichtungen, sowie Messungen an Zug- und Druckstäben.
  Scher-/Torsions-DMS (z.B. XY4) verfügen über 2 Messgitter, die um 90° Grad zueinander versetzt angeordnet sind. Typische Einsatzfälle für diese Dehnungsmessstreifen sind Messungen an Torsionsstäben und die Ermittlung von Scherspannungen, wie sie in Scherstäben im Bereich der neutralen Faser vorkommen.
  Doppellinear-DMS (z.B. DY4) verfügen über zwei, parallel zueinander angeordnete Messgitter. Der typische Einsatzfall für diese Dehnungsmessstreifen sind Messungen an Biegestäben.
   Rosetten mit 3 Messgittern (z.B. RY8), bei denen die Messgitter unter 0°/45°/90° oder 0°/60°/120° angeordnet sind, sind die richtige Wahl für die Analyse des zweiachsigen Spannungszustands mit unbekannten Hauptrichtungen.
  DMS-Ketten (z.B. KY8) bestehen aus 10 bzw. 15 sehr kleinen Messgittern, die in konstantem Abstand (äquidistant) auf einem gemeinsamen Träger, plus einem Kompensations-DMS angebracht sind. DMS-Ketten eignen sich insbesondere für die Ermittlung von Dehnungsverläufen.
  Vollbrücken-DMS (z.B. VY4) verfügen über 4 Messgitter, die in einem Winkel von jeweils 90° Grad zueinander versetzt angeordnet sind. Typische Einsatzfälle für den Einsatz von Vollbrücken-DMS sind Messungen an Zug-/Druckstäben und die Ermittlung von Scherspannungen, wie sie in Scherstäben vorkommen.

DMS-Serien

HBM bietet verschiedene DMS-Serien für die Dehnungsmessung. DMS-Serien werden definiert durch die Kombination von DMS-Träger (z.B. Polyimid) und der Messgitterfolie (z.B. Konstantan). Alle DMS einer DMS-Serie verwenden den gleichen Werkstoff für Träger bzw. Messgitterfolie. Daher sind viele Technische Daten für unterschiedliche DMS einer Serie gleich.

Robuste und flexible DMS, die unter widrigen Bedingungen eingesetzt werden können, weisen für experimentelle Tests klare Vorteile auf. Dazu gehören DMS mit synthetischem Polyimid als Trägerwerkstoff für das Messgitter, die als DMS der Y-Serie bezeichnet werden. Diese Serie bietet eine Vielzahl unterschiedlicher DMS-Typen, die für unterschiedlichste Aufgaben in experimentellen Tests eingesetzt werden können. Zudem gibt es viele Sonder-DMS, z.B. Bohrloch- und Ringkernrosetten für die Eigenspannungsermittlung in Bauteilen sowie DMS-Ketten für die Untersuchung der Spannungsverteilung in komplexen Strukturen.

Anschlüsse

 HBM bietet Dehnungsmessstreifen mit unterschiedlichen Anschlusskonfigurationen.

 

Integrierte Lötflächen (z.B. LY4)

  • ermöglichen Löten direkt auf dem DMS
 
 

Große, zuentlastete Lötflächen (z.B. LY6)

  • ermöglichen Löten direkt auf dem DMS und bieten gleichzeitig eine nahezu vollständige mechanische Entkopplung von Lötflächen und DMS-Träger
 
 

Ni-plattierte Kupferbändchen, nicht isoliert, circa 30 mm lang (z.B. LY1)

  • kein Löten direkt auf dem DMS
  • zur völligen mechanischen Entkopplung der Kabel vom DMS
  • Verwendung separater Lötstützpunkte dirket am DMS erforderlich
 
 

Fluorpolymerisolierte Anschlussdrähte, circa 50 mm lang (z.B. K-C LY4)

  • kein Löten direkt auf dem DMS
  • Fluorpolymerisolierung verhindert das Ankleben des Kabels bei der Installation
  • Verwendung separater Lötstützpunkte direkt am DMS erforderlich
 
 

Fluorpolymerisolierte Anschlussdrähte, circa 50 mm lang (z.B. K-C LY4)

  • Kabellänge nach Bedarf von 0,5 m bis 10 m, 2-Leiter, 3-Leiter und 4-Leiterausführungen
  • kein Löten direkt an der Messstelle
  • Fluorpolymerisolierung verhindert das Ankleben des Kabels bei der Installation
 

Temperaturganganpassung

Dehnungsmessstreifen, die als Einzelmessstreifen in einer  Wheatstoneschen Brückenschaltung verschaltet sind, zeigen bei Temperaturänderung ein Ausgangssignal. Dieses Signal wird „scheinbare Dehnung“ oder auch „Temperaturgang einer Messstelle“ genannt und ist unabhängig von der mechanischen Belastung des Messobjektes.

Es ist jedoch möglich, einen Dehnungsmessstreifen auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten eines bestimmten Materials so anzupassen, dass das Ausgangssignal bei Temperaturänderung sehr klein ist. Solche DMS werden als DMS mit „Temperaturganganpassung“ oder „selbstkompensierende“ DMS bezeichnet.

Um die Temperaturganganpassung der DMS zu nutzen ist es notwendig, den Dehnungsmessstreifen nach dem Wärmeausdehnungskoeffizienten a des Probematerials zu wählen.

Code Werkstoff Wärmeausdehnungskoeffizient ∝
1 Ferritischer Stahl 10,8 ⋅ 10-6/K
3 Aluminum 23 ⋅ 10-6/K
5 Austenitischer Stahl 16 ⋅ 10-6/K
6 Quarzglas / Komposit 0,5 ⋅ 10-6/K
7 Titan und Grauguss 9 ⋅ 10-6/K
8 Kunststoff 65 ⋅ 10-6/K
9 Molybdän 5,4 ⋅ 10-6/K

Aktive Messgitterlänge

Die DMS-Messgitterlänge ist abhängig vom Messziel, da als Ergebnis einer Messung mit DMS der Mittelwert der Dehnungen unter dem Messgitter ermittelt wird. Im Allgemeinen stellen Messgitterlängen von 3 oder 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, des Maximums von Kerbspannungen und Ähnlichem.

Elektrischer Widerstand

HBM-DMS werden in 120, 350, 700 und 1.000 Ohm angeboten. Die Wahl des Widerstandes hängt von den Randbedingungen der Messaufgabe ab. Andere Widerstände sind auf Anfrage erhältlich.

Niederohmige DMS

Höherohmige DMS

+ Schwächere Beeinflussung durch elektromagnetische Felder + Schwächere Beeinflussung durch elektrischen Widerstand auf dem Verbindungsweg (Schleifringe, Kabel, etc.)
+ Schwächerer Einfluss von Änderungen des Isolationswiderstands - „Bessere“ Antennen im Falle von Störungen
- Höherer Leistungsbedarf - Größerer Einfluss von Änderungen des Isolationswiderstands
- Stärkere Eigenerwärmung durch höheren Stromfluss im Vergleich zu höherohmigen DMS  

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