Anhang A: Das Funktionsprinzip; Mechanische Konstruktion Und Funktionsweise; Der Dehnungsmessstreifen - gefran M3 Betriebsanleitung

Flüssigkeitsgefüllter Massedrucksensor
Der Massedrucksensor ist ein hochtemperaturbeständiger Sensor.
Analysiert man sein Konstruktionsschema, erkennt man leicht, dass die gesamte Konstruktion auf die
Übertragung des Drucks des Mediums an das Sensorelement ausgerichtet ist, damit sich dieses so weit
entfernt wie möglich von der Wärmequelle befinden kann.
Das hierzu entwickelte hydraulische System besteht aus einer Kapillare mit 0,1 mm
Innendurchmesser, an deren Ende die Trennmembran und die Messmembran geschweißt sind.
In der Kapillare befindet sich eine Füllflüssigkeit mit niedrigem Kompressibilitätskoeffizienten zum
Übertragen des Drucks; hierbei handelt es sich um Quecksilber beziehungsweise, bei Anwendungen in der
Lebensmittelindustrie, um ein Öl mit FDA-Zulassung.
In beiden Fällen hängt die Flüssigkeitsmenge von der Bauart des Sensors ab; so enthält die
Ausführung mit starrem Schaft 30mm
Bei der Auslegung aller Bauteile müssen die Beanspruchungen berücksichtigt werden, denen das
System ausgesetzt ist, d.h Drücke bis 2000 bar und Temperaturen bis 400°C.
Die Beanspruchungen, denen der Massedrucksensor ausgesetzt wird, müssen statischer Art sein.
Dynamische Beanspruchungen wirken sich negativ auf die Zuverlässigkeit des Sensors aus.
Neben der Dauerhaftigkeit muss die Konstruktion des Sensors auch unter allen in der Betriebs-
anleitung vorgesehenen Einsatzbedingungen zuverlässige Messungen entsprechend den im technischen
Datenblatt enthaltenen Angaben zur Genauigkeit gewährleisten.
Die Geometrie der Membranen ist in Abhängigkeit von Volumen und Drücken gestaltet, die
bei der Messung eine Rolle spielen. Im Wesentlichen muss dem auf die Trennmembran ausgeübten
Druck eine wohl definierte Verformung der Messmembran entsprechen, auf die das Messelement, ein
Dehnungsmessstreifen, geklebt ist, das die physikalische Größe Druck in ein elektrisches Signal umwan-
deln muss.
Massedrucksensoren mit aufgeklebtem Dehnungsmessstreifen
Der Dehnungsmessstreifen, der seit langem das bei weitem am häufigsten zur Messung der
Materialverformung verwendete System ist, wird industriell zum Messen der Dehnung von Metallen, insbe-
sondere von Stahl und Aluminium, eingesetzt.
Die Anwendungsvielseitigkeit, die Zuverlässigkeit und nicht zuletzt die große Genauigkeit der
Umwandlung der gemessenen physikalischen Größen, sind dafür verantwortlich, dass diese Technik eine
der am häufigsten zur Konstruktion von Drucksensoren verwendeten Techniken ist.
Dank seiner langjährigen Erfahrung im Bau von Sensoren bietet Gefran in seinem Katalog
eine große Auswahl von Produkten mit der DMS-Technik an, wie z.B. industrielle Druck- und
Massedrucksensoren.
Die kontinuierliche Entwicklungsarbeit und Verfeinerung der Anwendung dieser Technik gestattet
Gefran die Realisierung von Sensoren, deren Leistungsmerkmale weltweit Maßstäbe setzen.
Beschreibung des Dehnungsmessstreifens
Der Dehnungsmessstreifen ist eine Vorrichtung, die eine physikalische Größe in eine elektrische
Größe umwandeln kann.
Der Dehnungsmessstreifen ist ein Primärwandler, da er die physikalische Größe am Eingang direkt
in die Ausgangsgröße unwandelt.
Zur Kategorie der Sekundärwandler gehören die Kraft-, Beschleunigungs- und Drucksensoren, die
sich auf die Dehnungsmesstechnik stützen und deren Ausgangsgröße indirekt aus der Eingangsgröße
erhalten wird.
Beim zweiten System wird die Eingangsgröße in eine Zwischengröße umgewandelt, die dann wiede-
rum in die Ausgangsgröße umgewandelt wird.
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13. ANHANG A: DAS FUNKTIONSPRINZIP

13.1 Mechanische Konstruktion und Funktionsweise

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und die mit flexibler Verbindung 40mm

13.2 Der Dehnungsmessstreifen

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