gefran M3 Betriebsanleitung Seite 57

Wie ist er aufgebaut
Im Prinzip besteht ein Dehnungsmessstreifen aus einem dünnen umgebogenen Metalldraht, der
nach einer speziellen Geometrie in ein flexibles Isoliermaterial eingebettet ist.
In Wirklichkeit wird der Metalldraht, das Messelement, aus einer besonders dünnen Folie aus einer
Metalllegierung ausgeätzt.
Mit diesem Verfahren können Metallgitter mit einer speziellen Geometrie hergestellt werden, dank
der die durch die Formänderung verursachte Widerstandsänderung optimiert wird.
Zur Herstellung der Metallfolie werden vor allem Nickel-Chrom- und Platin-Wolfram-Legierungen
sowie Karma verwendet.
Als nächstes muss die Metallfolie dann auf einen isolierenden Träger geklebt werden. Und bei eini-
gen Ausführungen wird eine weitere Isolierschicht auf den Dehnungsmessstreifen aufgebracht.
Diese aus Polymermaterialien bestehenden Schichten dienen einerseits zur elektrischen Isolation
des Dehnungsmessstreifen und sollen andererseits seine mechanische Kompatibilität mit dem Körper
sicherstellen, auf dem er anschließend angebracht wird.
Dehnungsmessstreifen
Druckmessaufnehmer mit aufgeklebtem Dehnungsmessstreifen
Am Beispiel der Dehnungsmessung bei den Druckmessaufnehmern wird nachstehend das typische
Verhalten eines aufgeklebten Dehnungsmessstreifens (Abb. 3) in einer Wheatstone-Brückenkonfiguration
im Ruhezustand und im Arbeitszustand analysiert.
Im Ruhezustand, in dem die Membran keinerlei Belastungen ausgesetzt ist (Abb. 4), befindet sich
die Wheatstone-Brücke in einem vollkommenen Widerstandsgleichgewicht.
Man kann davon ausgehen, dass die Resultierende des Widerstands, die sich nur aus der natür-
lichen Differenz der Widerstandswerte der Gitter ergibt, aus denen die Messbrücke besteht, in diesem
Zustand gleich Null ist.
Im Arbeitszustand (Abb. 5) werden die mittleren Gitter [R1, R3 (Abb. 2)] gedehnt und die äußeren
Gitter [R2, R4 (Abb. 2)] gestaucht.
Infolge der Beanspruchung ändern sich die Widerstandswerte und dies führt zu einer Asymmetrie der
Zweige der Brücke.
Man kann also leicht nachvollziehen, dass, wenn eine Spannung (V+,V- ) an die Messbrücke von
Abb. 2 angelegt wird, die an den Punkten (S+, S-) abgenommene Ausgangsspannung proportional zur
Widerstandsasymmetrie der Messbrücke variieren wird.
Abb. 2
85184E_Man_Drucksensoren für Temperaturanwendungen 07-2014_DEU
Widerstandsschicht
Isolierender Träger
Abb. 3
Ruhezu
Abb. 4
Arbeitsz
T = Dehnung
C = Stauchung
Anliegender
Druck
Abb. 5
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