Was messen Dehnungsmessstreifen?
Das erste, was Sie bei der Diskussion von Dehnungsmessstreifen verstehen müssen, ist, was sie messen. Ein Dehnungsmessstreifen ist ein Sensor, dessen gemessener elektrischer Widerstand mit Dehnungsänderungen variiert. Dehnung ist die Verformung oder Verschiebung von Material, die aus einer angelegten Spannung resultiert. Spannung ist die auf ein Material ausgeübte Kraft geteilt durch die Querschnittsfläche des Materials. Wägezellen sind so konzipiert, dass sie Belastungen durch Balkenelemente bündeln, in denen sich Dehnungsmessstreifen befinden. Dehnungsmessstreifen wandeln die aufgebrachte Kraft, den Druck, das Drehmoment usw. in ein messbares elektrisches Signal um. Kraft verursacht eine Dehnung, die dann mit dem Dehnungsmessstreifen über eine elektrische Widerstandsänderung gemessen wird. Dann wird die Spannungsmessung mit Datenerfassung.
Wie wird Dehnung gemessen?
Nachdem der Prozess der Dehnungsmessung etabliert ist, besteht der nächste Schritt bei der Verwendung von Dehnungsmessstreifen darin, nützliche Daten zu erhalten. Der Dehnungsmessstreifen muss an einen Stromkreis angeschlossen werden, der in der Lage ist, auf die mit der Dehnung einhergehenden winzigen Widerstandsänderungen genau zu reagieren. Mehrere Dehnungsmessstreifen können in einer geteilten Brückenschaltung verwendet werden, um kleine Änderungen des elektrischen Widerstands zu messen. Dies wird als Wheatstone-Brücke bezeichnet. Bei einer Wheatstone-Brückenkonfiguration wird eine Erregerspannung an die Schaltung angelegt und die Ausgangsspannung an zwei Punkten in der Mitte der Brücke gemessen. Wenn keine Last auf die Wägezelle wirkt, ist die Wheatstone-Brücke abgeglichen und es liegt keine Ausgangsspannung an. Jede kleine Änderung des Materials unter dem Dehnungsmessstreifen führt zu einer Änderung des Widerstands des Dehnungsmessstreifens, wenn er sich mit dem Material verformt. Dadurch wird die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht, was zu einer Änderung der Ausgangsspannung führt. Wie bereits erwähnt, ist die Widerstandsänderung winzig, was bedeutet, dass häufig eine Signalverstärkung erforderlich ist, um Änderungen richtig zu bestimmen. Der Verstärkungsprozess verstärkt die Dehnungssignaländerungen; es führt jedoch auch dazu, dass auch mehr unerwünschtes Rauschen im Signal erkannt wird. Die Signalkonditionierung filtert das überschüssige Rauschen heraus und sorgt für genaue und verständliche Daten.
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Ausgewähltes Bild mit freundlicher Genehmigung von Christian V. / CC BY.