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Messung von Kräften

Dehnungsmessstreifen

Genauso wie bei der Druckmessung haben im Bereich der elektrischen Kraftmessung die Dehnungsmessstreifen (DMS) eine große Bedeutung (z.B. in Waagen).

Der eigentliche Dehnungsmessstreifen besteht aus einem mäanderförmigen Draht, der auf ein Trägermaterial aufgeklebt wird. Das Trägermaterial ist hierbei eine kraftempfindliche Membran, die sich unter Krafteinwirkung verformt. Durch diese Verformung ändert der Draht seine Länge und somit auch seinen elektrischen Widerstand. Oft werden 4 DMS in Form einer Wheatstone'schen Brücke als kraftempfindliche Membran auf einen Siliziumchip gebracht. Auf diesem Chip befindet sich dann zusätzlich die gesamte Kompensationsschaltung, die für eine fehlerfreie Kraftmessung benötigt wird.

Abb.1
Vier Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstone'schen Brückenschaltung

Es gibt eine sehr große Vielfalt an verschiedenen Kraftsensoren, die an die verschiedenen Messbedingungen angepasst wurden. Das Spektrum reicht von der Miniaturisierung über Chips mit integrierter Elektronik zur Fehlerkorrektur bis hin zu triaxialen Messaufnehmern.

Beim Messen mit Kraftsensoren auf DMS-Basis muss darauf geachtet werden, dass die Stromspeisung der DMS so gewählt wird, dass sich diese möglichst nicht erhitzen. Denn durch eine Erwärmung könnte eine Wärmeausdehnung entstehen, die eine Deformation und damit auch eine fehlerhafte Widerstandsänderung hervorrufen würde.

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