Ein kleiner Sensor mit großer Wirkung
Auf den ersten Blick wirkt ein Dehnungsmessstreifen unscheinbar. Es ist nur ein winziges, zickzackförmiges Folienmuster, das meist auf eine Metalloberfläche aufgeklebt wird. Doch dieser kleine Sensor übernimmt eine entscheidende Rolle in der Messtechnik. Ob beim Wiegen eines voll beladenen Lkw, bei der Überwachung der Belastung einer Brücke oder beim sicheren Heben von Lasten mit einem Kran – Dehnungsmessstreifen liefern zuverlässig die entscheidenden Daten im Hintergrund.
Warum kleinste Veränderungen schwer zu erfassen sind
Die Veränderungen, die ein Dehnungsmessstreifen registriert, bewegen sich im Mikroskopischen. Schon eine minimale Dehnung oder Stauchung verändert seinen elektrischen Widerstand – und zwar nur um einen winzigen Bruchteil eines Ohms. Für herkömmliche Messgeräte ist diese Abweichung viel zu gering, um direkt erfasst zu werden. Ohne eine spezielle Messschaltung ginge das Signal schlicht im Rauschen unter.
Die Brückenschaltung, die den Unterschied macht
Hier kommt die Wheatstone-Brücke ins Spiel. Sie kombiniert vier Widerstände – davon zwei oder mehr aktive Dehnungsmessstreifen – und wandelt winzige Widerstandsänderungen in ein messbares Ausgangssignal um. Versorgt wird die Brücke mit einer stabilen Speisespannung. Sobald sich die Struktur verbiegt, gerät die Brücke minimal aus dem Gleichgewicht. Dieses Ungleichgewicht erzeugt ein kleines, aber äußerst präzises Signal – typischerweise im Bereich von Millivolt pro Volt (mV/V).
Schritt 1: Der richtige Dehnungsmessstreifen
Alles beginnt mit dem Sensor selbst. Bei Althen erhalten Sie nicht nur Standard-Dehnungsmessstreifen, sondern auch Lösungen für unterschiedlichste Bedingungen und Anwendungen – sei es bei hohen Temperaturen, im rauen Außeneinsatz oder in einer sauberen Laborumgebung.
Für eine zuverlässige Montage liefern wir zudem die passenden Klebstoffe und Schutzbeschichtungen sowie Kabel und Steckverbinder für eine störungsfreie Signalübertragung. Schon diese Grundlagen entscheiden darüber, ob eine Messkette nur für Wochen – oder über viele Jahre hinweg zuverlässig arbeitet.
DMS für jeden Einsatzzweck
Schritt 2: Aufbau der Messkette
Sobald der Dehnungsmessstreifen installiert ist, wird er Teil der Wheatstone-Brücke. Doch diese benötigt Unterstützung:
- Eine stabile Stromversorgung sorgt dafür, dass die Speisespannung konstant und störungsfrei bleibt.
- Hochwertige Kabel und Steckverbinder stellen sicher, dass das Sensorsignal unverfälscht und ohne Verluste zu den Elektroniken gelangt. Diese Komponenten mögen unscheinbar wirken, sind aber entscheidend für langfristige Genauigkeit.
Schritt 3: Dem Signal mehr Kraft geben
Das Rohsignal einer Wheatstone-Brücke ist kaum hörbar – nur wenige Millivolt. Genau hier kommen Verstärker oder Messsignal-Aufbereiter ins Spiel.
Sie verstärken das Signal nicht nur, sondern filtern Störungen heraus, stabilisieren den Ausgang und wandeln es in Standardsignale wie ±10 V oder 4–20 mA um – Signale, die von PLCs, Anzeigen oder Datenerfassungssystemen (DAQ) direkt verarbeitet werden können.
Schritt 4: Von Spannung zu realen Werten
Am Ende der Messkette wird aus dem verstärkten Signal eine nutzbare Messgröße. In unserer Animation zeigt das Messgerät –10 V. In der Praxis könnte dieser Wert für das Gewicht eines Lkw, die Belastung eines Kranarms oder den Druck in einer Rohrleitung stehen.
Anwendungen in der Praxis
Wir erleben täglich, wie diese vollständige Messkette im Einsatz funktioniert:
- Industrielles Wiegen: Wägezellen mit aufgeklebten Dehnungsmessstreifen und integrierten Verstärkern sorgen für zuverlässiges Lkw- und Silowiegen.
- Strukturüberwachung: Rosetten-Dehnungsmessstreifen mit Schutzbeschichtung, kombiniert mit Signalaufbereitern, liefern Langzeitdaten über Brücken und Windkraftanlagen.
- Robotik: Kompakte Dehnungsmessstreifen mit Inline-Verstärkern ermöglichen Robotern das nötige Kraft-Feedback für sicheres Greifen.
- Drucksensorik: Auf Membranen applizierte Dehnungsmessstreifen, kombiniert mit Aufbereitern wie dem TD-SC1, wandeln Druckänderungen in präzise elektrische Signale um.
Die komplette Messkette
Unsere Kunden benötigen nicht nur einen Sensor oder einen Verstärker – sie brauchen eine funktionierende Messkette. Deshalb liefern wir das gesamte Paket: Dehnungsmessstreifen, Klebstoffe, Beschichtungen, Kabel, Steckverbinder, Verstärker und Signalaufbereiter. Und ebenso wichtig: das Know-how, damit alles perfekt zusammenspielt.
Der Weg vom Dehnen zum Signal
Vom aufgekleben Dehnungsmessstreifen, über die Wheatstone-Brücke, bis hin zum Verstärker mit sauberem Ausgangssignal – jede Stufe erfordert die passenden Komponenten und Fachkenntnis. Bei Althen erhalten Sie Sensoren, Zubehör und Elektronik für maßgeschneiderte Messlösungen, auf die Sie sich verlassen können!
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