Dehnungssensor

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Ein Dehnungssensor wird verwendet, um in der Werkstoffprüfung bei Zug-, Druck- oder Biegeversuchen die Dehnung zu messen. Hierzu werden analoge oder inkrementelle Wegsensoren verwendet. Aus deren Signal wird mit Hilfe der Probenabmessungen die Dehnung errechnet. Die direkte Methode der Messung mittels Dehnungsmessstreifen wird dagegen nur noch sehr selten angewendet, da solche Streifen auf jede einzelne Probe aufwendig aufgeklebt werden müssen.

Geringe Dehnungen über große Längen lassen sich vorteilhaft durch Faser-Bragg-Gitter messen. Diese aufgeklebten Lichtleitfasern filtern abhängig von ihrer Länge eine ganz bestimmte Lichtwellenlänge, die mit optischen Methoden analysiert werden kann.

Man unterscheidet zwischen direkter und indirekter Messung.

Direkte Messung[Bearbeiten]

Bei der Direktmessung wird direkt an der Probe gemessen. Ein Ansetzaufnehmer oder optischer Dehnungssensor (z.B. Videoextensometer) kommt hier zum Einsatz. Hier können Auflösungen von bis zu 1 µm erreicht werden. Vor allem bei der Messung des E-Moduls ist hohe Präzision erforderlich.

Weitere Varianten sind:


Messverfahren auf Basis einer Bildkorrelation von Oberflächenmustern - wie das Laser Speckle Extensometer und die Grauwertkorrelation - ermitteln anhand des an den Messstellen beobachtenden Musterfließens die „wahre“ oder logarithmische Dehnung ε'. Hingegen ermitteln Messverfahren, die direkt den Abstand zwischen den Messmarken erfassen (z.B. Videoextensometer, Laserextensometer, Ansetzaufnehmer), die technischen Dehnung ε einer Probe. Die Umrechnung von logarithmische Dehnung in technische Dehnung ist möglich, solange das Material im beobachteten Messbereich gleichmäßig, insbesondere ohne lokale Einschnürung, gedehnt wird.

    \varepsilon' = \ln \left (\frac{\ell}{\ell_0} \right )=\ln \left (1 + \varepsilon \right )

Ab der Gleichmaßdehnung schnürt sich die Probe ein und wird dadurch lokal ungleichmäßig gedehnt. Infolgedessen ist die Umrechnung zwischen logarithmischer und technischer Dehnung fehlerbehaftet.

Indirekte Messung[Bearbeiten]

Indirekt heißt in diesem Fall, dass die Dehnung über einen Drehgeber an der Motorachse gemessen wird. Die Dehnung wird kalibriert, so dass pro Inkrement z.B. die Probe um 0,1 mm gedehnt wird. Häufig wird diese Art von Dehnungsmesser als Traversenwegaufnehmer bezeichnet. Nachteil dieser Messmethode ist, dass der "Schlupf" im Probenhalter oder auch die Dehnung der Traverse, sowie andere Verformungen in die Wegmessung mit eingehen. Die indirekte Dehnungsmessung ist daher für kleine Dehnungswerte nicht geeignet.

Siehe auch[Bearbeiten]

  • Tasimeter ein historisches Messverfahren von Edison

Weblinks[Bearbeiten]