- Was liegt als Messwert vor?
- Wähle, welche Zahl dir vorliegt. Zeigt der Messverstärker bereits eine Dehnung in µm/m an (Mikrometer pro Meter; 1000 µm/m = 0,1 % Längenänderung), ‚Dehnung‘ wählen. Zeigt er nur das Rohsignal der Wheatstone-Brücke in mV/V (Millivolt Ausgangsspannung je Volt Speisespannung), ‚Signal‘ wählen; dann werden k-Faktor und Brückenschaltung für die Umrechnung gebraucht.
- Gemessene Randfaserdehnung ε_b [µm/m]
- Die Längsdehnung, die ein auf der Balkenoberfläche in Balkenrichtung geklebter Streifen anzeigt. Auf der gestreckten Seite ist sie positiv, auf der gestauchten negativ – bei Biegung beide betragsmäßig gleich groß. Bei Halb- oder Vollbrücke die Dehnung eines einzelnen Streifens eingeben, nicht die Summe. Woher: Anzeige des Messverstärkers nach Nullabgleich am unbelasteten Balken.
- Brückensignal U_M/U_B [mV/V]
- Das rohe Brückensignal: Ausgangsspannung der Wheatstone-Brücke geteilt durch die Speisespannung, in mV/V. Keils Biegefeder liefert bei Grenzlast 3,44 mV/V. Woher: Anzeige des Messverstärkers im Modus mV/V nach Nullabgleich.
- k-Faktor
- Der k-Faktor ist die Empfindlichkeit des Dehnungsmessstreifens: Er sagt, wie stark sich der elektrische Widerstand ändert, wenn der Streifen gedehnt wird (ΔR/R = k·ε). Ohne ihn lässt sich aus einem elektrischen Signal keine Dehnung berechnen. Woher: Er steht auf jeder DMS-Packung bzw. im Datenblatt des Herstellers, typisch 2,0 bis 2,1 für Konstantan-Folienstreifen; die Angabe gilt für Raumtemperatur. Der Wert muss auch im Messverstärker eingestellt sein.
- Brückenschaltung
- Wie die Streifen verschaltet sind – das legt den Brückenfaktor B fest, also wie oft die Randfaserdehnung im Signal steckt. Ein Streifen: B = 1. Ein Streifen oben und einer unten in benachbarten Zweigen: die entgegengesetzten Dehnungen addieren sich, B = 2. Zwei oben und zwei unten (Keils Biegefeder, Abb. 10.10): B = 4, außerdem Temperatur und Längskraft kompensiert. Woher: eigene Verdrahtung oder Datenblatt.
- Querschnitt
- Wie das Widerstandsmoment W_b bestimmt wird – der Geometriekennwert, der Biegespannung und Biegemoment verknüpft. Rechteck aus Breite und Höhe, Kreis aus dem Durchmesser, oder direkt aus einer Profiltabelle (z. B. für I-Träger oder Rohre). Es zählt nur der Querschnitt genau an der DMS-Position.
- Breite b [mm]
- Die Breite des Rechteckquerschnitts quer zur Biegerichtung – die Abmessung der Fläche, auf der der DMS klebt (Keils Feder: 10 mm). Geht linear ein. Woher: Messschieber oder Zeichnung.
- Höhe h [mm]
- Die Höhe des Rechteckquerschnitts in Biegerichtung, also der Abstand von der Zug- zur Druckseite (Keils Feder: 1 mm). Sie geht quadratisch ein – 1 % Fehler in h sind 2 % Fehler im Moment. Woher: Messschieber oder Zeichnung.
- Durchmesser d [mm]
- Der Durchmesser eines runden Balkens (Achse, Wellenzapfen, Rundstab) an der Messstelle. Er geht mit der dritten Potenz ein – 1 % Fehler im Durchmesser sind 3 % Fehler im Moment. Woher: Messschieber oder Zeichnung.
- Widerstandsmoment W_b [mm³]
- Das Widerstandsmoment gegen Biegung in mm³, direkt eingegeben – nur wenn ‚direkt eingeben‘ gewählt ist. Für Walzprofile steht es in Profiltabellen (dort oft W_y oder W_el genannt), für Rohre gilt π/32·(d_a⁴−d_i⁴)/d_a. Es muss zur Biegeachse passen, um die tatsächlich gebogen wird.
- Elastizitätsmodul E [N/mm²]
- Der Elastizitätsmodul beschreibt, wie steif der Werkstoff des Bauteils ist – wie viel Spannung nötig ist, um eine bestimmte Dehnung zu erzeugen (σ = E·ε). Er wird gebraucht, um aus gemessenen oder berechneten Dehnungen Spannungen zu machen und umgekehrt. Woher: Werkstofftabellen oder Datenblatt; Stahl ≈ 210 000 N/mm², Aluminium ≈ 70 000 N/mm², Titan ≈ 110 000 N/mm². Bei erhöhter Temperatur sinkt E.
- Hebelarm x (0 = nur Moment) [mm]
- Der Abstand von der Mitte des Messgitters bis zu dem Punkt, an dem die Kraft rechtwinklig auf den Balken wirkt – bei Keils Feder 18 mm. Das Biegemoment am DMS ist Kraft mal diesem Abstand, also liefert x die Kraft aus dem Moment. Trage 0 ein, wenn du nur das Moment brauchst oder der Angriffspunkt unbekannt ist. Woher: Messung am Bauteil oder Zeichnung.