- Was liegt als Messwert vor?
- Wähle, welche Zahl dir vorliegt. Zeigt der Messverstärker im DMS-Modus 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 Längsdehnung ε_l [µm/m]
- Die Dehnung, die ein in Stabrichtung geklebter Dehnungsmessstreifen anzeigt. Positiv heißt der Stab wird länger (Zug), negativ kürzer (Druck). Bei einer Vollbrücke ist das die Dehnung eines einzelnen Längsstreifens, nicht die Summe aller vier. Woher: Anzeige des Messverstärkers nach Nullabgleich am unbelasteten Stab.
- Brückensignal U_M/U_B [mV/V]
- Das rohe Brückensignal: Ausgangsspannung der Wheatstone-Brücke geteilt durch die Speisespannung, in mV/V. Keils Stützstab liefert bei 10 kN etwa 1,29 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 Längsdehnung im Signal steckt. Ein Streifen: B = 1. Ein Längs- und ein Querstreifen: der Querstreifen misst die Querkontraktion −ν·ε und erhöht das Signal auf B = 1+ν. Zwei gegenüberliegende Längsstreifen plus zwei Kompensationsstreifen: B = 2, Biegung hebt sich auf. Zwei längs und zwei quer (Keils Messglied): B = 2(1+ν) ≈ 2,58, biegekompensiert und temperaturkompensiert. Woher: eigene Verdrahtung oder Datenblatt des Messglieds.
- Querschnitt
- Wie die tragende Querschnittsfläche an der Messstelle berechnet wird: Kreis aus dem Durchmesser, Rechteck aus Breite mal Dicke, oder du gibst die Fläche direkt ein (z. B. aus einer Zeichnung, für ein Rohr oder ein Profil). Es zählt nur der Querschnitt genau dort, wo die DMS kleben.
- Durchmesser d [mm]
- Der Durchmesser des Stabs an der Messstelle, nur beim Kreisquerschnitt. Die Fläche wächst mit dem Quadrat – 1 % Fehler im Durchmesser sind 2 % Fehler in der Kraft. Woher: Messschieber, bei Gewindestangen den Schaftdurchmesser am Messort, nicht den Kerndurchmesser.
- Breite b [mm]
- Die Breite des Rechteckquerschnitts an der Messstelle (nur beim Rechteck). Bei Flachstäben die Abmessung, auf der der DMS klebt. Woher: Messschieber oder Zeichnung.
- Dicke h [mm]
- Die Dicke des Rechteckquerschnitts an der Messstelle (nur beim Rechteck), also die Abmessung senkrecht zur Klebefläche. Woher: Messschieber oder Zeichnung.
- Querschnittsfläche A [mm²]
- Die Querschnittsfläche direkt in mm², nur wenn ‚Fläche direkt eingeben‘ gewählt ist. Sinnvoll für Rohre (π/4·(d_a²−d_i²)), Profile oder Werte aus der Zeichnung. Keils Beispiel: 8 mm Rund → 50,3 mm².
- 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.
- Querdehnungszahl ν
- Die Querdehnungszahl (Poisson-Zahl) gibt an, wie stark sich ein Werkstoff quer zusammenzieht, wenn er in Längsrichtung gedehnt wird: ε_quer = −ν·ε_längs. Sie ist wichtig, weil quer geklebte DMS genau diese Querdehnung messen und weil bei zweiachsigen Spannungszuständen beide Richtungen zusammenwirken. Woher: Werkstofftabellen; Stahl 0,28–0,30, Aluminium 0,33, Kunststoffe 0,35–0,45.