MethodeWas wird berechnet?
Ein hochohmiger Widerstand parallel zu einem Brückenzweig senkt dessen Widerstand und verstimmt die abgeglichene Brücke reproduzierbar – so lässt sich die gesamte Messkette ohne mechanische Belastung prüfen. Keils Beispiel: Für 0,5 mV/V an einer 120-Ω-Brücke ist nach Gl. 8.7 ein Shunt von 60 kΩ nötig; exakt sind es 59,94 kΩ.
Gleichungen
R_K = R_N·R/(R_N+R) (Keil Gl. 8.1)
U_M = ½U_B·R/(2R_N+R) (Keil Gl. 8.5)
U_M/U_B ≈ R/(4R_N) ⇒ R_N = U_B·R/(4U_M) (Keil Gl. 8.6, 8.7)
ε_sim = −4·(U_M/U_B)/k
VorgehenSchritt für Schritt
- Zweigwiderstand und gewünschtes Kalibriersignal (z. B. Nennsignal des Aufnehmers) eintragen.
- Shunt aus der E-Reihe wählen, der dem exakten Wert am nächsten kommt, und das tatsächliche Signal zurückrechnen.
- Shunt möglichst am Aufnehmer zuschalten, bei 5-kHz-Trägerfrequenz kapazitive Kabelasymmetrien beachten.
Typischer Fehler
Den Shunt über die gesamte Halbbrücke statt über einen Zweig schalten oder das negative Vorzeichen des simulierten Signals als Fehler deuten.
PraxisAnwendung und Grenzen
Prüfen und Reproduzieren der Kalibrierung von Kraftaufnehmern und Wägezellen im eingebauten Zustand, Funktionskontrolle entfernter Messstellen, Skalierung von Datenerfassungssystemen.
Gilt für die abgeglichene Brücke mit konstanter Speisespannung; Leitungswiderstände zwischen Shunt und Zweig verändern das Signal bei Gleichspannung geringfügig, bei hoher Trägerfrequenz erheblich.
QuelleFachliche Grundlage
Keil, Dehnungsmessstreifen, 2. Aufl. 2017, Abschn. 8.7.3 Nebenschlusskalibrierung, Gl. (8.1)–(8.7), Abb. 8.7.
Die Quelle belegt die Gleichungsstruktur und die Zahlenbeispiele; dieser Rechner ersetzt keine Kalibrierung der Messkette.
FAQHäufige Fragen
Ersetzt der Shunt eine Kalibrierung mit Kraft?
Nein, er reproduziert nur ein elektrisches Signal; die Zuordnung Signal ↔ Messgröße muss einmal mit Maßverkörperung erfolgen.
Warum ein negatives Signal?
Der Parallelwiderstand verringert den Zweigwiderstand wie eine Stauchung des DMS.
Welche Genauigkeit braucht der Shunt?
Mindestens die angestrebte Kalibriergenauigkeit, typisch 0,01 bis 0,1 %, und geringer Temperaturkoeffizient.
Im selben Cluster
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