MethodeWas wird berechnet?
Ob ein DMS als Viertel-, Halb- oder Vollbrücke verschaltet wird, entscheidet über Signalhöhe und darüber, welche Beanspruchungen und Störgrößen sich aufheben. Der Brückenfaktor fasst zusammen, wie oft die Dehnung eines aktiven Streifens im Signal erscheint: Bei der Biege-Vollbrücke VII addieren sich die Beträge aller vier Streifen (B = 4), bei Längs-Quer-Anordnungen trägt der Querstreifen nur ν-fach bei.
Gleichungen
U_M/U_B = k·B·ε/4
B = 1 (I, II), 1+ν (III), 2 (IV, VI), 4 (VII, IX), 2(1+ν) (VIII) (Keil Gl. 4.10–4.18)
VorgehenSchritt für Schritt
- Schaltung nach Messaufgabe wählen: Biegung → IV/VII, Längskraft → VI/VIII, Torsion → IX.
- Erwartete Dehnung am aktiven Streifen und Werkstoff-ν eintragen.
- Signal mit dem Messbereich des Verstärkers (z. B. 2,5 mV/V) abgleichen.
Typischer Fehler
Den Brückenfaktor am Verstärker doppelt berücksichtigen (viele Geräte rechnen bereits mit B) oder bei Torsion die Längsdehnung statt der 45°-Dehnung einsetzen.
PraxisAnwendung und Grenzen
Wahl der Verschaltung bei Spannungsanalysen und Aufnehmerbau, Umrechnung der Verstärkeranzeige in Dehnung über 'Dehnung je mV/V' und Prüfung, ob eine Schaltung Temperatur- oder Längskraftanteile unterdrückt.
Linearisierte Beziehung; setzt gleiche k-Faktoren, ideale Ausrichtung und für III/VIII einen einachsigen Spannungszustand voraus. Schaltung V (2 aktive, ohne Kompensation) ist temperaturempfindlich und hier nicht enthalten.
QuelleFachliche Grundlage
Keil, Dehnungsmessstreifen, 2. Aufl. 2017, Abschn. 4.5 Beispiele für elementare Brückenschaltungen, Gl. (4.10)–(4.18), Abb. 4.8–4.16.
Die Quelle belegt die Gleichungsstruktur und die Zahlenbeispiele; dieser Rechner ersetzt keine Kalibrierung der Messkette.
FAQHäufige Fragen
Welche Schaltung kompensiert Temperatur und Längskraft?
Halbbrücke IV und Vollbrücke VII (Ober-/Unterseite) unterdrücken Längskraft und Temperaturgang und messen reine Biegung.
Warum ergibt III nur 1+ν statt 2?
Der Querstreifen erfährt nur die ν-fache Längsdehnung mit umgekehrtem Vorzeichen.
Was bedeutet 'Dehnung je mV/V'?
Den Umrechnungsfaktor der Verstärkeranzeige: 4/(k·B); bei k = 2, B = 1 sind das 2000 µm/m je mV/V.
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