Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hält ein Dehnungsmessstreifen die Spannung mehrere Wochen?


von Sven (Gast)


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gerade gesehen:

https://www.ebay.de/itm/Biegeerkennungstest-Dehnungsmessstreifen-Sensormodul-wiegen-SpannungsverstarRSH5/402526162103

Verstehe ich das richtig, je mehr der gebogen wird, desto höher die 
Spannung?

Wie lange bleibt die Spannung dann so, wenn er z.B. 2 Wochen lang 
gebogen  bleibt und dann wieder entlastet wird?

Und bleibt die Spannung gleich , auch wenn man zwischendurch die 
Auswertung ausschaltet?

: Verschoben durch Moderator
von einer (Gast)


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von Samanto (Gast)


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ja, sie bleibt gleich.

von Samanto (Gast)


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Du solltest aber eher ein DMS nehmen, der als Brücke geschaltet wird.
Nur ein DMS Streifen verändert seinen Wert auch zu sehr mit der 
Umgebungstemperatur. Wenn Du in 2 Wochen 5Grad  mehr oder weniger hast, 
merkst Du das möglicherweise schon.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sven schrieb:
> Verstehe ich das richtig, je mehr der gebogen wird, desto höher die
> Spannung?
Der darf nicht "gebogen" werden. Sondern er will "gestreckt" werden. Und 
das auch nur in einem mikroskopischen Maßstab.

> Und bleibt die Spannung gleich , auch wenn man zwischendurch die
> Auswertung ausschaltet?
Nur, wenn auch die Temperatur sich nicht ändert.
Und auch nur, wenn der so verklebt wurde, dass der Kleber nicht 
"kriecht".

von Andre (Gast)


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Sven schrieb:
> je mehr der gebogen wird, desto höher die Spannung

Nein, der eigentliche Messstreifen ändert nur seinen Widerstand. Der 
erzeugt keine Spannung.
Deine Auswerteschaltung legt da eine Spannung an um den Widerstand zu 
messen, Prinzip Spannungsteiler.
Solange du den Streifen nicht dauerhaft verformst ändert sich da nicht 
viel.

Beitrag #6468676 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Sven (Gast)


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Ich weiß nicht, wie ich diesen kleinen Streifen dehnen soll - biegen 
geht schon.

Hier ist noch eine andere Version - weiß jemand, was der Unterschied 
ist?

https://www.ebay.de/itm/Biegeerkennungstest-Dehnungsmessstreifen-Sensormodul-wiegen-SpannungsverstarR-WS/224108910547


würde auch ein ADC vom AVR alleine reichen, um so einen Messstreifen 
auszuwerten? oder kennt Ihr ähnliche Messstreifen, die ich einfach am 
AVR anschließen und messen kann, also ohne Vorverstärker?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sven schrieb:
> Ich weiß nicht, wie ich diesen kleinen Streifen dehnen soll
Dieses "Dehnen" spielt sich in einem für dich nicht sichtbarem und auch 
nicht messbarem Bereich ab. Der darf da bestenfalls um ein paar µm 
"gedehnt" werden.
Bei "Biegestabwiegezellen" wird auch nichts soweit "gebogen", dass du 
was erkennen könntest.
https://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen
http://www.telemess.de/DMS_Applikation-1-19.htm?gclid=Cj0KCQiAy579BRCPARIsAB6QoIZHUXFR3TuRGmi4XkkIBNh2ingedHfucu1suiDT0xDdR64LEqu57poaAi4vEALw_wcB
https://www.hbm.com/de/6725/temperaturkompensation-bei-dehnungsmessstreifen-messungen/

> - biegen geht schon.
Ja, das ist die sicherste Methode, das Ding zu "überdehnen" und damit 
kaputt zu machen. War zum Glück ja nicht sooo arg teuer...

Sven schrieb:
> würde auch ein ADC vom AVR alleine reichen, um so einen Messstreifen
> auszuwerten?
Nein.
> oder kennt Ihr ähnliche Messstreifen, die ich einfach am
> AVR anschließen und messen kann, also ohne Vorverstärker?
Nein.

: Bearbeitet durch Moderator
von Helmut L. (helmi1)


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von A. S. (Gast)


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Sven schrieb:
> kennt Ihr ähnliche Messstreifen, die ich einfach am AVR anschließen und
> messen kann, also ohne Vorverstärker?

Wenn Du weißt, was Du möchtest, gerne.

Was ein DMS ist, ist ja schon verlinkt. Das man den auch malträtieren 
kann, geschenkt.

von rolf (Gast)


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Andre schrieb:
> Nein, der eigentliche Messstreifen ändert nur seinen Widerstand. Der
> erzeugt keine Spannung.

Auswertung günstigerweise über Wheatstonsche Messbrücke.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke

von Sebastian S. (amateur)


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Die Antwort auf Deine Ausgangsfrage lautet ganz klar Jain!

Im Allgemeinen handelt es sich dabei um einen "Leiter", der seinen 
Querschnitt oder die Länge, bei Dehnung ändert. Die Teile sind zwar 
nicht, wie bei einem Thermowiderstand auf hohe Änderung, bei thermischem 
Wechsel, optimiert, aber wenn es drauf ankommt gelten andere 
Bedingungen. Somit ändert sich der Widerstand mit der Temperatur.

Man kann bei der Anwendung jede Menge falsch machen. Nicht nur durch 
Überbeanspruchung. Soll es thermisch halbwegs stabil sein, so kommst Du 
um eine Art Brückenschaltung nicht herum.

Auch wenn man zuverlässig Kräfte, im vielstelligen Tonnenbereich, damit 
messen kann, sind die eigentlichen Messstreifen, mechanisch gesehen, 
hochempfindlich - also richtige Sensibelchen. Das betrifft aber alle 
"Umwelteinflüsse".

Üblicherweise gibt es bei den Herstellern sehr detaillierte Hinweise zur 
Verwendung. Keine Ahnung ob das auch für die Maden aus China gilt.

Bei fertigen Teile gilt ebenfalls: Kommt darauf an. Sind sie als Brücke 
geschaltet (4-Leiteranschluß) so kann es, über einen größeren 
Temperaturbereich, gut gehen, so das Teil mit den jeweiligen 
Umwelteinflüssen klarkommt.

Ach so es kann nicht schaden, die Teile nicht über die Gebühr zu 
beanspruchen. Dehnst Du sie nämlich wirklich (Grenze der Elastizität 
überschritten) kannst Du die Messwerte gleich in den Mülleimer werfen.

von Sven (Gast)


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Ich frage mich allmählich, wie man diese Dinger bei ebay siehe oben 
überhaupt fachgerecht verwenden soll? Was meint Ihr soll man mit den 
kleinen Streifchen da machen?

von A. S. (Gast)


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Sven schrieb:
> überhaupt fachgerecht verwenden soll?

Hast Du denn zumindest einen Artikel dazu gelesen?

DMS sind sensible Sensoren deren Applizierung (aufkleben) und Auswertung 
(Messebrücke, Temperaturkompensation) halt nicht vom Himmel fällt.

Wenn Du das aber lernst, kannst Du damit beliebige Arten von Waagen 
bauen, mit 5 und mehr stellen von g bis hunderte Tonnen.

von Theor (Gast)


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Gibt es eigentlich Untersuchungen oder Datenblätter in denen angegeben 
ist, wie sich Dehnungen, die kurzzeitig an sich zulässig sind, bei den 
nachgefragten Wochen oder auch länger auswirken. Ich rede hier 
ausdrücklich nicht von einer Überbeanspruchung.
Ich finde leider dazu nichts; aber auch nur nach oberflächlicher Suche, 
nicht.

Ich vermute, dass jede Streckung, irgendwann eine dauerhafte zumindest 
graduelle Längen- und damit Widerstandsänderung bewirkt. Und zwar in dem 
Zustand unter mechanischer Spannung und auch nach Entlastung.
Denn die Kräfte zwischen den Molekülen entsprechen energetisch einen 
etwas höheren Zustand und die Moleküle werden prinzipiell zu einem 
energieärmeren Zustand "streben". Meint Ihr nicht auch?
Wie weit den Molekülen das gelingen kann, weiß ich nicht. Das wird vom 
Material abhängen, meint Ihr nicht?

von Phasenschieber S. (Gast)


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Andre schrieb:
> Nein, der eigentliche Messstreifen ändert nur seinen Widerstand. Der
> erzeugt keine Spannung.

rolf schrieb:
> Auswertung günstigerweise über Wheatstonsche Messbrücke.

Genau so isses....und es gibt nicht DEN DMS, sondern es gibt unzählige 
Varianten, zum Messen von grossen Bauwerken (mehrere Tonnen) bis zum 
Messen von Muskelkontraktionen.

Letzteres war Teil meiner Arbeit.

von A. S. (Gast)


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Theor schrieb:
> wie sich Dehnungen, die kurzzeitig an sich zulässig sind, bei den
> nachgefragten Wochen oder auch länger auswirken.

Was meinst Du? DMS sind in Fernleitungen oder Stützen angebracht um 
jahrelang absolute Werte zu liefern.

von Wolfgang (Gast)


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Theor schrieb:
> Gibt es eigentlich Untersuchungen oder Datenblätter in denen angegeben
> ist, wie sich Dehnungen, die kurzzeitig an sich zulässig sind, bei den
> nachgefragten Wochen oder auch länger auswirken.

Ganz viel hängt von der Verklebung ab.

von Egon D. (Gast)


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Theor schrieb:

> Gibt es eigentlich Untersuchungen oder Datenblätter in
> denen angegeben ist, wie sich Dehnungen, die kurzzeitig
> an sich zulässig sind, bei den nachgefragten Wochen oder
> auch länger auswirken.

Gibt es.
Die Werkstoffwissenschaft kennt das als "Kriechen" bzw.
"Relaxation".


> Ich vermute, dass jede Streckung, irgendwann eine dauerhafte
> zumindest graduelle Längen- und damit Widerstandsänderung
> bewirkt.

Klares "Jein": Das Kriechverhalten hängt sowohl vom Werkstoff
als auch von der Temperatur ab. Beton und auch Kunststoffe
kriechen bei Normaltemperatur relativ stark, das ist bekannt.

Metalle neigen generell wenig zum Kriechen; allerdings weiss
Wikipädie zu berichten, dass auch Metalle bei "höheren
Temperaturen" (30% bis 40% der Schmelztemperatur und höher)
verstärkt Kriechverhalten zeigen. Soll heißen: Elastische
Verformungen wandeln sich verstärkt in plastische um.


> Denn die Kräfte zwischen den Molekülen entsprechen
> energetisch einen etwas höheren Zustand und die Moleküle
> werden prinzipiell zu einem energieärmeren Zustand
> "streben". Meint Ihr nicht auch?

Ja... im Prinzip ja, aber das ist kompliziert, weil Metalle
ohnehin einen Gutteil ihrer Festigkeitseigenschaften den
Defekten im Kristallgitter verdanken. Der energieärmste
Zustand ist sicherlich der Einkristall -- aber mir ist nicht
bekannt, dass schon jemals ein spontaner Übergang zum
Einkristall beobachtet wurde. Das klappt fast immer nur
aus der Schmelze und in extrem kontrollierter Umgebung.

von Theor (Gast)


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Danke, A.S., Wolfgang und Egon D. für Eure Antworten.

Ohne den Wert der Antworten von A.S. und Wolfgang schmälern zu wollen, 
finde ich Egon D.s Antwort interessant. Das Stichwort "Kriechen" hat 
mich weiter geführt.

Demnach sind, grob zusammengefasst, bei Temperaturen um 21°C die 
Veränderungen durch mechanische Spannungen unterhalb gewisser Grenzen in 
Metallen im allgemeinen reversibel, dass Metall also elastisch.

Das mit dem Beton wusste ich auch noch nicht. Mir ist nur mal, ich 
glaube in einem Museum im Schwarzwald, ein Glasgefäß untergekommen, dass 
offenbar seit ein paar Jahrhunderten unter dem Zug der Schwerkraft vom 
Regal "fliesst". Faszinierend, dabei zuzusehen. Sehr meditativ. :-)

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Konzept von plastischer und elastischer Verformung ist bekannt ? Du 
musst natuerlich im elastischen Bereich bleiben, immer !

von Naturliebhaber (Gast)


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Theor schrieb:
> Danke, A.S., Wolfgang und Egon D. für Eure Antworten.
>
> Ohne den Wert der Antworten von A.S. und Wolfgang schmälern zu wollen,
> finde ich Egon D.s Antwort interessant. Das Stichwort "Kriechen" hat
> mich weiter geführt.
>
> Demnach sind, grob zusammengefasst, bei Temperaturen um 21°C die
> Veränderungen durch mechanische Spannungen unterhalb gewisser Grenzen in
> Metallen im allgemeinen reversibel, dass Metall also elastisch.
>
Jede mechanische Uhr würde nicht mehr funktionieren wenn es nicht so 
wäre! Teilweise laufen sie schon über 100 Jahre genau.

von Horst S. (petawatt)


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Seit Jahrzehnten beschäftigt sich die Firma HBM (war ja schon weiter 
oben genannt worden) mit DMS. Hab DMS  früher oft zur Messung von 
Umbruchkräften an großen Porzellanisolatoren eingesetzt. Natürlich in 
Brückenschaltung. Dehnungsmessstreifen werden sehr häufig auch in Waagen 
und Druckmessdosen verwendet.
Für schnelle Vorgänge setzt man Messwertgeber auf Basis Piezokristall 
ein. Da ist das Thema Drift schon eher ein Problem.

Theor schrieb:
> Mir ist nur mal, ich
> glaube in einem Museum im Schwarzwald, ein Glasgefäß untergekommen, dass
> offenbar seit ein paar Jahrhunderten unter dem Zug der Schwerkraft vom
> Regal "fliesst".

Das Verhalten ist auch von alten Kirchenfenstern bekannt.

Grüße von petawatt

von A. S. (Gast)


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Horst S. schrieb:
> Theor schrieb:
>> Mir ist nur mal, ich
>> glaube in einem Museum im Schwarzwald, ein Glasgefäß untergekommen, dass
>> offenbar seit ein paar Jahrhunderten unter dem Zug der Schwerkraft vom
>> Regal "fliesst".
>
> Das Verhalten ist auch von alten Kirchenfenstern bekannt.

und bis heute nicht ohne jede Evidenz. Ja, Glas ist amorph, und ja, 
scharfe Glassplitter oder Schnittkanten werden stumpf mit der Zeit, aber 
dass Glas "fließt", ist wohl eher ein Mythos (zumindest Fensterglas 
unter 100°). Bei Kirchenfenster kann wohl niemand bestätigen, ob die 
nicht von Anfang an so waren.

von Theor (Gast)


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A. S. schrieb:
> Horst S. schrieb:
>> Theor schrieb:
>>> Mir ist nur mal, ich
>>> glaube in einem Museum im Schwarzwald, ein Glasgefäß untergekommen, dass
>>> offenbar seit ein paar Jahrhunderten unter dem Zug der Schwerkraft vom
>>> Regal "fliesst".
>>
>> Das Verhalten ist auch von alten Kirchenfenstern bekannt.
>
> und bis heute nicht ohne jede Evidenz. Ja, Glas ist amorph, und ja,
> scharfe Glassplitter oder Schnittkanten werden stumpf mit der Zeit, aber
> dass Glas "fließt", ist wohl eher ein Mythos (zumindest Fensterglas
> unter 100°). Bei Kirchenfenster kann wohl niemand bestätigen, ob die
> nicht von Anfang an so waren.

OK. Diese Anekdote hätte ich wohl nicht einfügen sollen.
Immerhin, in Zeiträumen von ein paar Millionen Jahren, wie der im 
Wikipedia-Artikel verlinkte Beitrag behauptet, könnte man wohl von 
"fliessen" sprechen.

Nun. Das weicht jetzt vom Thread-Thema wohl sehr ab. Ich denke, wir 
sollten das jetzt nicht weiter vertiefen.

von Daniel B. (daniel_3d)


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Suche doch mal nach "Wägezelle".
Die sind mechanisch wesentlich einfacher zu befestigen.

von A. S. (Gast)


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Theor schrieb:
> . Das weicht jetzt vom Thread-Thema wohl sehr ab.

Naja, der TO äußert sich ja nicht, was sein Thema ist. Z.b. ob er bei 
der Spannung im Titel elektrisch oder mechanisch meinte.

von Theor (Gast)


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A. S. schrieb:
> Theor schrieb:
>> . Das weicht jetzt vom Thread-Thema wohl sehr ab.
>
> Naja, der TO äußert sich ja nicht, was sein Thema ist. Z.b. ob er bei
> der Spannung im Titel elektrisch oder mechanisch meinte.

Für vom eigentlichen Thema abweichend halte ich die von mir aufgeworfene 
Frage, ob und unter welchen Umständen Dehnungen irreversibel sind, für 
welche Materialien diese Frage noch relevant ist und die Diskussion der 
Antwort, dass von statt von "fliessen" von "kriechen" geredet werden 
muss.

Ich stimme Dir zu, dass der TO elektrische und mechanische Spannung 
nicht ausdrücklich unterschieden hat.
Meiner Meinung nach spielt das aber keine sehr bedeutende Rolle, da 
beides sehr stark korreliert ist.
Ein elementares Mißverständnis, dass sein vermutliches Vorhaben in eine 
völlig andere Richtung führen könnte, kann daher aus meiner Sicht nicht 
auftreten. Unstrittig scheint mir nur, dass die Unterscheidung im Sinne 
einer allgemein hinreichenden Bildung und in Hinblick auf evtl. 
auftretende  komplexere Situationen wünschenswert ist.

Der Kern der Frage des TOs scheint mir jedenfalls auf das stationäre 
Verhalten der mikromechanischen Struktur (Festkörperphysik) und die 
Wiederholgenauigkeit der (indirekten Widerstands-) Messung abzuzielen.
Aus seinen weiteren Beiträgen geht m.M.n. hervor, dass ihn unsere 
Antworten eher irritiert haben, denn er stellt in seinem letzten Beitrag 
die Frage, ob man überhaupt irgend etwas Sinnvolles mit DMS anstellen 
kann; was man, wohl unstreitig, ausdrücklich bejahen kann.


@ Sven
Ich habe mir den ebay-Artikel nicht im Einzelnen angeschaut; 
insbesondere war mir die Mühe zu groß das entsprechende Datenblatt zu 
suchen. Falls Du Fragen hast, die konkrete Details betreffen, bitte ich 
Dich darum, das Datenblatt hier zu verlinken.

Jedenfalls sind die messbaren Größen-/Unterschiede/ im Vergleich zu 
anderen häufigen Sensor-Schaltungen eher gering. Sie entsprechen 
vielleicht am ehesten den geringen Unterschieden, wie sie an Shunts bei 
der Messung von Strömen im Milliampere-Bereich oder weniger, auftreten. 
D.h. wir sprechen hier vermutlich von Millivolt-Unterschieden. Diese 
Aussage ist eher grob und verallgemeinernd und soll nur einen 
Anhaltspunkt für die Größenordnung geben.

Daraus ergibt sich in der Regel die Notwendigkeit von besonderen 
Hilfsschaltungen (die schon genannte "Wheatstone’sche Brückenschaltung") 
und Verstärkern vor der eigentlichen Auswertung, Erzeugung einer 
Steuergröße oder AD-Wandlung.

Einführendes dazu ist dem entsprechenden Wikipedia-Artikel zu entnehmen.
Ich schlage vor, dass Du den zunächst einmal liest.

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