Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

Messprinzip über Dehnmessstreifen
Die Messung von Kräften erfolgt oft dadurch, dass die Wirkung der zu messenden Kräfte,
z.B. die aus ihnen resultierende Verformung (Dehnung oder Stauchung) eines
Probekörpers bestimmt wird. Die in diesem Zusammenhang wohl bekanntesten Sensoren
sind die Dehnungsmessstreifen (DMS), ein mäanderförmiger Widerstand, bei denen die
Widerstandsänderung eines Drahtes ausgewertet wird. Diese Anordnung wird auf das zu
untersuchende Bauteil geklebt und die Dehnung bzw. Stauchung des Bauteils ist nun gleich
der Dehnung bzw. Stauchung des DMS.
∆R ∆L
= k× = k⋅ε
R L
0 0
mit k : Empfindlichkeit, k-Faktor, typ. k = 2
und ε: relative Dehnung
Der DMS kann aus Metallischen Stoffen und aus Halbleitern gefertigt werden. Solche piezoresistive
Materialien zeigen folgenden Effekt: die Änderung des elektrischen Widerstands
eines Metalls oder Halbleiters unter dem Einfluss einer mechanischen Spannung wird als
Piezo-Widerstands-Effekt bezeichnet. Die Ursache liegt bei Halbleitern in der Bandstruktur
und bei Metallen in der Fermifläche, die durch die mechanische Spannung verformt werden,
was die Leitfähigkeit verändert.
Die in einer Wheatstone’schen Brücke geschalteten DMS geben dabei eine der Auslenkung
proportionale Brückenspannung ab.
Dehnungsmessstreifen (DMS) und die zur Auswertung meist genutzte Wheatstone’sche Brückenschaltung.
Quelle: Prof. Dr.-Ing. J. Wallaschek, Universität-GH Paderborn, Mechatronik und Dynamik
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