Dehnungsmessstreifen

Moin,

kennt sich hier jemand zufällig damit aus?

Ich habe die Aufgabe, die Temperatur/Widerstands-Kurve so eines DMS zu vermessen. Nun ist aber ein Problem aufgetaucht: Es gibt keine Kurve:-) Der DMS hat bei allen erreichbaren Temperaturen immer den selben Widerstand (gemessen mit einem durchaus guten Gerät und bei Temperaturen von Feuerzeug in der Nähe bis Kältespray).

Allerdings gibt der Beipackzettel/Datenblatt eine Formel an, wie man aus der Temperatur die Widerstandsänderung berechnen soll, es sind die Koeffizienten eines Polynoms 4. Grades gegeben. Die Widerstandänderungen danach sollten um Größenordnungen größer sein, als die gemessenen (das gemessene Rauschen). Nun ist leider das Datenblatt für mich auch nicht so ganz verständlich.

Kann es sein, dass die angegebene Formel die Widerstandänderung angibt, die sich ergibt wenn man den Streifen auf Stahl aufklebt? Also die Widerstandänderung aufgrund der Wärmedehnung des Stahls? Denn immerhin will man die ja üblicherweise nicht messen sondern nur die Dehnung aufgrund mechanischer Spannung und daher scheint es sinnvoll, wenn man die Dehnung infolge Wärmedehnung berechnen kann um sie dann vom Messwert abzuziehen. Man kann das Datenblatt so interpretieren, als dass die Koeffizienten für das Ploynom für Stahl gelten (allerdings drücken die sich da so komisch aus, das dem Ahnungslosen nur Interpretation übrig bleibt, endliche Kenntnisse im technischen Englisch erschweren die Sache nochmals).

Frage: Kennt jemand die üblichen Angaben im Datenblatt und weiß, was diese berechenbare Widerstandänderung für eine Bedeutung hat - wo doch der DMS ohne Aufgeklebt frei im Raum keine nachweisbare Temperaturabhängigkeit des Widerstandes hat?

CU Rollo

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Roland Damm
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Roland Damm schrieb: [snip]

Versuchs doch mal beim Hersteller :-) Damit ich aber nicht nur blöde Sprüche gemacht habe, hier noch ein Link zu einem der führenden Hersteller von DMS:

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bzw.

Die haben recht gute Literatur online (ist gratis, aber Du musst Dich halt registrieren). Ich denk dort ist das Thema abgehandelt.

Kleine Frage: Hast Du eine Halb- bzw Vollbrücke mit DMS geschaltet und alle gleichzeitig gewärmt bzw. gekühlt? Dann würde sich nämlich die Temperaturdrift wegkompensieren. Aber ich denk, auf die Idee wärste sicher auch gekommen :-)

Bruno

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Bruno Berger

Moin,

Bruno Berger schrub:

Dessen Datenblatt liegt ja vor, ich verstehe es nur nicht:-(.

Nee, es war ein absolut nackter DMS, genauer gesagt zwei davon auf einem Plastikschnipsel, aber jeweils einzeln mit Kontakten versehen.

CU Rollo

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Roland Damm

Roland Damm schrieb:

Das ist ein theoretischer Grenzfall.

Selbst bei Konstantan lässt sich mit ordentlichem Aufbau der Temperaturgang des nackten DMS ermitteln. Allerdings nicht mit ...

..., sondern mit vernünftigem Temperierbad und Multimeter, mit dem man den Widerstand auf Größenordnung 10^-7 aufgelöst messen kann.

Was steht denn im Datenblatt? Ein Link oder Text wäre hilfreich...

In der Praxis gibt es dafür für die wichtigsten Materialgruppen (Stähle, Al-Legierungen, CuBe, ...) temperaturkompensierte DMS. Denn man möchte ja nicht extra die Temperatur messen müssen und dann "rückwärts" rechnen.

Gruß, Volker.

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Volker Staben

Moin,

Volker Staben schrub:

Unter 0.5%, Messrauschen und vermutlich thermoelektrischer Effekt setzten der Messung Grenzen.

Welchen Einfluss hat die Genauigkeit, mit der der Experimentator die Temperatur kennt, auf den Widerstand? :-)

Vielleicht morgen, aber da ist es vielleicht auch schon wider zu spät. Hab mir leider den Hersteller nicht aufgeschrieben und Datenblatt und so liegen woanders.

Also ist es durchaus möglich, das die Angabe dort im Datenblatt etwas aussagt darüber, was passiert, wenn man den DMS auf einen bestimmten Werkstoff aufklebt.

CU Rollo

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Roland Damm

Roland Damm schrieb:

Soll die Angabe "Unter 0,5%" bedeuten, dass der Widerstand sich bei Deinem Experiment mit Feuerzeug und Kältespray um nicht mehr als 0,5% geändert hat?

Bei (angenommenem) Konstantan mit ca. 40ppm/K und 50K Temperaturdifferenz liegt die relative Widerstandsänderung unter 0,2%. Um solch kleine TKs nachzuweisen, muss man mit anderen Methoden drangehen.

Zumal Deine Methode heftige zeitliche Schwankungen der Temperatur, örtliche Temperaturgradienten, Strahlungswärme und mechanische Verformungen beim Anblasen mit Kältespray produziert. So geht es nicht.

Ich hatte Dich so verstanden, dass Du nicht den Widerstand, sondern dessen Temperaturkoeffizienten ermitteln möchtest. Dazu wäre die Kenntnis der Temperatur durchaus hilfreich.

Und die Unsicherheit, mit der die Temperatur bekannt ist, ist zudem wieder eine ganz andere Baustelle...

Die Aussagen im Datenblatt sagen genau das aus, was drin steht. Alles andere ist Spekulation.

Gruß, Volker.

Reply to
Volker Staben

Moin,

Volker Staben schrub:

1)

Eben, deswegen ja auch die oben 1) erwähnte Unsicherheit.

Ich wollte einfach nur wissen, in welcher Größenordnung die Temperaturabhängigkeit liegt. Vollkommen klar, dass ein in die Nähe gehaltenes Feuerzeug ein komplett unbekannte Temperatur darstellt. Das war nur ein Versuch um zu sehen, ob _überhaupt_ etwas passiert.

Tcha. Habe das Ding inzwischen gefunden, es ist dieses Teil hier:

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Wie ich da irgendwo gesehen habe, ist das Ding wirklich aus Konstantan. Inzwischen habe ich den Verdacht, dass das Datenblatt welches mir ausgehändigt wurde, schlicht zu einem anderen Bauteil gehört. So kommt das halt, wenn man irgendwelche Kopien ausghändigt kriegt, die irgendwer noch irgendwo auf dem Schreibtisch gefunden hat.

Aber dennoch standen zweifelsfrei auf der Verpackung _dieses_ (individuellen) Bauteils die Koeffizienten für ein Polynom drauf. Nur klugerweise selbstverständlich ohne Einheiten, also ist noch nicht mal endgültig sicher, ob man mit dem Polynom einen Widerstand ausrechnet oder was. Allein, dass man die Temperatur in C einsetzen muss, ist erwähnt. Aber vielleicht stimmt noch nicht mal die Verpackung.

CU Rollo

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Roland Damm

Roland Damm schrieb:

Verglichen mit einem schlechten Experiment: es gibt nichts praktischeres als eine gute Theorie.

Gut. Wo steht da etwas von Deinem Polynom?

Auch im Datenblatt - z.B. unter

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- habe ich beimÜberfliegen nichts darüber gefunden.

Das wäre ja nicht ungewöhnlich.

Das hilft ja alles nicht wirklich weiter...

Vielleicht orderst Du ein neues Paket und studierst die Original-Unterlagen?

Bei DMS wird in Bezug auf Temperaturphänomene auch oft die sog. "scheinbare Dehnung" betrachtet, wie z.B. in

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auf Seite 6.

Gruß, Volker.

Reply to
Volker Staben

Moin,

Volker Staben schrub:

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In der Tat, nichts. Aber da steht sowieso nicht viel.

Auch sehr interessant.

Das war eine meiner anfänglichen Fragen. Es hätte ja auch sein können, dass Konstantan einen so schlechten Zusammenhang aus Dehnung und Widerstand hat, dass man das nicht verwenden kann...

Ist inzwischen egal. Das Experiment ist als gescheitert abgelegt. Ich werde dem Auftraggeber dann demnächst mal einen kleinen Rüffel verpassen, was er sich dabei denkt wie man eine Temperatur mit einem Widerstand messen soll, der kaum eine Temperaturabhängigkeit hat...

Das ergibt Sinn, sowas hatte ich mir auch schon gedacht. Werd' mir die Daten noch mal in Ruhe ansehen.

Besten Dank für die Denkhilfe.

CU Rollo

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Roland Damm

Hallo Roland,

Roland Damm schrieb:

Nein. Konstantan ist ein häufig verwendeter Werkstoff für DMS. Auch deswegen, weil man den Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands gut gezielt so einstellen kann, dass die scheinbare Dehnung durch unterschiedliche thermische Längenausdehnungskoeffizienten kompensiert wird.

Wie bitte? Temperatursensoren existieren...

Gruß, Volker.

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Volker Staben

Moin,

Volker Staben schrub:

Ich wills ja nicht zu laut sagen... Die Idee war, mit dem Teil ein Hitzdrahtanemometer zu bauen. Oder zumindest erst mal zu sondieren, ob das funktionieren könnte. War allerdings nicht meine Idee, war eher eine Art (kleinst-)'Forschungsauftrag' einer Firma an die Hochschule. Das Reizvolle an der Idee war, dass sich so ein DMS so schön flach aufkleben lässt. Allerdings könnte man den DMS auch auf ein Bimetallstreifen aufkleben und heizen. Falls das dem Auftraggeber hilft.

CU Rollo

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Roland Damm

"Roland Damm" schrieb:

Du willst ein Hitzedrahtanemometer bauen, um die Geschwindigkeit der Grenzschicht direkt auf der Hülle zu messen?

Die Idee ist "äh...". Aber ziemlich.

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Torsten Stütz

Moin,

Torsten Stütz schrub:

Vermutlich war das die Idee:-). Noch dazu, wo so ein Hitzdrahtanemometer eben wegen der Grenzschicht schon so eine miese Charakteristik hat.

CU Rollo

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Roland Damm

Moin,

Zur Sicherheit noch mal: Es war nicht meine Idee ;->

CU Rollo

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Roland Damm

"Roland Damm" schrieb:

Ja aber..hab ich jetzt was verpasst? Ich mein, in Aerodynamik bin ich ja nur mit Not durchgekommen, aber....sorry....die Geschwindigkeit der Grenzschicht direkt auf der Kontur....ist die nicht einer komplizierten Theorie zufolge....wie soll ich sagen....0m/sec ??

Es kann sein das die Firma "Geschwindigkeitsmessung auf der Kontur" gesagt hat, aber meinte sie evtl "Schubspannungsmessung auf der Kontur"?

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Torsten Stütz

"Roland Damm" schrieb:

[X] Ich habe Dein Problem verstanden. Du suchst den Pointer zu Christian:
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Torsten Stütz

Moin,

Torsten Stütz schrub:

Nein, klar nicht. Es geht der Firma darum, Windgeschwindigkeit zu messen. Aber für irgendwas hätten sie wohl gerne ein Sensor, der wenig Platz kostet. Ich vermute die haben Angst vor der Beeinflussung der Strömung durch irgendeinen Sensor der mehr tut, als nur eine glatte Fläche zu sein. Und es sollen keine bewegten Teile sein. am Besten billig und vorallem Wartungsfrei. Ist aber auch eher nur eine Vermutung basierend darauf, was ich so aus dem Internet weiß was die Firma so tut.

CU Rollo

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Roland Damm

"Roland Damm" schrieb

Naja, mit der Schubspannung kann man sicher irgendwie die freie Anströmung ausrechnen...

Schöön und gut, aber direkt auf der Kontur hat man halt...soweit ich weiss....nicht so eine wahnsinnig gehaltvolle Aussage über die Strömungsgeschwindigkeit...

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Torsten Stütz

Moin,

Torsten Stütz schrub:

Ich (und die Firma vielleicht auch) dachte eher an einen Sensor, den man direkt auf eine Oberfläche aufkleben kann und der dann etwas misst. Dass die Geschwindigkeit die der Sensor misst nicht diejenige ist, die die Luft direkt an der Oberfläche hat, ist klar. Das gilt aber auch für ein Staurohr, ein Schalenkreuzanemometer, ... für alles außer Laser-Doppler-irgendwas. Gefragt ist vermutlich ein Sensor, der weder ein großes Volumen im Körper erfordert, noch im Strömungsfeld nenneswert die Strömung beeinflusst. Und natürlich billig, zuverlässig, keine bewegten Teile,....

CU Rollo

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Roland Damm

"Roland Damm" schrieb:

Und damit könnt ihr jedwedes *Geschwindigkeits*messverfahren vergessen. Die Geschwindigkeit ist 0 m/sec.

Doch..genau die wird er messen. Das ist aber nicht die Geschwindigkeit der freien Anströmung

Die messen ja auch druck bzw. widerstand, also Attribute die Informationen der freien Anströmung enthalten. Was bei der direkten Messung der Geschwindigkeit auf der Kontur nicht der fall ist.

2 Druckempfindliche Piezzoplatten, eine überströmt, eine im Druckpunkt, kalibriert, und damit ein Prandtl-Rohr imitieren?
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Torsten Stütz

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