DMS Biegebalken Brückenspannung ermitteln?
Hallo
Bei folgender Aufgabe verstehe ich nicht wie ich vorgehen muss um Ubr zu bestimmen.
Wie kann ich feststellen ob der Balken nun nur eine Zug oder nur eine Biegung verursacht bzw ob dieser Temp kompensiert ist oder nicht.
Wann habe ich eine doppelte und wann eine einfache Empfindlichkeit ? Und wie bestimme ich diese.
2 Antworten
Als Beispiel nehme ich mal Fall a)
Die Ausgangsspannung der Brücke ist, wie man sich leicht überlegt
ΔU/U0 = 1/4 *( ΔR1/R - ΔR1/R) =
= K/4 * (ϵ1 - ϵ2)
1 und 2 beziehen sich auf DMS1 und DMS2.
Nun haben wir in der
ϵ1 = ϵz + ϵb + ϵT
ϵ2 = ϵz - ϵb + ϵT
Also ergibt das eingesetzt:
ΔU = U0 * K/4 * (ϵz + ϵb + ϵT - ϵz + ϵb - ϵT) = U0 * K/4 * 2 * ϵb = 5V * 2/4 * 2 * 4μm/m = 20μV
In Worten: es bleibt aufgrund der Differenzbildung nur die Biegedehnung übrig: wir haben also einen Biegesensor, der zudem temperaturkompensiert ist.
Den Rest kannst du dir völlig analog überlegen.
Da ich keine Übung habe, musste ich ganz von vorne beginnen.
Mit ein wenig Erfahrung (d.h. wenn man das ein paar mal durchgerechnet hat), merkt man dann irgendwann die "ingeniersmäßigen Formeln", die am Übungszettel angegeben sind.
Die Zug- und Biegespannungen sind ja angegeben. Du musst sie nicht bestimmen ;-)
Hallo michiwien,
danke für deine Antwort, du hast mich schon ein ganzes stück weiter gebracht, aber mein größtes Problem liegt an dieser Stelle :
ϵ1 = ϵz + ϵb + ϵT
ϵ2 = ϵz - ϵb + ϵT
Wonach stelle ich das auf ? Bzw wo kann ich das nachlesen, da ich einfach nichts konkretes dazu im Internet oder in meinen Unterlagen finde.
Die beiden DMS sind gegenüber am Stab angebracht.
Weile die Verformungen klein sind, kann man diese unabhängig voneinander betrachten.
Der Zug entlang der neutralen Phaser des Stabes ist für beide gleich - es ist ja egal ob man oben oder unten den Zug misst, beide Flächen des Stabes erfahren aufgrund des Zuges die gleiche Dehnung.
Bei der Biegung wird, wenn man durch ein Drehmoment nach unten drückt die obere Fläche gedehnt, und die untere Seite gestaucht:
http://www.maschinenbau-wissen.de/bilder/skripte/mechanik/biegung-12.PNG
Die Verformungen durch reine Biegebelastung sind oben und unten somit gegenläufig.
Super, danke!
Ich stelle das also nur nach dieser "mechanischen" Überlegung auf ?
Ja, ich weiß nicht welche Ausbildung du machst. Ohne auf Details einzugehen ist das halt "mechanische Intuition". Die DMS sind so geschaltet, dass einmal die Zug- und einmal die Biegedehnung wegfällt. Das verbleibende Ergebnis ist dann doppelt so groß (bzw. geht doppelt in die Summe ein).
In meiner Mechatroniker Ausbildung haben wir lediglich kurz die Funktionsweisen besprochen. Aber nie groß im Zusammenhang mit der Dehnung.
Wenn ich nun für die b) die Formel aufstelle bekomme ich als Lösung immer -33μV raus.
Grundformel: Ue/4*k*εges
eges für b) : -ε2-ε4
ε2= εb+εz+εt
ε4=-εb+εz+εt
nach einsetzen und umformen komme ich auf die Formel -U*(εz+εt) ==> -5*(20*0,18+3)= -33
Muss ich das Ergebnis immer Betragsmäßig betrachten ?
Benutzte Formel gefunden bei : https://www.hbm.com/de/5771/temperaturkompensation-von-dehnungsmessstreifen/ in minute: 21:25
Das Vorzeicjhen hängt von der Biegerichtung ab und wie die DMS eingebaut sind. Vor allem braucht man aber auch eine Zählrichtung für U. Die ist nicht eingezeichnet. Daher kann man so nur vom Betrag reden.
Eine Unterscheidung nur Zug/Biegelast ist nur möglich wenn auf beiden Flächen oben/unten gemessen wird oder auf einer Seite in einem nicht von der Biegung betroffenen Bereich. Bei einer Biegelast wird, in dem Beispiel unten weniger gedeht eventuell sogar gestaucht.
ΔU/U0 = 1/4 *( ΔR1/R - ΔR2/R) = K/4 * (ϵ1 - ϵ2)
meinte ich natürlich ;-)