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2021-02-21T10:00:49Z

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Ein '''Dehnungssensor''' wird verwendet, um in der [[Werkstoffprüfung]] bei [[Zugversuch|Zug-]], [[Druckversuch|Druck-]] oder [[Biegeversuch]]en die [[Dehnung]] zu messen. Hierzu werden [[Analogsignal|analog]]e oder [[inkrement]]elle [[Wegsensor]]en verwendet. Aus deren Signal wird mit Hilfe der [[Prüfkörper|Proben]]<nowiki/>abmessungen die Dehnung errechnet.

Dagegen wird die direkte Methode der Messung mittels [[Dehnungsmessstreifen]] nur noch selten angewendet, da solche Streifen auf jede einzelne Probe aufwendig aufgeklebt werden müssen.

Geringe Dehnungen über große Längen lassen sich vorteilhaft durch [[Faser-Bragg-Gitter]] messen. Diese aufgeklebten [[Lichtleitfaser]]n filtern abhängig von ihrer Länge eine ganz bestimmte Lichtwellenlänge, die mit optischen Methoden analysiert werden kann.

Man unterscheidet zwischen direkter und indirekter Messung.

== Direkte Messung ==
Bei der Direktmessung wird direkt an der Probe gemessen. Hier können [[Auflösung (Messtechnik)|Auflösungen]] von bis zu 1 [[Meter#Mikrometer|µm]] erreicht werden. Vor allem bei der Messung des [[E-Modul]]s ist solch hohe Präzision erforderlich.

Varianten sind:
* [[Messverfahren]], die den Abstand zwischen Messmarken erfassen, ermitteln die [[Dehnung #Technische Dehnung|technischen Dehnung]] ''ε'' einer Probe.
** [[Ansetzaufnehmer]]
** [[Videoextensometer]] (optisch/kamerabasiert – [[Kantendetektion|Kantenverfolgung]] von Messmarken auf der Probe)
** [[Laserextensometer]] (optisch/[[Fotodetektor]] – Auswertung des zeitlichen Signalverlaufes eines Fotodetektors, welcher das [[Streuung (Physik)|Streulicht]] von Messmarken empfängt, die mit einem [[Laser]] überstrichen werden)
* Messverfahren auf Basis einer [[Bildkorrelation]] von [[Muster (Struktur)|Oberflächenmustern]] ermitteln anhand des Musterfließens, das an den [[Messstelle]]n beobachtet wird, die [[Dehnung #Logarithmische Dehnung|„wahre“ oder logarithmische Dehnung]] ''ε' ''.
** [[Bildkorrelation|Grauwertkorrelation]] (optisch/kamerabasiert – [[Kreuzkorrelation]] von [[stochastisch]]en Mustern auf der Probenoberfläche)
** [[Laser Speckle Extensometer]] (optisch/kamerabasiert – Kreuzkorrelation von stochastischen [[Speckle]]-[[Interferenz (Physik)|Interferenz]]-Mustern auf der Probenoberfläche. Das Verfahren ähnelt der Grauwertkorrelation, wobei das zu verfolgende Punktmuster durch Laser-Speckle erzeugt wird.).

Die Umrechnung von logarithmischer in technische Dehnung ist möglich, solange das Material im beobachteten [[Messbereich]] gleichmäßig, insbesondere ohne lokale [[Brucheinschnürung|Einschnürung]], gedehnt wird:

:<math>\varepsilon' = \ln \left (\frac{\ell}{\ell_0} \right )=\ln \left (1 + \varepsilon \right )</math>

Ab der [[Gleichmaßdehnung]] schnürt sich die Probe ein und wird dadurch lokal ungleichmäßig gedehnt. Infolgedessen ist die Umrechnung zwischen logarithmischer und technischer Dehnung fehlerbehaftet.

== Indirekte Messung ==
Indirekt heißt in diesem Fall, dass die Dehnung über einen [[Drehgeber]] an der [[Motor]]achse gemessen wird. Die Dehnung wird [[Kalibrierung|kalibriert]], so dass pro [[Inkrement]] z. B. die Probe um 0,1 mm gedehnt wird.

Häufig wird diese Art von Dehnungsmesser als [[Traversenwegaufnehmer]] bezeichnet.

Nachteil dieser [[Messmethode]] ist, dass der „[[Schlupf]]“ im [[Universalprüfmaschine #Aufbau|Probenhalter]] oder auch die Dehnung der [[Traverse (mechanischer Träger)|Traverse]] sowie andere Verformungen in die [[Odometrie|Wegmessung]] mit eingehen. Die indirekte Dehnungsmessung ist daher für kleine Dehnungswerte nicht geeignet.

== Siehe auch ==
* [[Tasimeter]] ein historisches Messverfahren von Edison
* [[Feindehnungsmessung]]

== Weblinks ==
* [http://mb-s1.upb.de/LTM/EMM/Themen%20und%20Inhalte%20der%20Experimentellen%20Mechanik/Experimentelle-Methoden-der-Mechanik.PDF Experimentelle-Methoden-der-Mechanik.PDF] Darstellung der Dehnungsmessungmethoden auf 214 Seiten

[[Kategorie:Sensor]]

[[en:Extensometer]]

Dehnungssensor - Versionsgeschichte

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