2.2.3 Zweiviertelbrücke und Halbbrücke

 

Der Einsatz von zwei DMS ermöglicht es, sowohl die Meßgröße zu verstärken als auch zwischen unterschiedlichen Kraftwirkungen zu unterscheiden. Dies soll am Beispiel der Messung von Zug- und Biegespannungen verdeutlicht werden:

Man nehme einen eingespannten Balken an, der auf der Ober- und der Unterseite mit einem DMS versehen ist. Dieser Balken wird auf Zug beansprucht, so daß beide DMS gedehnt werden.

 

Bauformen von DMS

Draht-DMS haben keine wesentliche Bedeutung mehr, lediglich für Hochtemperaturanwendungen > 250C werden sie heute noch eingesetzt

Aufbau eines Folien DMS

Die leitende Schicht besteht aus einer ca. 5m m dicken Konstantanlegierung, die nur eine geringe Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes aufweist. Entscheidend für die Güte des DMS ist eine sichere Verbindung der einzelnen Schichten. Spannungs-, Zeitverhalten und Feuchteaufnahme der verwendeten Kunststoffe sind ebenfalls von großer Bedeutung. Im Aufnehmerbau haben sich Träger aus Glasfaser/Phenolharzverbund durchgesetzt, da deren mechanische Stabilität gut ist

Aufbau eines Halbleiter-DMS

 

Halbleiter-DMS bestehen aus einem dünnen Siliziumstreifen Für sie gilt folgende Beziehung

Wobei C Werte von 100 bis +100 je nach Dotierung des Halbleiters hat. C hat einen Wert von ca. 3000 .Sie haben also eine sehr hohe Empfindlichkeit und ein nichtlineares Verhalten. Wegen des hohen Preises und der diffizilen Handhabung haben sie sich allerdings nur in Sonderfällen durchgesetzt, wo hohe Empfindlichkeiten im Vordergrund stehen. Wegen ihres hohen Temperatureinfluß sind Halbleiter-DMS ungenauer als metallische DMS. Ferner ist ihr nichtlineares Verhalten von Nachteil. Im Aufnehmerbau werden sie hauptsächlich zur Linearitätskorrektur von Meßbrücken eingesetzt.

 

 

Auf Zug beanspruchter Balken

 

Wenn diese DMS gemäß der folgenden Abbildung "falsch" in einer Wheatstonebrücke verschaltet werden, dann ergibt sich keine Differenzspannung, wie die nächste Rechnung beweist:

 

Halbbrücke mit DMS

 

Für R3=R4 und RDMS1=RDMS2 gilt im abgeglichenen Zustand