DE2631199A1

DE2631199A1 - Vorrichtung zum messen von laengenaenderungen

Info

Publication number: DE2631199A1
Application number: DE19762631199
Authority: DE
Inventors: Horst Fietze; Norbert Haas
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-07-10
Filing date: 1976-07-10
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2631199C3; DE2631199B2

Description

"Vorrichtung zum Messen von Längenänderungen"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von Längenändeningen an Prüfkörpern mittels zweier am Prüfkörper nebeneinander und um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordneter Dehnmeßstreifen in einer Wheatstone-Brückenschaltung, wobei der erste Dehnmeßstreifen zum Erfassen des Meßwertes und der zweite Dehnmeßstreifen zur Temperaturkompensation dient.
Wo Kräfte auf einen elastischen Körper wirken, verändert dieser seine Gestalt. Diese Längenänderungen können mit aufgeklebten Dehnmeßstreifen - im folgenden mit "DMS" abgekürzt - erfaßt werden. DMS sind vorzugsweise zur Messung von Längenänderungen in einer bestimmten Richtung vorgesehen. Bei Temperaturschwankungen des Prüfkörpers tritt u.a. eine Widerstandsiferung im DMS auf, welche eine Dehnung oder Stauchung vortäuscht. Um diese scheinbare Veränderung zu kompensieren, wird-ein weiterer DMS so zugeschaltet, daß zusammen mit anderen Bauelementen eine Wheatstone'sche Brückenschaltung entsteht. Diese kann abgeglichen werden und ist damit temperatur kompensiert. Der zweite DMS wird im allgemeinen neben den ersten DMS und um 90 Grad versetzt zu diesem am Prüfkörper angeordnet, um nicht ebenfalls die zu messenden Längenänderungen des Prüfkörpers aufzunehmen.
In der Praxis ist es erstens aus Platzgründen nicht immer möglich, den zweiten DMS um 90 Grad versetzt zum ersten DMS anzubringen, zweitens nicht zu vermeiden, daß auch in der Querrichtung Längenänderungen auftreten und drittens nicht zu verhindern, daß zwischen beiden DMS Temperaturunterschiede auftreten. Daraus resultiert, daß unter solchen Bedingungen bei dem genannten Meßaufbau ungenaue Meßergebnisse auftreten können und auf diese dann verzichtet werden muß.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist und welche in jedem Fall genaue Meßergebnisse liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Werkstück aus gleichem Werkstoff wie der Prüfkörper vorgesehen ist, auf welchem der zweite Dehnmeßstreifen angeordnet ist, daß ein jedem Dehnmeßstreifen zugeordnetes Thermoelement vorgesehen ist und daß ein Steuergerät vorgesehen ist, dem die Thermospannungen der Thermoelemente zuführbar sind und welches daraus Steuersignale zum Heizen und/oder Kühlen des Werkstückes erzeugt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung schematisch als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Am Prüfkörper 1 sind ein DMS 2 und ein Thermoelement 3 angeordnet, auf einem davon getrennten Werkstück 4 aus gleichem Werkstoff wie der Prüfkörper 1 - um dieselben thermischen ein Bedingungen zu schaffen - ein zweiter DMS 5 und/weiteres Thermoelement 6. Die Anschlüsse der beiden DMS 2 und 5 führen zu einem an sich bekannten Meßgerät 10, mit dessen Komponenten die beiden DMS eine Wheatstone'sche Brückenschaltung bilden. Die Anschlüsse der beiden Thermoelemente 3 und 6 sind mit einem Steuergerät 7 verbunden, in welchem die Thermospannungen beider Elemente miteinander verglichen werden und daraus Steuersignale fiir die Kiihlung 9 und die heizung 8 des Werkstückes 4 erzeugt werden. Auf diese Weise wird das klein gehaltene Werkstück 4 auf gleicher Temperatur gehalten wie der Prüfkörper 1, ohne daß der auf ihm angeordnete DMS 5 jedoch irgendwelchen Kräften ausgesetzt ist. Mit Hilfe dieser "Kompensations-Einheit" ist die Menbrücke laufend thermisch abgeglichen und Veränderungen des Brückengleichgewichts rühren tatsächlich nur von Längenänderungen des Prüfkörpers 1 her. Zweckmäßig kann die Temperatursteuerung so erfolgen, daß die Kühlung 9 normalerweise ständig in Betrieb ist, beispielsweise das Werkstück auf -30 Grad Celsius abkühlt und die gewünscht Temperatur durch Zuschalten der Heizung 8 eingestellt wird. Durch Abschalten der Heizung kann dann raschest abgekühlt werden und umgekehrt. Durch Verändern des Kältepunktes kann der Temperaturgradient in weiten Grenzen verändert werden. Anstelle von DMS können auch induktive Geber mit gleichem Erfolg eingesetzt werden.

Claims

Anspruch Vorrichtung zum Messen von Längenänderungen an Prüfkörpern mittels zweier am Prüfkörper nebeneinander und um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordneter Dehnmeßstreifen in einer Wheatstone-Brückenschaltung, wobei der erste Dehnmeßstreifen zum erfassen des Meßwertes und der zweite Dehnmeßstreifen zur T.mperaturkompensation dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück (4) aus gleichem Werkstoff wie der Prüfkörper (1) vorgesehen ist, auf welchem der zweite Dehnmeßstreifen (5) angeordnet ist, daß ein jedem Dehnmeßstreifen (2,5) zugeordnetes Thermoelement (3,6) vorgesehen ist und daß ein Steuergerät (7) vorgesehen ist, dem die Thermospannungen der Thermoelemente (3,6) zuführbar sind und welches daraus Steuersignale zum lieizen und/oder Kühlen des Werkstückes (4) erzeugt.