DE6601839U - Dehnungsmessvorrichtung mit einem messelement, insbesondere mit einem halbleitermessstreifen - Google Patents

Description

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Philipe Patentvtrwaltung GmbH., Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

"Dehnungsmeßvorricktung mit einen Me.-elett.ent» insbesondere mit einem Halbleiterme^streifen"

DieNeuerung bezieht, sich auf eire De hriungsmei: vorrichtung mit einem Meßelement, .Insbesondere mit einem Halbleiterraeßstreifen, das bzw. der integraler Bestandteil eines su einem großen Teil aus noch klebfähigem Werkstoff bestehendes trägers i^e und als vollständige Einheit zum Aufkleben auf ein Meßobjekt unabhängig vom Meßobjekt erstellt ist.

Dehnungsmeßvorrichtungen bestehen üblicherweise aus als Meßelemente dienenden feinen Drahtgittern, Metallfolien oder dünnen Halbleiterstreifen, die zwischen zwei isolierende Folien eingebettet sind. Diese Meßvorrichtungen werden auf Längenveränderungen unterworfene Bauteile aufgeklebt.

Die Dehnung der als Meßobjekte dienenden Bauteile soll vollständig, unverfälscht und reprodUL. arbaa? auf die Meßelemente ibertragen werden. Ist das Meßobjekt elektrisch leitend, dann muß zwiechen dem MeJsobjekt und dem Meßelement eine gute Isolierung vorhanden sein. Weiterhin darf die Klebschicht nicht zu dick "ebildet sein, damit, die Gefahr von Meßfehlern vernieten wird. Schließlich wird emgestrebt, daß das Meßelement, beispielsweise der Haltleiterstroifen, möglichst eben auf dem Meßobjekt aufliegt.

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Die üblichen auf das Me^robjekt aufgeklebten Dehnungsmeßvor-riclitungen genügen diesen Forderungen, mit denen im wesentlichen die Meßgenauigkeit beeinflufbar ist, nicht immer, da sich die Dehnung des Meßobjektes nicht nur durch den Klebstoff, sondern darüber hinaus noch durch die das Meßelement einschließende isolierende Folie hindurch überträgt. Da diese Zwischenfolie als dehnungsübertragendes Zwischenglied wirkt, verfälschen ihre elastischen Eigenschaften, wie Kriechen, Hysterese usw. dann aber das Heßergebnis. Die nachteilige Zwisehenfolio läßt sich jedoch bei den bekannten Dehnungsmeßvorrichtungen bei Erhaltung der Isolationsfestigkeit nicht umgehen. Ein ebenes Aufkleben der Ycrrichtungen erfordert schließlich sehr viele Geschicklichkeit bei .. Klebstoff auftragen.

Bei einer weiteren bekannten Dehnungsneßstreifeätechnik wird auf aas Werkstück zunächst eine Isolierschicht aufgestrichen

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"Der Sachteil dieser MathQcle besteht darin, daS die gesamte Äufdampfapparatur an das Keßobjekt herangebracht werden muß, was in der Praxis oft mit großen Schwierigkeiten verbunden, wenn nicht sogar unmöglich ist.

Bs ist weiterhin Dekannt, in die auf das Meßobjekt aufgetragene klebende Grundschicht ein Isolierstoffnetz einzulegen. Auf dieses in den frischen Klebstoff eingebettete Hetz wird dann das Meßelement aufgelegt. Die Abstandsgebung durch das Isoliernetz ist dabei ebenso genau wie beim Gegenstand der !Teuerung. Dem Yerfahr?n haftet aber der liaehteil an, daß die Meßvorrichtung auf dem Meßobjekt selbst aufgebaut wird und an der Meßstelle deshalb umfangreiche, sorgfältige Yorbereitongsarbeiten für jede einzelne Dehnungsmessung erforderlich

it 3c^vließlich auch bekannt, ein drahtförmiges Meßelement

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auf einen thermoplastischen Träger aufzuwickeln* Diese KeB-vorrichtung, bei der der Draht mit einer zusätzlichen Emailoder Geflecht-Isolierschicht überzogen ist, wird dann erwärmt und unter Zuhilfenahme von Druck auf das Heßobgekt aufgepreßt. Die einzelnen Drahtwindungen djs Meßelementes drücken sich dabei in den erweichenden Träger ein, der am Heßobjekt festklebt, sobald das Trägermaterial erkaltet» Diese Meßvorrichtung hat wiadjrum den Nachteil, daß kein unmittelbarer Kontakt zwischen dem Meßelement unä dem Meßobjekt besteht, Ebenso wie beim Zwischenlegen von Polien Öffnen sich hierbei Fehlerquellen, die zu Fälschungen des HeSergebnisses führen können. Weiterhin kann es Schwierigkei*en bereiten, an die Meßstelle eine Presse heranzuführen, die den erforderlichen Druck zum Aufpressen der Meßvorrichtung auf das Meßobjekt ausüben kann. Schließlich ist auch die Temperaturbeständigkeit der Thermoplaste in vielen Fällen nicht ¹IOCh genug und nimmt iie Hart j der Thermoplaste schon *W 4 £ --PJi M^» _„r. i£T. J- -»„ ΓΠ—.—.—. —..«._ j-.-__ __ τ τ_

Die erwähnten Hachteiie der bekannten Dehnungsmeßvorrichtungen sind dadurch vermieden, daß gemäß der !Teuerung der klebfähige Werkstoff aushärtbar ist, daß wenigstens an der Aufklebeseite des Meßeler.entes zwischen dem Meßelement und der Yorrichtungsoberfläche im klebfahl gen Tragerwerkstoff in an sich bekannter Weise ein abstandsgebendes Isolier& .offnetz eingebettet ist und daQ das Meßelemeni; nach dem Aufkleben der Vorrichtung auf das Meßobjekt mit ihm unmittelbar, und zwar mittels in an sich bekannter Weise durch das Fetz hindurchgreifender Elebstoffbrücken verbunden ist.

Wenn das Meßelenient, das beispielsweise ei« Eaifcleiterstreifen sein kann, auf deia MeßoLjekt festgeklebt ist, dann wird die Dehnung des MeSobjektes vom Klebstoff durch öle Sasohen des Isolierstoffnetzes Mnöüreii üSMittolbar aof des EaIbleiterstreifen übertragen. Zwischen dea Heaobjekt und des

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i«»t also außer dem Klebstoff keine geschlossene Zwischenschicht mehr vorhanden, die den Meßwert - also die Dehnung des MsScbjektes - verfälschen könnte. Ba der Klebstoff der SshsusgsseSverriehtusg saqU 4er Seuerusg aus einem ausharUbaren, jedoch noch nicht ausgehärteten Klebstoff besteht, ist er nach der Herstellung der Vorrichtung bereits hart und bildet zusammen mit dem Isolierstoffnetz eine Schutzhülle für den spröden Halbleiteretreifen; bei erneutes Srwsirmen IsLSt sich d~r Klebstoff aber noch e verflüssigen, wodurch die gesamten Dehnungsaeßvorrichtungen dann auf das Meßobjekt aufgeschmolzen werden. Erst wenn die Wärme für einige Zeit auf die auf dem Heßobjekt liegende Meßvorrichtung einwirkt, härtet der erneut verflüssigte Kleb

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hindurch eine unmittelbar wirkende, innige, feste Verbindung zwischen dem MeBobjekt und dem Meßelement her. Zum Aufbringen der Meß- Errichtung auf die Feßstelle ist nur eine Wärmequelle nötig, die einen wesentlichen geringeren Raum beansprucht als eine Aufdampf- oder Preßvorrichtung. Es ist dsisii; leichter - d.i.9 !^bTJiJTJgpjMofi^nyyi ofoinipg auch ίΐη gen Stellen anzubringen.

Klebstoffe, die bei höheren Temperaturen aushärten und auch später bei den Aushärtetemperaturen hart bleiben, haben eine wesentlich größere Härte als !Thermoplaste und gestatten es deshalb, die Dehnungsmeßvorrichtung nach der Heuerung auch bei Temperaturen einzusetzen, bei denen Meßvorrichtungen mit einem thermoplastischen !Dräger bereits versagen. Schließlieh ist von erheblichem Vorteil, daß aie Abstandsgebung durch ein isolierendes lets herbeigeführt wird und nicht durch die ein— selsen Drähte ust. daließe η de üäaaii— oder Gefleehtscnichten. Bei der Verwendung eines letzes ist es näalich möglich, das geSelessBt und das MeSobjekt durch sie unmittelbar verbindende jO.etos±©ifbröekes mtei^ssdsr sa küspeln- iroänrch eindeutige SeSergefeaisse garantiert werden.

Palls an die Meßstelle keine Wärmequelle herangebracht werden kann, ist es ε ich möglich, den Klebstoff der Dehnungsmeßvorrichtung bereits vorher auszuhärten. Die Vorrichtung wird dann mittels eines zusätzlich eiufgestrichenen Klebstoffes in bereits ausgehärtetem Zustand auf das betreffende Werkstück aufgeklebt.

Die Heuerung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die in der Zeichnung stark vergrößert dargestellte Dehnungsnreßvorrlchtung becteht aus einem etwa 50 x. starken Isolierßtoifnetz 1, das mit einem aush^rtbaren Klebstoff 2 durchtiänkt ist und von dem nur die in Schnitt angeschnittenen Fäden zu erkennen sind. Die Maschenweite des Hetses beträgt etwa 0,5 χ C. 5 Jsm. Auf dieser getränkten Iaolierstoffnetzschicht 1 befindet sich ein Halbleitermekstreifen 3, auf den wiederum eine dünne ebenfalls mit Klebstoff 2 getränkte Isolierstoffnetzschicht 5 aufgelegt ist. Die Enden 7 des Halbleiterstreifens 3 sind von der Schicht 5 mit dem Klebstoff 2 nicht bedeckt, womit die Anschlüsse 9 frei zugänglich bleiben. Durch Erwärmen in einem Ofen sind der Halbleitermeßstreifen, die Isolierstoffnetzstücke 1, 5 und der noch aushärtbare Klebstoff 2 zu einer Einheit zusammengeschmolzen· Der Klebstoff 2 ist dann zwar hart, aber für das nachfolgende Verbinden der Vorrichtung mit dem Meßob^ekt noch verflüssigbar und aushärtbar.

Wenn mit d,r Delinungsmeßvorrichtung eine Messung vorgenommen werden soll, so wird sie auf ein Werkstück 11 aufgelegt. Beim anschließenden Erwärmen wird der Klebstoff 2 erneut flüssig; er klebt dann die Heilvorrichtung am Werkstück 11 fest und härtet schließlich aus, wonach der Halbleiterstreifen 3 innig, jedoch isoliert mit €ea Werkstück 11 verbunden ist.

fs IqQ O Schntsanspruehe:

Claims (5)

SohutzP-nsprüche:

1. Dehnungsmeßvorricjitung mit einem Meßelement, insbesondere einem Halbleitermeßstreifen, das "bzw. der integraler Bestand teil eines zu einem gioßen Teil aus noch klebfähigem Werkstoff bestehenden Trägers ist und als vollständige Einheit zum Aufkleben auf ein Meßobjekt unabhängig vom Meßobjekt erstellt ±a±_t dadurch gekennzeichnet, daß der klebfähige Werkstoff aushärtbar ist, daß wenigstens an der Aufklebeseite des Keßeiementes (3) zwischen dem Meßelement und der Vorrichtungsoberfläche im klebfähigen Trägerwerkstoff in an sich bekannter Weise ein abstandagebendes Isolierstoffnetz (1) eingebettet ist und daß las Meßelement nach dem Aufkleben der Vorrichtung ent das Meßobjekt mit ihm unmittelbar,und grwar mittels in an aich bekannter Weise durch das Hetz hindurohgrei.fender EIebstoffbrücken verbunden ist.

2. Vorrichtung nsnh Anspruch 1, cWdurch gekennzei^nnet, daß das Meßelement (3) zwischen Ioolierstoffnetzen (i, 5) eingebettet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffnetze (1, 5) eine geringe Maschenweite von etwa 0,5 x 0,5 mm aufweisen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffnetze ('», 5) etwa 5C ₇u st^ik sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bi3 3, dadurch ^eKennzeichnet, daß die Enden (7) des Halbleiterstreifens (3) von der oberen Isolierstoffnetz- und Klebstoffbedeckung frei

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