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burster präzisionsmesstechnik gmbh & co kg | Kraftmesstechnik | Kraftsensoren | Kraftaufnehmer | Kraftmessdosen | Lastmessdosen | Load Cells | DMS-Technologie Kraftsensoren, auch Kraftaufnehmer, Kraftmessdosen, Lastmessdosen bzw. Load Cells genannt — MTS Messtechnik Schaffhausen GmbH bietet Antworten auf Ihre Fragen zur Kraftmesstechnik Kraftsensoren - so messen Sie die vektorielle, mechanische Grösse Kraft (F) Die Kraft (F) ist eine vektorielle, mechanisch Grösse, die in alle drei Richtungen des Raumes wirken kann. Man unterscheidet in Einkomponenten-Kraftmessung, die meisten Kraftsensoren messen die Kraft in nur einer Richtung. Die Kraftflussrichtung und Messrichtung des Sensors müssen übereinstimmen, sodass Zug oder Druck gemessen wird. Bei der Mehrkomponenten-Kraftmessung wird die Kraft in zwei oder drei Raumrichtungen gemessen.Kraftsensoren bestehen aus einem Federkörper, der durch die zu messende Kraft elastisch und linear deformiert wird und einer Vorrichtung zur Messung dieser Deformation. Es gibt mehrere Methoden, kleine Verformungen zu messen. Ziel ist es immer, die mechanische Grösse “Verformung” auf die elektrische Grösse “Spannung” abzubilden. Mit einem Kraftaufnehmer (auch Kraftsensor, Kraftmessdose, Messdose oder Load Cell genannt) wird eine Kraft gemessen, die auf den Sensor wirkt. Meist können durch elastische Verformung sowohl Zug- als auch Druckkräfte gemessen werden. Anwendungen sind neben der Kraftmessung auch Wiegen (Wägezelle) und Bestimmung von Drehmomenten (Reaktionsmomentaufnehmer). Die auf Dehnungsmessstreifen-Technologie basierenden Kraftaufnehmer von burster messen statische und dynamische Zug- und Druckbelastungen - und das nahezu weglos. Typische Anwendungsgebiete sind die Prüfstandstechnik, z. B. Kraftmessung zur Überprüfung der Materialqualität und die Automatisierungstechnik, z. B. zur Überwachung der Qualitätsmerkmale beim Umformen oder Verbinden. Kraftaufnehmer auf Basis von Dehnungsmessstreifen (DMS) Kraftaufnehmer auf Basis von Dehnungsmessstreifen verfügen über einen so genannten Federkörper oder Verformungskörper, in dem die zu messenden Kräfte eingeleitet werden. Dabei verformt sich der Federkörper und an der Oberfläche entstehen Dehnungen. Die Aufgabe des Federkörpers ist es also, die zu messenden Kräfte möglichst wiederholbar und linear in Dehnungen umzuwandeln. Mit Auswahl von Material und Design eines Federkörpers legt man viele Eigenschaften eines Kraftaufnehmers fest. Das eigentliche Sensorelement ist der Dehnungsmessstreifen (DMS), DMS bestehen aus einer Isolierschicht, dem so genannten Träger, auf dem ein Messgitter aufgebracht ist. Solche Dehnungsmessstreifen werden an geeigneter Stelle auf den Federkörper geklebt. Dabei werden in der Regel vier Dehnungsmessstreifen verwendet, von denen zwei so installiert werden, dass sie unter Einwirkung einer Kraft gedehnt werden, zwei werden gestaucht. Diese vier DMS werden in der Wheatstoneschen Brückenschaltung verschaltet. Wie in der Zeichnung unten gezeigt, wird die Wheatstonebrücke mit einer Speisespannung versorgt. Eine Ausgangsspannung entsteht immer dann, wenn die vier Widerstände unterschiedlich sind: z.B. wenn sich der Widerstand der DMS durch Dehnung ändert. Das Ausgangssignal hängt von der Widerstandsänderung der DMS und damit direkt von der eingeleiteten Kraft ab. Vorteile des DMS-Messprinzips Dieses Prinzip ist millionenfach bewährt und bietet zahlreiche Vorzüge. Die Wichtigsten: Ändern sich die elektrischen Widerstände der DMS in gleicher Richtung mit gleichem Betrag, so wird keine Ausgangsspannung erzeugt. Somit können viele parasitäre Einflüsse, wie z. B. Temperaturabhängigkeit des Nullpunktes, Biegemomenteinflüsse, Querkrafteinflüsse kompensiert werden (siehe unten) Das Messprinzip erlaubt die Herstellung von Kraftaufnehmern mit sehr hohen Genauigkeiten bei vergleichsweise geringen Kosten Die Nennkraft des Aufnehmers wird nur durch die Steifigkeit des Federköpers bestimmt. Bei burster stehen Aufnehmer mit Nennkräften zwischen 1 N und 2 MN zur Verfügung. Die DMS-Technologie bietet eine grosse geometrische Variabilität, hohe Genauigkeit und eignet sich gut zum Erfassen kleinster Kräfte.