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Aufbau eines Teststandes zur Aufnahme des Temperaturverhaltens von Dehnungsmessstreifen (DMS)

Mattfeld, Philipp :
Aufbau eines Teststandes zur Aufnahme des Temperaturverhaltens von Dehnungsmessstreifen (DMS).
TU Darmstadt, Institut EMK / FG MuST
[Bachelorarbeit], (2014)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Prüfstandes, mit dem das thermische und me- chanische Verhalten von Dehnungsmessstreifen untersucht werden kann. Hierfür soll der Prüfstand eine definierte Dehnung auf einen DMS aufbringen können, ohne dass dieser auf einen Verformungskörper aufgeklebt werden muss. Eine Recherche zum Stand der Technik über Produkte, welche eine präzise Dehnung zwischen zwei Punk- ten erzeugen können wurde durchgeführt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Analyse und Auswahl des Aktors zur Erzeugung der Dehnung und der Analyse und Auswahl des Messsystems zur Ermittlung der Längung des DMS. Des Weiteren wird detailliert auf die Kompensation der thermischen Ausdehnung mittels Regelung und auf die Konstruktion der Halter, sowie des gesamten Aufbaus eingegangen. Das gewählte Konzept besteht aus einem elektrodynamischen Tauchspulenaktor der Fa. SMAC mit dem eine lineare Zugbewegung auf den DMS übertragen wird. Der DMS selbst ist an je einer kurzen Seite zwischen zwei keilförmigen Backen verschraubt, welche später als Ganzes in die gegenförmigen Keilhal- ter eingelegt werden können. Der Abstand zwischen diesen beiden Haltern wird mit einem kapazitiven Wegsensor der Fa. µ-epsilon gemessen. Hierfür wird der Sensorkopf am beweglichen Halter angebracht und eine senkrecht zur Sensoraustrittsfläche ausgerichtete Gegenplatte am festen Halter montiert. Der Aktor verfügt über eine Positioniergenauigkeit von ± 100 nm. Die Regelung auf den kapazitiven Sensor hat eine Genauigkeit von ± 225 nm. Die Haltevorrichtung des DMS ist in einer separaten Temperierkammer mit den Maßen [120 x 100 x 180] mm integriert. Außerhalb oben auf wird der Aktor befestigt, um der thermischen Belastung weniger aus- gesetzt zu sein. Die Kammer wird mit einem direkt an der Kammer platzierten Peltierelement und über das einströmende gasförmige Medium temperiert. Zu Mess- und Dokumentationszwecken wird mit einer Machine-Vision Kamera der Fa. Matrix Vision durch eine Scheibe an der rechten Seite in die Kammer geschaut, um den DMS und das Messgitter mittels digitaler Bildverarbeitung zu vermessen und den Versuchsablauf beobachten zu können.

Typ des Eintrags: Bachelorarbeit
Erschienen: 2014
Autor(en): Mattfeld, Philipp
Titel: Aufbau eines Teststandes zur Aufnahme des Temperaturverhaltens von Dehnungsmessstreifen (DMS)
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Prüfstandes, mit dem das thermische und me- chanische Verhalten von Dehnungsmessstreifen untersucht werden kann. Hierfür soll der Prüfstand eine definierte Dehnung auf einen DMS aufbringen können, ohne dass dieser auf einen Verformungskörper aufgeklebt werden muss. Eine Recherche zum Stand der Technik über Produkte, welche eine präzise Dehnung zwischen zwei Punk- ten erzeugen können wurde durchgeführt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Analyse und Auswahl des Aktors zur Erzeugung der Dehnung und der Analyse und Auswahl des Messsystems zur Ermittlung der Längung des DMS. Des Weiteren wird detailliert auf die Kompensation der thermischen Ausdehnung mittels Regelung und auf die Konstruktion der Halter, sowie des gesamten Aufbaus eingegangen. Das gewählte Konzept besteht aus einem elektrodynamischen Tauchspulenaktor der Fa. SMAC mit dem eine lineare Zugbewegung auf den DMS übertragen wird. Der DMS selbst ist an je einer kurzen Seite zwischen zwei keilförmigen Backen verschraubt, welche später als Ganzes in die gegenförmigen Keilhal- ter eingelegt werden können. Der Abstand zwischen diesen beiden Haltern wird mit einem kapazitiven Wegsensor der Fa. µ-epsilon gemessen. Hierfür wird der Sensorkopf am beweglichen Halter angebracht und eine senkrecht zur Sensoraustrittsfläche ausgerichtete Gegenplatte am festen Halter montiert. Der Aktor verfügt über eine Positioniergenauigkeit von ± 100 nm. Die Regelung auf den kapazitiven Sensor hat eine Genauigkeit von ± 225 nm. Die Haltevorrichtung des DMS ist in einer separaten Temperierkammer mit den Maßen [120 x 100 x 180] mm integriert. Außerhalb oben auf wird der Aktor befestigt, um der thermischen Belastung weniger aus- gesetzt zu sein. Die Kammer wird mit einem direkt an der Kammer platzierten Peltierelement und über das einströmende gasförmige Medium temperiert. Zu Mess- und Dokumentationszwecken wird mit einer Machine-Vision Kamera der Fa. Matrix Vision durch eine Scheibe an der rechten Seite in die Kammer geschaut, um den DMS und das Messgitter mittels digitaler Bildverarbeitung zu vermessen und den Versuchsablauf beobachten zu können.

Freie Schlagworte: Mikro- und Feinwerktechnik Elektromechanische Konstruktionen Kraft-Weg Kennlinie Krafterzeugung Aktorprinzipien Aktor elektrodynamisch Wegmessung statisch Ausdehnung thermisch
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mess- und Sensortechnik
Hinterlegungsdatum: 22 Jun 2015 08:32
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv Institut EMK. Anfrage über Sekretariate

Bibliotheks-Siegel: 17/24 EMKB 1864

Art der Arbeit: Bachelorarbeit

Beginn Datum: 19-05-2014 Ende Datum: 20-10-2014

ID-Nummer: 17/24 EMKB1864
Gutachter / Prüfer: Werthschützky, Prof. Roland
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