DE2247062B2 - Hochtemperatur-Dehnungsmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochtempe- Klebers infolge der großen Oberfläche der gitterartiratur-Dehnungsmesser, der mittels eines hitzebestän- gen Struktur gefördert und damit beschleunigt. Die digen Klebers an einem Versuchskörper befestigbar gitterartige Metallunterlage für das eigentliche Meßist, element ist dabei so ausgebildet, daß sie einen ersten

Aus der Literaturstelle Christoph Rohrbach: 55 Teilbereich aufweist, der für eine Punktschweißung Handbuch für elektrisches Messen mechanischer zwischen dem Dehnungsmesser und dem Versuchs-Größen, 1967, S. 128 bis 131, ist es bekannt, z.B. körper geeignet ist, der von einem weiteren Teilbefolienartig ausgebildete Dehnungsmeßstreifen mit reich umgeben ist, der in der vorstehend genannten Hilfe keramischer Klebstoffe so auf einem Versuchs- Weise das Aufkleben des Dehnungsmessers auf dem körper zu befestigen, daß sie Dehnungsmessungen 60 Versuchskörper besonders begünstigend ausgebildet auch bei hohen Temperaturen erlauben. Diese be- ist. Der erfindungsgemäße Dehnungsmesser weist kannten Dehnungsmeßstreifen werden dabei z. B. außer dem eigentlichen Meßelement noch ein blindes mittels Ätzverfahren hergestellt, wobei das aktive Ausgleichselement auf, das in bekannter Weise durch Meßelement als gitterförmiges Widerstandselement Temperaturänderungen bedingte Wirkungen des ausgebildet ist. Die als hitzebeständige Kleber meist 65 Meßelementes auszugleichen hat, wobei es aber anbenutzten Keramiken haben jedoch den Nachteil, dererseits durch die von dem eigentlichen Meßeledaß sie einmal schwer trocknen, besonders dann, ment zu erfassenden Dehnungen des Versuchskörwenn eine durchgehende Schichtfläche auf dem Ver- pers nicht beeinflußt werden darf, was bei dem erfin-

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dungsgemäßen Dehnungsmesser nach einer hesonde- in der Anwendung des dargestellten Dehnungsren Ausgestaltung der Erfindung in einfacher Weise messer? -,vird ein von der gestrichelten Linie 18 eindurch das Ausgleicbselement umgebende Öffnungen gefaßtes rechteckiges oder quadratisches TeÜstück erreicht wird, die sich in besonders einfacher Weise der gitterartigen Unterlage 10 mittels eines hitzebein die gitterartige Metallunterlage einintegrieren las- 5 ständigen Klebers oder durch Schweißung an einem sen. Der erfindungsgemäße Dehnungsmesser ist also Verbüchsstück oder Meßkörper befestigt,
gegenüber den bisher bekannten vergleichbaren Den- Für die Befestigung des Dehnungsmessers an nungsmesscrn sehr viel einfacher und sicherer auf einem Versuchskörper durch Punktschweißuno dient einem Versuchskörper aufzubringen, ermöglicht ein entlang der gestrichelten Linie 18 um das'rechtaußerdem die einfache Aufbringung sowohl eines io eckige TeilstückTierum verlaufender Streifen, an wel-Meßelementes als auch eines Ausgleicheicmentes auf ehern die Unterlage 10 vorzugsweise durchgehend ein und dergleichen Metallunterlage und stellt dabei ausgebildet, also nicht durchbrochen ist.
eine Nichtbeeinflussung des Ausgleichselementes Für die Befestigung des Dehnungsmessers an durch die zu erfassenden Dehnungen des Versuchs- einem Versuchskörper mittels eines hitzebeständigen, körpers sicher. ₁₅ vorzusgweise keramischen Klebers verwendet man

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich- zweckmäßig den außerhalb der gestrichelten Linie 18

nung '!!!'gestellten AusführungsbeisDiels näher erläu- um das rechteckige Teilstück herum verlaufenden,

tert. Im einzelnen zeigt gitierartig durchbrochenen Bereich. Dabei ist darauf

F i g. 1 eine vergrößerte, schematisierte Vorderan- zu achten, daß das obere Teibtück der gitterartigen sieht eines erfindungsgemäßen Dehnungsmessers in 20 Unterlage 10, auf welchem das lüindelemem 14 antransparenter Darstellung, geordnet ist, nicht ebenfalls angeklebt wird. Der

F i g. 2 a eine Ansicht der Rückseite des Deh- außerhalb der Öffnungen 26, 28, 30 und 32 um das

nungsmessers, obere Teilstück der Unterlage 10 hemm verlaufende

F i g. 2 b eine Profilansicht desselben und Rana kann wahlweise angeklebt werden oder unbefe-

Fig. 3 eine Vorderansicht einer für den Deh- 25 stigt bleiben.

nungsmesser verwendeten gitterartigen Metallunter- Dadurch, daß man den Dehnungsmesser mit einer

lage. stoüschlüssigen Verbindung nur entlang der gestri-

Der in Fig. 1 in einer transparenten Darstellung chelten Linie 18 an einem Versuchskörper befestigt, gezeigte Dehnungsmesser hat eine im einzelnen in ist das aktive Meßelement 12 den am Meßkörper Fig. 3 gezeigte gitter- oder netzartige Metallunter- 30 auftretenden Zugspannungen voll unterworfen. Das lage 10. Diese ist unter Anwendung bekannter Ver- Blindelement 14 ist demgegenüber den Zugspannunfahren, beispielsweise eines Fotoätzverfahrens, aus gen nicht unterworfen, da das obere Teifstück der einem sehr dünnen Metallflech z.B. aus einer Unterlage 10 unbefestigt ist und das Element über-Chrom-Nickellegierung gefertigt. Tn der Zeichnung dies von den öffnungen" 26 bis 32 umgeben ist. Wähist die Unterlage vergrößert dargestellt. In einer 35 rend also die Temperatur des Blindelements 14 den praktischen Ausführung mißt sie etwa 10 χ 18 mm gleichen Änderungen unterliegt wie die des Meßdebei einer Dicke von etwa 0.1 mm. Gleichwohl ist die ments 12, findet keine Übertragung von Zugspan-Erfindung nicht auf einen Dehnungsmesser mit die- nungen auf das Element 14 statt. Dementsprechend sen Abmessungen beschränkt. vermag das Blindelement 14 einen ausschließlich

Auf der Unterlage 10 sind Meßelemente 12 und 40 temperaturabhängigen Kompensationsausgang ohne

14 mittels eines hitzebeständigen, beispielsweise ke- Beeinflussung durch am Versuchskörpcr auftretende

lauiischen Klebers befestigt. Die Meßelemente 12 Zugspannungen zu Hefern.

und 14 sind als Drahtelemente auf der Basis von Wie man aus der in F i g. 2 a gezeigten Ansicht der

Nickel, Platin od. dgl. ausgeführt. Das Element 12 ist Unterseite und der in F i g. 2 b dargestellten Profilan-

ein aktives Meßelement, während das Element 14 ein 45 sieht des Hochtemperatur-Dehnungsmessers erkennt,

Ausgleichs- oder Blindelement ist. Der hitzebestän- können das aktive und das blinde Meßelement 12

dige Kleber zum Befestigen des Meßelements 12 und bzw. 14 mit einer schützenden Keramikschicht über-

des Blindelements 14 bedeckt eine von den Linien 16 zogen sein. Zur Vereinfachung der Darstellung ist

und 16' eingefaßte unregelmäßige Fläche auf der Un- die gitterartige Metallunterlage 10 in diesen Figuren

terlage 10. Das Meßelement 12 ist durch Löten oder 50 a's durchgehendes Blech gezeichnet.

Schweißen an zwei Leitern 20 und 22 angeschlossen, Somit schafft die Erfindung einen Hochtempera-

und das Blindelement in entsprechender Weise an tur-Dehnungsmesser mit jeweils einem mittels eines

zwei Leitern 22 und 24. Die Leiter 20, 22 und 24 hitzebeständigen Klebers, z.B. eines keramischen

sind aus Nickel, einer Chrom-Nickellegierung Klebers, auf einer gitterartigen Metallunterlage befe-

od. dgl. 55 stigten aktiven Meßelement und blinden Ausgleichs-

Das aktive Meßelement 12 und das Blindelement element, wobei das das aktive Meßelement tragende 14 sind über die Leiter 20, 22 und 24 mit einer von Teilstück der Unterlage mittels eines hitzebeständi-Dehnungsmesser getrennt angeordneten, an sich be- gen Klebers oder durch Schweißung an einem Meßkannten und daher nicht im einzelnen beschriebenen körper befestigbar und das das Ausgleichselement Brückenschaltung verbunden. 60 tragende Teilstück den am Meßkörper auftretenden

Um das Ausgleichs- oder Blindelement 14 herum Zugspannungen nicht unterworfen ist. Aus dieser

ist die Unterlage 10 von Öffnungen oder Schlitzen Anordnung ergibt sich ein verbesserter Hochtempe-

26, 28, 30 und 32 durchsetzt, welche die Übertra- ratur-Dehnungsmesser mit wirksamem Ausgleich von

gung von Zugspannungen auf das Element 14 ver- temperaturbedingten Abweichungen des Ausgangshindern. Die öffnungen oder Schlitze können bei der 65 signals.

Herstellung der Unterlage im Fotoätzverfahren oder In feiner Anzahl von Versuchen zeigte es sich, daß einer anderen Art der Bearbeitung gleich mitgebildet der erfindungsgemäße Dehnungsmesser ohne zusätzlichen Ausgleich bei Temperaturen bis zu etwa

500° C praktisch verwendbar ist. Bei einem Meßfak- ;or von beispielsweise 1,5 bis 2,0 beträgt die Abweisung für Temperaturen von 300° C weniger ais 2twa 5 °/o und für Temperaturen von 500° C weniger als etwa 15 °/o.

Durch die Möglichkeit der Befestigung an einem Meßkörper mittels hitzebeständigen Klebers oder durch Punktschweißung ergibt sich eine besonder vielseitige Verwendbarkeit des Dehnungsmessen Dabei kann die Metallunterlage so dünn ausgefühi sein, daß sich der Dehnungsmesser ohne sonderlich Schwierigkeit an gekrümmten Flächen mit einei Krümmungsradius von beispielsweise 20 cm befest gen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

suchskörper befestigt werden muß, auf der dann in Patentansprüche: geeigneter Weise das z.B. gitterförmig ausgebildete Widersiandseleruent aufgebracht ist. Andererseits ha-

1. Hochtemperatur-Dehnungsmesser, der mit- ben diese Keramiken den Nachteil, daß sie insbesontels eines hitzebeständigen Klebers an einem Ver- 5 dere bei Scnwiugungsbelastungen sehr leicht brechen, suchskörper befestigbar ist, dadurch ge- wodurch sich der gesamte Dehnungsmeßstreifen vom kennzeichnet, daß auf einer dünnen, gitter- Versuchskörper abschälen kann oder aber er eine artigen Metallunterlage (10) ein aktives Meßele- nur noch mangelhafte Verbindung mit dem Verment und ein blindes Ausgleichselement (12 bzw. suchskörper besitzt, wodurch dis z. B. in Meßrich-14) befestigt sind und daß der Bereich für die Be- io tung auftretenden Dehnungen nur noch ungenügend festigung des Dehnungsmessers an dem Ver- von dem Dehnungsmeßstreifen erfaßt werden könsuchskörper einen ersten Teilbereich (18) zum nen.

Befestigen mittels Schweißung und einen den er- Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Höchsten Teilbereich umgebenden, gitterartig durch- ternperatur-Dehnungsmesser anzugeben, der in einfabrochenen Teilbereich zum Befestigen des Den- 15 eher und zuverlässiger Weise mit einem Versuchsnungsmessers mit dem Kleber aufweist. körper zu verbinden ist, ohne daß diese Verbindung

2. Dehnungsmesser nach Anspruch 1, dadurch auch noch nach längeren Meßzeitsn und größeren gekennzeichnet, daß die Metallunterlage mit das Schwingungsbeanspruchungen merklich beeinträch-Ausgleichselement (14) umgebenden Öffnungen tigtwird.

(26, 28, 30, 32) versehen ist, welche die Übertra- 20 Bei einem Dehnungsmesser der eingangs genann-

gung von Zugspannungen von einem Versuchs- ten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung da-

körper auf das Element verhindern. durch gelöst, daß auf einer dünnen, gitterartigen Me-

3. Dehnungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, tallunterlage ein aktives Meßelement und ein blindes dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Ausgleichselement befestigt sind und daß der Bereich Kleber aus Keramik besteht. 25 für die Befestigung des Dehnungsmessers an dem

4. Dehnungsmesser nach einem der An- Versuchskörper einen ersten Teilbereich zum Befesprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stigcn mittels Schweißung und einen den ersten Teilgitterartige Metallunterlage (10) aus einem Me- bereich umgebenden, gitterartig durchbrochenen tallblech, insbesondere aus einer Chrom-Nickel- Teilbereich zum Befestigen des Dehnungsmessers mit legierung, gefertigt ist. 30 dem Kleber aufweist.

5. Dehnungsmesser nach einem der An- Durch das Aufbringen des eigentlichen Meßelesprüche 1 bis 4, dadurch gekennz' 'chnet. daß der mentes auf einer gitterartigen Metallunterlage, die ihzum Befestigen durch Schweißung vorgesehene rerseits wieder mit dem Versuchskörper durch KIe-Teilbereich (18) der Metallunterlage (10) ohne ben oder aber durch Punktschweißen zu verbinden gilterartige Durchbrüche ausgebildet und durch 35 ist, wird eine innige und homogene Verbindung des Punktschweißung befestigbar ist. Meßelementes mit dem Versuchskörper bisher nicht

6. Dehnungsmesser nach einem der An- gekannter Güte erreicht. Dieses vird insbesondere sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Aufkleben des Dehnungsmessers auf den Verdas blinde Ausgleichselement (14) tragende Teil suchskörper z. B. mittels hitzebeständiger Keramiken der metallischen Unterlage (10) an allen vier Sei- 4' dadurch bewirkt, daß sich der keramische Kleber ten von den öffnungen (26, 28, 30, 32) umgeben nicht nur zwischen den Metallteilen der gitterförmiist. gen Metallunterlage und der Oberfläche des Ver-

7. Dehnungsmesser nach einem der An- suchskörpers befindet, sondern vielmehr auch in die sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der gitterartigen Struktur der Metallgitterartige Metallunterlage (10) im Fotoätzver- 45 unterlage eindringt und damit eine sehr viel giößere fahren hergestellt ist. Angriffsoberfläche für den Kleber bildet, wodurch

insbesondere durch Schwingungen des Versuchskör-

pers auftretende Brüche des erhärteten keramischen

Klebers sicher unterbunden werden. Außerdem wird 50 auch das Härten bzw. Trocknen des keramischen