DE4129701A1 - Messverfahren zur messung von mechanischen spannungen und messwertaufnehmer zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Messverfahren zur messung von mechanischen spannungen und messwertaufnehmer zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Messung
von mechanischen Spannungen in festgefügtem Material
wie z. B. Stein, Beton oder Stahl, dessen elastische
Eigenschaften vermessen sind, bei dem
Meßwertaufnehmer, welche jeweils eine von der Spannung
eindeutig abhängige elektrische Meßspannung an eine
Meß- und Auswerteeinrichtung liefern, in Bohrlöcher
des festgefügten Materiales eingebracht und dort in
einer jedes Bohrloch ausfüllenden Vergußmasse
eingebettet werden, und ferner Meßwertaufnehmer zur
Durchführung des Verfahrens.
Derartige Meßverfahren werden zur Bestimmung von
Druck- und Zugspannungen in belasteten Bauwerken wie
z. B. Brücken, Fundamenten und Decken eingesetzt. Zum
einen dienen diese Messungen zur Überprüfung der
theoretisch ermittelten Lastverteilung und
insbesondere gestatten sie Aussagen über das Maß der
Zerrüttung bei sanierungsbedürftigen Objekten.
Nach der geltenden Lehre ist dabei ein
Meßwertaufnehmer, z. B. eine Kraftmeßdose oder eine mit
Dehnungsmeßstreifen versehene Trägerplatte, in ein
Bohrloch in dem Bauwerk einzubringen und dort zu
vergießen. Um die durch die Bohrung und den Verguß
hervorgerufenen Meßfehler zu begrenzen, soll die
Vergußmasse möglichst die gleichen elastischen
Eigenschaften wie das festgefügte Material des
Bauwerks aufweisen. Die Gleichheit der elastischen
Eigenschaften kann nur durch aufwendige
Mischungsversuche für die Vergußmasse sichergestellt
werden. In der Regel entspricht die Vergußmasse dem
festgefügten Material, z. B. Beton; betonartige
Vergußmassen sind aber wegen ihrer körnigen Struktur
nicht zum Vergießen hochempfindlicher Meßwertaufnehmer
geeignet.
Die bisher für derartige Meßverfahren einsetzbaren
Meßwertaufnehmer sind daher relativ unempfindlich und
insbesondere voluminös und müssen in entsprechend
große Bohrungen eingebracht werden. Große Bohrungen
verteuern aber das Meßverfahren erheblich, und es
besteht ferner die Gefahr, daß sie an exponierten
Stellen von Bauwerken nicht eingebracht werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßverfahren zur
Messung von mechanischen Spannungen zur Verfügung zu
stellen, das ohne aufwendige, spezielle Mischungen von
Vergußmassen auskommen kann, das für
unterschiedlichste Meßwertaufnehmer geeignet ist und
bei dem kleinere Bohrlochdurchmesser ausreichen, um
das Meßverfahren insgesamt erheblich kostengünstiger,
genauer und sicherer durchführen zu können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
zur Einbettung des Meßwertaufnehmers eine unabhängig
von den elastischen Eigenschaften des festgefügten
Materials gewählte Vergußmasse bekannter elastischer
Eigenschaften verwendet wird und daß ein
Meßwertaufnehmer verwendet wird, dessen Kennlinie U
gegen Sa anhand einer einmal labormäßig zu
erstellenden Masterkurve, U/Uref gegen Ei/Ea, für den
bei einem bestimmten Anwendungsfall vorliegenden Wert
von Ei/Ea kalibrierbar ist, wobei Uref die
Referenzspannung, die sich bei unmittelbarer Belastung
des Meßwertaufnehmers aus dessen elektrischer
Kennlinie ergibt, Ei das Elastizitätsmodul der
Vergußmasse und Ea das Elastizitätsmodul des
festgefügten Materials darstellen.
Durch die Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen
erreicht. Zunächst ist die Zubereitung einer
speziellen Vergußmassenmischung nicht nötig, da diese
jetzt nicht mehr die gleichen elastischen
Eigenschaften wie das festgefügte Material aufweisen
muß. Vielmehr können jetzt Vergußmassen verwendet
werden, die in Anpassung an den Meßwertaufnehmer
ausgewählt werden. Damit wird auch die Verwendung sehr
empfindlicher bzw. sehr genauer Meßwertaufnehmer
möglich. Die Kalibrierung dieser Meßwertaufnehmer
erfolgt in einfacher Art und Weise anhand einer
Masterkurve. Erstellt wird diese Masterkurve für jeden
Typ eines Meßwertaufnehmers nur ein einziges Mal
aufgrund einer Reihe von Laborversuchen, bei denen die
abgegebene Meßspannung in Abhängigkeit verschiedener
Kombinationen von festgefügtem Material und
Vergußmasse aufgetragen wird.
Bei der Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß die Bohrung einen Durchmesser zwischen 1,5 cm und
5 cm aufweist. Bohrungen eines solch geringen
Durchmessers können praktisch überall ausgeführt
werden, ohne das Bauwerk zu schwächen.
In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das
Verfahren nach der Erfindung das Messen von Eigen- und
Vorspannungen. Hierbei wird derart vorgegangen, daß
zunächst eine erste Spannungsmessung wie beschrieben
vorgenommen wird, daß dann um das vergossene Bohrloch
eine freibleibende, ringförmige Kernbohrung in das
festgefügte Material eingebracht wird, die geringfügig
tiefer als das vergossene Bohrloch ist, so daß der
Bohrkern spannungsfrei wird, daß dann eine zweite
Spannungsmessung vorgenommen wird und daß aus der
Differenz der zwei Spannungsmessungen die Vor- bzw.
Eigenspannung ermittelt wird.
In Ausgestaltung des Meßverfahrens ist beim Messen von
Eigen- und Vorspannungen vorgesehen, daß der innere
Durchmesser der ringförmigen Kernbohrung etwa das
Doppelte des Durchmessers der Bohrung beträgt und daß
der Außendurchmesser abhängig von dem festgefügten
Material mindestens derart bemessen ist, daß bei einer
Meßbelastung die äußere Wand der Kernbohrung nicht mit
dem Bohrkern in Anlage gerät. Durch die Verwendung
einer Vergußmasse, die speziell auf Meßwertaufnehmer
abgestimmt ist, sind nunmehr derart empfindliche und
kleine Meßwertaufnehmer einsetzbar, welche solche
Messungen erst ermöglichen.
Zur Durchführung des Meßverfahrens ist ein
Meßwertaufnehmer vorgesehen, dessen Sensor ein
scheibenförmiger Piezo-Aufnehmer ist. Piezo-Aufnehmer
der genannten Art zeichnen sich durch ein großes
Auflösevermögen und kleine Bauformen aus. Die bei
Piezo-Aufnehmern auftretenden Ladungsverluste können
in Ausgestaltung der Erfindung dadurch begrenzt
werden, daß der scheibenförmige Piezo-Aufnehmer in
eine geschlossene Umhüllung aus Keramik eingeklebt
ist, welche zwei Öffnungen zur Durchführung von zwei
Anschlußdrähten aufweist. Der elektrische Anschluß zu
dem Sensor wird dadurch sichergestellt, daß die zwei
Anschlußdrähte leitend in die Öffnungen eingeklebt
werden, wodurch der elektrische Kontakt zu dem
Piezo-Aufnehmer hergestellt ist und die Umhüllung aus
Keramik vollständig geschlossen ist. Dabei ist
vorgesehen, daß die Keramikumhüllung einen
spezifischen Widerstand von wenigstens 1011 Ohm·cm
aufweist und z. B. eine Aluminiumoxyd-Keramik oder eine
Titanoxyd-Keramik ist, welche hervorragend elektrisch
isolierend sind und günstige dielektrische
Eigenschaften aufweisen.
Alternativ kann zur Durchführung des Meßverfahrens ein
Meßwertaufnehmer vorgesehen werden, dessen Sensor eine
Membran aufweist, auf welche Halbleiter-DMS
aufgebracht sind. Solche Sensoren können unmittelbar
eingegossen werden.
Des weiteren kann vorgesehen sein, den
Meßwertaufnehmer mit einem Sensor zu versehen, der mit
einer Änderung seiner elektrischen Kapazität auf
mechanische Spannungen reagiert.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden,
daß der auf mechanische Spannungen reagierende Sensor
in einer seinen Gehäuseabmessungen entsprechenden
Bohrung in einer Trägerplatte eingeklebt ist und daß
die Trägerplatte fest an einer biegesteifen
Führungsschiene angebracht ist, mittels der die
Trägerplatte zusammen mit dem Sensor in die Bohrung
eingeführt und positioniert wird. Ein solchermaßen
gestalteter Meßwertaufnehmer ist in einfacher Weise
handhabbar, stabil und vorfertigbar. Biegesteife
Führungsschienen können dabei z. B. H- oder T-förmige
Normprofile sein.
Wenn ein Meßwertaufnehmer mit mehreren Sensoren
ausgerüstet werden soll, um z. B. in unterschiedlichen
Bohrlochtiefen Spannungen zu messen, so können die
Trägerplatten in vorteilhafter Weise durch die
Führungsschiene miteinander verbunden werden, wodurch
ein fester Abstand der Sensoren gewährleistet ist und
bei einer biegesteifen Ausführung der Führungsschiene
auch eine genaue Positionierung der
Spannungsmeßrichtung der Sensoren eingehalten wird.
Die Durchführung des Meßverfahrens, das Erstellen
einer Masterkurve und die verwendeten Meßwertaufnehmer
werden im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert, in der zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung die
Spannungsverteilung in der Umgebung eines
Bohrloches zur Erläuterung der
theoretischen Grundlagen,
Fig. 2 eine Masterkurve, U/Uref gegen Ei/Ea, zur
Kalibrierung von Meßwertaufnehmern,
Fig. 3 die Anordnung eines Meßwertaufnehmers in
einem Bohrloch zur Aufnahme von Zug- und
Druckspannungen,
Fig. 4 die Anordnung eines Meßwertaufnehmers in
einem Bohrloch zur Aufnahme von
Eigenspannungen,
Fig. 5 einen Meßwertaufnehmer mit Piezo-Aufnehmer
als Sensor,
Fig. 6 einen Meßwertaufnehmer mit einem Sensor,
der eine mit Halbleiter-DMS belegte
Membran aufweist, und
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Meßwertaufnehmer
gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6.
Anhand der Fig. 1 und 2 werden das Erstellen einer
Masterkurve und die Kalibrierung eines
Meßwertaufnehmers erläutert. Fig. 1 zeigt im
Querschnitt ein festgefügtes Material 1 mit dem
Elastizitätsmodul Ea im Bereich eines Bohrloches 2, in
welchem ein Meßwertaufnehmer 3 in einer das Bohrloch 2
ausfüllenden, frei gewählten Vergußmasse 4 mit einem
Elastizitätsmodul Ei eingebettet ist. Die parallelen
Pfeile 5 zeigen einen einfachen ebenen
Spannungszustand Sa in dem festgefügten Material 1 an.
Dieser Spannungszustand Sa bewirkt in der Vergußmasse
4 des Bohrloches 2 einen Spannungszustand Si, der
durch Pfeile 6 angezeigt ist. Auf den Spannungszustand
Si reagiert der Meßwertaufnehmer 3 mit einer
elektrischen Meßspannung U. Bei gleichen elastischen
Eigenschaften des festgefügten Materials 1 und der
Vergußmasse 4 wären die Spannungszustände Sa und Si
gleich, und anhand der elektrischen Kennlinie des
Meßwertaufnehmers 3, die meist bereits vom Hersteller
angegeben ist oder auch unmittelbar durch eine
Meßreihe mit direkter Belastung ermittelt werden kann,
könnte der Spannungszustand unmittelbar von einer Meß
und Auswerteeinrichtung festgestellt werden.
Nach der Erfindung sind die elastischen Eigenschaften
jedoch unterschiedlich. Eine Dimensionsanalyse der
wesentlichen Parameter liefert den Zusammenhang
zwischen den Spannungszuständen und den
Elastizitätsmodulen, der wie folgt dargestellt werden
kann:
wobei f eine unbekannte Funktion ist. Aus diesem
Zusammenhang ist ersichtlich, daß das
Spannungsverhältnis Si/Sa für eine bestimmte
Kombination Ei/Ea = c einer Konstanten k entspricht.
Bei Laborversuchen, bei denen die Spannung Sa durch
eine bekannte Kraft hervorgerufen wird, ist Sa eine
bekannte Größe, im folgenden daher Sref genannt. Sref
ruft bei dem Meßwertaufnehmer 3, gemäß dessen
elektrischer Kennlinie eine Referenzspannung Uref
hervor. Von dem Meßwertaufnehmer 3 wird tatsächlich
aber die der Spannung Si entsprechende Meßspannung U
angezeigt. Bei einem Laborversuch, bei dem Si als
einzige unbekannte Größe verbleibt, gilt dann:
wobei die Funktion g durch die elektrische Kennlinie
des Meßwertaufnehmers 3 bestimmt ist, die durchaus
einen nichtlinearen Verlauf haben kann. Im allgemeinen
sind aber die elektrischen Kennlinien bekannter
Meßwertaufnehmer in den interessierenden Meßbereichen
linear, so daß folgt:
In Laborversuchen kann somit unabhängig von der
elektrischen Kennlinie eines Meßwertaufnehmers 3 aus
einer Reihe von Messungen mit unterschiedlichen
Kombinationen Ei/Ea eine Masterkurve 7 gemäß Fig. 2 für
einen speziellen Typ von Meßwertaufnehmer erstellt
werden.
Für einen konkreten Einsatz werden die verwendeten
Meßwertaufnehmer 3 anhand der ihnen zugehörigen
Masterkurve 7 wie folgt kalibriert, um die zu messende
Spannung Sa ermitteln zu können.
Aus
mit einem aus der Masterkurve 7 abzulesenden k für die
im konkreten Fall vorliegende Kombination Ei/Ea, folgt
für die Spannung Sa
Ist g eine lineare elektrische Kennlinie mit der
Steigung f, so reduziert sich die Kalibrierung auf
Die Steigung f ist bekannt, und aus der Masterkurve
nach Fig. 2 ist k entnehmbar. Wird in einer speziellen
Masterkurve der Quotient f/k=p über dem Verhältnis
Ei/Ea eingetragen, kann dann der Kalibrierungsfaktor
unmittelbar aus dieser Masterkurve entnommen werden.
Gemäß Fig. 3 wird die Messung von Zug- und
Druckspannungen in einem festgefügten Material 1
mittels eines Meßwertaufnehmers 3 vorgenommen, der in
einem Bohrloch 2 in Vergußmasse 4 eingebettet ist. An
seinem unteren Ende weist der Meßwertaufnehmer 3 einen
zug- bzw. druckempfindlichen Sensor 8 auf, der in eine
Trägerplatte 9 eingelassen ist, vgl. im Detail auch
Fig. 6. Die Trägerplatte 9 ist an einer
verwindungssteifen Führungsschiene 10, die ein
T-Profil aufweist, z. B. durch Schrauben 11 befestigt.
Kleben oder Schweißen sind je nach verwendetem
Material alternative Befestigungsmöglichkeiten. Eine
Schraubverbindung 11 hat allerdings den Vorteil, daß
Trägerplatten 9 mit unterschiedlichen Sensoren 8 in
einfacher Weise mit der Führungsschiene 10 verbunden
werden können. Ist der Meßwertaufnehmer 3, wie in Fig.
1 gezeigt, in dem festgefügten Material 1 vergossen,
können auftretende Spannungen Sa, hervorgerufen durch
statische, aber auch durch dynamische
Belastungskräfte, die an dem festgefügten Material 1
angreifen, aus der elektrischen Meßspannung U, welche
der in der Vergußmasse 4 auftretenden Spannung Si
entspricht, anhand der Masterkurve 7 berechnet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung gestattet es auch,
anschließend an Zug- und Druckspannungsmessungen noch
die Messung von Eigen- und Vorspannungen in dem
festgefügten Material 1 vorzunehmen. In Fig. 4 ist ein
Meßwertaufnehmer 12 mit zwei spannungsempfindlichen
Sensoren 13, 14 gezeigt, welche an einer
verwindungssteifen Führungsschiene 15 befestigt sind.
Nach dem Einbringen und Vergießen des
Meßwertaufnehmers 12 in ein Bohrloch 16 erfolgt analog
dem bei der Fig. 1 erläuterten Verfahren eine
Spannungsmessung ohne äußere Belastung. Danach wird
eine in Fig. 4 gezeigte, offen bleibende, ringförmige
Kernbohrung 17 so tief niedergebracht, daß der
stehenbleibende Bohrkern 18 spannungsfrei wird, und es
wird eine zweite Spannungsmessung vorgenommen. Die
Differenz der gemessenen Spannungen liefert
unmittelbar die bestehenden Eigen- bzw. Vorspannungen.
Da die Bohrlöcher 2, 16 nach dem Verfahren einen
kleinen Durchmesser zwischen 1,5 cm und 5 cm
aufweisen, führt auch die etwa mit dem doppelten
Innendurchmesser ausgeführte Kernbohrung 17 zu keiner
wesentlichen Schwächung des festgefügten Materials 1,
so daß die Bohrungen an nahezu allen Stellen, auch an
exponierten wie z. B. Deckenstürzen oder
Lasteinleitungspunkten, angebracht werden können.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht die
Verwendung verschiedenster auf mechanische Spannungen
reagierender Sensoren. Im praktischen Versuch haben
sich Sensoren mit nur einer Meßebene als besonders
genau und als sehr empfindlich erwiesen. In Fig. 5 ist
im Querschnitt zu seiner Meßebene solch ein
Meßwertaufnehmer 19 gezeigt, der als Sensor einen
scheibenförmigen Piezo-Aufnehmer 20 aufweist. Um die
typischen Ladungsverluste des Piezo-Aufnehmers 20 zu
begrenzen, ist dieser in eine Umhüllung 21 aus
hochisolierender Keramik eingeklebt. Ein solche
Umhüllung 21 kann z. B. durch einen Topf 22, auf dessen
Boden der Piezo-Aufnehmer eingeklebt wird, und einen
den Topf 22 abdeckenden und an diesem festgeklebten
Deckel 23 gebildet werden. Dabei ist wegen der
Übertragung der mechanischen Spannung, die durch
Pfeile 24 angedeutet ist, auf eine plane und exakte
Anlage der Keramikumhüllung 21 insbesondere in der
Meßebene an den Piezo-Aufnehmer 20 zu achten. Die
Keramikumhüllung 21 weist lediglich zwei Öffnungen 25,
26 zur Durchführung jeweils darin elektrisch leitend
verklebter Anschlußdrähte 27, 28 auf. Der elektrisch
leitende Kleber 29 stellt den Kontakt zwischen dem
Piezo-Aufnehmer 20 und den Anschlußdrähten 27, 28
problemlos her und versiegelt gleichzeitig die
Öffnungen 25, 26.
Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Meßwertaufnehmer 3, bei
dem ein Sensor 8 in eine Trägerplatte 9 eingelassen
ist. Der Sensor 8 weist eine randseitig von einem Ring
30 eingefaßte Membran 31 auf, auf der
nichtdargestellte Halbleiter-DMS aufgebracht sind. Der
elektrische Kontakt zu den Dehnungsmeßstreifen DMS ist
durch eine Anschlußfahne 32 hergestellt, von der zwei
Anschlußdrähte 33, 34 zu einer Meß- und
Auswerteeinrichtung führen. Die Trägerplatte 9 ist an
einer verwindungssteifen, ein T-Profil aufweisenden
Führungsschiene 10 mit Schrauben 11 befestigt.
Typ, Zahl und Anordnung der Sensoren eines
Meßwertaufnehmers werden von den durchzuführenden
Messungen bestimmt. Um einen räumlichen
Spannungszustand auszumessen, sind z. B. bei Sensoren
mit nur einer empfindlichen Meßebene drei Sensoren in
kubischer oder tetraederförmigen Anordnung nötig.
Bezugszeichenliste:
1 Festgefügtes Material
2 Bohrloch
3 Meßwertaufnehmer
4 Vergußmasse
5 Pfeil
6 Pfeil
7 Masterkurve
8 Sensor
9 Trägerplatte
10 Führungsschiene
11 Schraube
12 Meßwertaufnehmer
13 Sensor
14 Sensor
15 Führungsschiene
16 Bohrloch
17 Kernbohrung
18 Bohrkern
19 Meßwertaufnehmer
20 Piezo-Aufnehmer
21 Umhüllung
22 Topf
23 Deckel
24 Pfeil
25 Öffnung
26 Öffnung
27 Anschlußdraht
28 Anschlußdraht
29 Kleber
30 Ring
31 Membran
32 Anschlußfahne
33 Anschlußdraht
34 Anschlußdraht
Ea Elastizitätsmodul von 1
Ei Elastizitätsmodul von 4
U elektrische Meßspannung
Uref elektrische Referenzspannung
C fester Wert von Ei/Ea
k Funktionswert von C
2 Bohrloch
3 Meßwertaufnehmer
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12 Meßwertaufnehmer
13 Sensor
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17 Kernbohrung
18 Bohrkern
19 Meßwertaufnehmer
20 Piezo-Aufnehmer
21 Umhüllung
22 Topf
23 Deckel
24 Pfeil
25 Öffnung
26 Öffnung
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28 Anschlußdraht
29 Kleber
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32 Anschlußfahne
33 Anschlußdraht
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Ea Elastizitätsmodul von 1
Ei Elastizitätsmodul von 4
U elektrische Meßspannung
Uref elektrische Referenzspannung
C fester Wert von Ei/Ea
k Funktionswert von C
Claims (11)
1. Meßverfahren zur Messung von mechanischen
Spannungen (Sa) in festgefügtem Material wie z. B.
Stein, Beton oder Stahl, dessen elastische
Eigenschaften (Ea) vermessen sind, bei dem
Meßwertaufnehmer, welche jeweils eine von der
Spannung (Sa) eindeutig abhängige elektrische
Meßspannung (U) an eine Meß- und
Auswerteeinrichtung liefern, in Bohrlöcher des
festgefügten Materiales eingebracht und dort in
einer jedes Bohrloch ausfüllenden Vergußmasse
eingebettet werden, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Einbettung des Meßwertaufnehmers (3) eine
unabhängig von den elastischen Eigenschaften (Ea)
des festgefügten Materials (1) gewählte
Vergußmasse (4) bekannter elastischer
Eigenschaften (Ei) verwendet wird und daß ein
Meßwertaufnehmer (3) verwendet wird, dessen
Kennlinie U gegen Sa anhand einer einmal
labormäßig zu erstellenden Masterkurve (7), U/Uref
gegen Ei/Ea, für den bei einem bestimmten
Anwendungsfall vorliegenden Wert von Ei/Ea
kalibrierbar ist, wobei Uref die Referenzspannung,
die sich bei unmittelbarer Belastung des
Meßwertaufnehmers (3) aus dessen elektrischer
Kennlinie ergibt, Ei das Elastizitätsmodul der
Vergußmasse (4) und Ea das Elastizitätsmodul des
festgefügten Materials (1) darstellen.
2. Meßverfahren nach Anspruch 1 zum Messen von
mechanischen Vor- und Eigenspannungen, dadurch
gekennzeichnet, daß eine erste Spannungsmessung
vorgenommen wird, daß dann um das vergossene
Bohrloch (16) eine freibleibende, ringförmige
Kernbohrung (17) in das festgefügte Material (1)
eingebracht wird, die geringfügig tiefer als das
vergossene Bohrloch (16) ist, so daß der Bohrkern
(18) spannungsfrei wird, daß dann eine zweite
Spannungsmessung vorgenommen wird und daß aus der
Differenz der zwei Spannungsmessungen die
Vor- bzw. Eigenspannung ermittelt wird.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bohrloch (2, 16) einen
Durchmesser zwischen 1,5 cm und 5 cm aufweist.
4. Meßverfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser der ringförmigen
Kernbohrung (17) etwa das Doppelte des
Durchmessers des Bohrlochs (16) beträgt und daß
der Außendurchmesser abhängig vom festgefügten
Material (1) mindestens derart bemessen ist, daß
bei einer Meßbelastung die äußere Wand der
Kernbohrung (17) nicht mit dem Bohrkern (18) in
Anlage gerät.
5. Meßwertaufnehmer zur Durchführung des Verfahrens
nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit wenigstens einem
auf mechanische Spannung reagierenden Sensor,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein
scheibenförmiger Piezo-Aufnehmer (20) ist.
6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der scheibenförmige
Piezo-Aufnehmer (20) in einer geschlossenen
Umhüllung (21) aus Keramik eingeklebt ist, welche
zwei Öffnungen (25, 26) zur Durchführung von zwei
Anschlußdrähten (27, 28) aufweist.
7. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwei Anschlußdrähte (27,
28) leitend in die Öffnungen (25, 26) eingeklebt
werden, wo durch den Kleber (29) der elektrische
Kontakt zu dem Piezo-Aufnehmer (20) hergestellt
ist und die Umhüllung (21) aus Keramik vollständig
geschlossen ist.
8. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Keramikumhüllung einen
spezifischen Widerstand von wenigstens 1011 Ohm·cm
aufweist und z. B. eine Aluminiumoxyd-Keramik oder
eine Titanoxyd-Keramik ist.
9. Meßwertaufnehmer zur Durchführung des
Meßverfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, der
wenigstens einen auf mechanische Spannungen
reagierenden Sensor aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor (8) eine Membran
(31) aufweist, auf welche Halbleiter-DMS
aufgebracht sind.
10. Meßwertaufnehmer zur Durchführung des
Meßverfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, der
wenigstens einen auf mechanische Spannungen
reagierenden Sensor aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor mit einer Änderung
seiner elektrischen Kapazität auf mechanische
Spannung reagiert.
11. Meßwertaufnehmer nach den Ansprüchen 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (8) in
einer seinen Gehäuseabmessungen entsprechenden
Bohrung in einer Trägerplatte (9) eingeklebt ist
und daß die Trägerplatte (9) fest an einer
biegesteifen Führungsschiene (10) angebracht ist,
mittels der die Trägerplatte (9) mit dem Sensor
(8) in das Bohrloch (2) eingeführt und
positioniert wird.
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