Ein Dehnungsmessstreifen ist ein Sensor, der die Dehnung (Verformung) eines Objekts misst, indem er mechanische Kraft in eine messbare Änderung des elektrischen Widerstands umwandelt. Wenn äußere Kräfte wie Druck , Zug , Druck oder Gewicht auf ein stationäres Objekt einwirken, erzeugen sie innere Widerstandskräfte, die als Spannung bezeichnet werden, und physikalische Verformungen, die als Dehnung
bezeichnet werden. Dehnungsmessstreifen gehören zu den wichtigsten Werkzeugen in der elektrischen Messtechnik, mit denen mechanische Größen quantifiziert werden. Wie ihr Name schon sagt, sind sie für die Messung von Dehnungen ausgelegt, die je nachdem, ob die ausgeübte Kraft das Material streckt, komprimiert oder auf andere Weise verformt, Zugdehnungen (Ausdehnung), Druckdehnungen (Kontraktion) oder Schubdehnung
(parallel oder tangential) sein
kann, je nachdem, ob die ausgeübte Kraft das Material dehnt, komprimiert oder auf andere Weise verformt. Spannung und Dehnung verstehen Die Dehnung in einem Material kann durch äußere Belastungen, Druck, Drehmoment, Wärme oder sogar durch innere Materialveränderungen verursacht werden. Unter den richtigen Bedingungen kann die Größe der Dehnung direkt mit der Größe der auf die Materialien einwirkenden Spannung oder Kraft korreliert werden. Dieses Prinzip bildet die Grundlage der experimentellen Spannungsanalyse, bei
der Ingenieure die an der Oberfläche eines Bauteils
gemessenen Dehnungswerte verwenden, um die Spannungsverteilung
- zu bestimmen, Ermüdung
- vorherzusagen und die langfristige Sicherheit der Materialien
- sicherzustellen. Dehnungsmessstreifen:
Aufbau und Funktionsweise Ein typischer Dehnungsmessstreifen besteht aus drei Schichten: Eine schützende Laminat-Deckschicht Ein dünnes metallisches Sensorelement (in der Regel ein feiner Draht oder eine Folie) Eine Kunststoff- oder Polymerbasis Wenn der Dehnungsmessstreifen unter einer Last auf eine Oberfläche geklebt wird, verformt
er sich mit dieser. Diese Verformung bewirkt eine
proportionale Änderung des elektrischen Widerstands des Sensorelements. Die Widerstandsänderung kann gemessen und mithilfe festgelegter Gleichungen der Kalibrierung in einen genauen Dehnungswert
umgewandelt werden. Funktionsweise eines Dehnungsmessstreifens verstehen Die Funktionsweise eines Dehnungsmessstreifens basiert auf dem piezoresistiven Effekt, oder der Tendenz des elektrischen Widerstands eines Materials, sich zu ändern, wenn es gedehnt oder zusammengedrückt wird. Wenn ein Dehnungsmessstreifen
fest mit der Oberfläche eines unter Spannung stehenden Materials verbunden ist, verformt er sich zusammen mit
Oberfläche.
- Diese Verformung verändert
- die Länge und
- Querschnittsfläche des leitenden Elements des Messstreifens und bewirkt eine entsprechende Änderung seines
- elektrischen Widerstands. Die Beziehung zwischen Dehnung (ε) undWiderstandsänderung
wird durch die Dehnungsmessgleichung ausgedrückt: Wheatstone-Brücke und Signalaufbereitung Da die durch
einen Dehnungsmessstreifen erzeugte
Widerstandsänderung extrem gering ist (oft nur wenige Hundertstel Ohm), wird eine Wheatstone-Brückenschaltung verwendet, um sie mit hoher Präzision zu erfassen. Diese Schaltung wandelt die Widerstandsänderung in eine proportionale Ausgangsspannung um, die dann verstärkt, digitalisiert und als Dehnung, Kraft oder Druck angezeigt werden kann. Die Wheatstone-Brückenkonfiguration Eine
traditionelle Wheatstone-Brücke besteht
aus vier Widerstandsarmen, die in einem rautenförmigen Netzwerk angeordnet sind. Eine Spannungsquelle wird an einer Diagonale der Brücke angelegt, und die Ausgangsspannung wird an der anderen gemessen. Wenn alle vier Widerstände den
gleichen Widerstand haben, ist die Brücke ausgeglichen, und es wird keine Ausgangsspannung erzeugt. Wenn ein an einer Struktur befestigter Dehnungsmessstreifen eine Verformung erfährt, ändert sich sein Widerstand geringfügig, wodurch die Brücke aus dem Gleichgewicht gerät und eine messbare Ausgangsspannung erzeugt wird, die proportional
zur ausgeübten Dehnung ist. Es gibt drei gängige Konfigurationen, die
- bei der Dehnungsmessung verwendet werden: Viertelbrücke : Ein aktives Dehnungsmessstreifen und drei feste Widerstände. Wird bei einseitigen Dehnungsmessungen verwendet, bei denen
- die Temperaturkompensation weniger kritisch ist. Halbbrücke : Zwei aktive Messstreifen – einer für Zug und einer für Druck – sind auf gegenüberliegenden Seiten der Probe angebracht. Bietet eine
- bessere Temperaturkompensation und eine doppelte Signalausgabe. Vollbrücke : Vier aktive Dehnungsmessstreifen, die so angeordnet sind, dass die gegenüberliegenden Arme eine gleiche und entgegengesetzte
Dehnung erfahren.
Bietet die höchste Empfindlichkeit, Rauschunterdrückung und Temperaturkompensation. Signalkonditionierung Der Ausgang der Brücke liegt typischerweise im Millivoltbereich, sodass er vor der Verarbeitung
- verstärkt und konditioniert werden muss. Ein Dehnungsmessstreifenverstärker oder
- Signalkonditionierer erfüllt wichtige Funktionen:
- Verstärkung : Verstärkt das schwache Signal für eine genaue Digitalisierung Filterung : Entfernt elektrische
- Störsignale und Drift Temperaturkompensation : Gleicht thermische Ausdehnung oder Kontraktion
aus, die den Widerstand beeinflussen
könnten Umwandlung : Wandelt die analoge Spannung in ein digitales Signal zur Protokollierung oder Anzeige um Gängige Dehnungsmessstreifen-Konfigurationen Dehnungsmessstreifen werden verwendet, um zu überwachen, wie viel Belastung Materialien oder Strukturen vor dem Versagen aushalten können.
- Je nach Anwendung gibt es verschiedene
- Konfigurationen, darunter Einelement-, Rosetten- und zweiachsige
- Ausführungen. Die Auswahl des richtigen Dehnungsmessstreifens
hängt ab von: der Richtung der primären Dehnung der Art der zu messenden Dehnung (Zug-, Druck- oder Scherdehnung) der Größe und Geometrie des zu messenden Bereichs Neben Unterschieden in den Materialien und Messprinzipien unterscheiden sich Dehnungsmessstreifen auch in ihrer Konfiguration, d. h. der physikalischen Anordnung und Ausrichtung
ihrer Messelemente.
Messung einer bestimmten Art oder Richtung von Dehnung optimiert, um Genauigkeit und Relevanz für die beabsichtigte Anwendung zu gewährleisten. Lineare Dehnungsmessstreifen SGD Lineare Dehnungsmessstreifen Jetzt kaufen Lineare Dehnungsmessstreifen messen die Dehnung entlang einer einzigen Achse
und eignen sich ideal für
Anwendungen, bei denen die Richtung der Belastung bekannt ist. Sie sind die gängigste Konfiguration und werden häufig für grundlegende Zug- oder Druckmessungen an Trägern, Wellen und Bauteilen verwendet. Membran-Dehnungsmessstreifen Membran-Dehnungsmessstreifen dienen zur Messung von Dehnung, Spannung, Druck und Kraft in dünnwandigen oder
flexiblen Materialien
wie Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen. Sie werden üblicherweise auf Membranen oder Folien in Druckmessumformern aufgebracht, wo die Verformung der Oberfläche unter Druck eine messbare Dehnung erzeugt. Rosetten-Dehnungsmessstreifen Rosetten-Dehnungsmessstreifen enthalten mehrere Sensorelemente, die in bestimmten Winkeln – üblicherweise 0°, 45° und 90° – angeordnet sind, um die zweiachsige Spannung in Materialien zu messen, bei
denen die Hauptspannungsrichtungen
unbekannt sind. Durch die Analyse der Ausgänge jedes Elements können Ingenieure sowohl die Größe als auch die Richtung der Hauptdehnungen bestimmen, wodurch Rosetten für die Spannungsanalyse und die Finite-Elemente-Validierung unverzichtbar sind. Torsions- und Scherdehnungsmessstreifen Torsions- und
Scherspannungsmessstreifen sind so
45° zur Hauptachse messen und somit Scherspannung und Drehmoment erfassen können. Sie werden häufig an rotierenden Wellen, Drehmomentarmen und Antriebskomponenten eingesetzt, um die übertragene Leistung oder die mechanische Leistung unter Last zu überwachen. Doppelte parallele Dehnungsmessstreifen SGD Dual Parallel Grid, Linear Strain Gauges Jetzt
kaufen Doppelte parallele
Dehnungsmessstreifen verwenden zwei parallel zueinander ausgerichtete Messgitter. Diese Konfiguration ermöglicht eine hohe Präzision bei der Messung der Biegebeanspruchung, indem die Spannung auf einer Seite eines Bauteils mit der Kompression auf der anderen Seite verglichen wird. Doppelte Dehnungsmessstreifen werden häufig in Balken-Wägezellen, strukturellen Biegetests und Ermüdungsanalysen verwendet.
T-Rosetten-Dehnungsmessstreifen T-Rosetten-Dehnungsmessstreifen
messen die zweiachsige Spannung, wenn die Hauptrichtungen bekannt sind. Sie bestehen aus zwei senkrecht zueinander stehenden Messgittern in einer „T“-Anordnung. T-Rosetten eignen sich ideal für die Spannungs-/Dehnungsanalyse, die Entwicklung von Messwandlern und die industrielle Zustandsüberwachung, insbesondere bei Anwendungen mit Temperaturänderungen, dynamischen Belastungen oder
Vibrationseinwirkungen auf Bauteile. Gängige
Anwendungen für Dehnungsmessstreifen Aufgrund ihrer Präzision, Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit werden Dehnungsmessstreifen in nahezu allen Bereichen des Ingenieurwesens eingesetzt, um Kräfte, Spannungen und Verformungen zu messen, die in Materialien und Strukturen auftreten. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Prüfung, Steuerung und Überwachung der Sicherheit
und bilden oft die
- Grundlage für komplexere
- Messwandler und Datenerfassungssysteme.
- Bau- und Maschinenbau
Bei Strukturprüfungen helfen
Dehnungsmessstreifen Ingenieuren dabei, die Spannungen und die Lastverteilung in Brücken, Gebäuden, Flugzeugkomponenten und Maschinen zu überwachen. Sie werden häufig an Trägern, Verbindungsstellen oder rotierenden Wellen angebracht, um die Leistung unter Last zu verfolgen,
die Lebensdauer zu bewerten
- und Berechnungsmodelle wie
- die Finite-Elemente-Analyse
- (FEA) zu validieren. Anwendungen :
Brückenverformungsprüfung Überwachung
der Flügelbelastung von Flugzeugen Spannungsanalyse von Kranauslegern Last- und Kraftmessung Dehnungsmessstreifen sind wichtige Sensorelemente in Wägezellen, Drehmomentaufnehmern und Drucksensoren. Wenn sie an einer verformbaren Struktur (wie einem Balken oder einer Membran) wandeln sie mechanische Eingaben – Kraft, Gewicht
oder Drehmoment – in
- ein elektrisches Signal um.
- Anwendungen : Industrielle
- Wägesysteme Messung der
Schraubenvorspannung Drehmomenterfassung in Motoren
und Antrieben Druck- und Durchflussmesstechnik Wenn sie mit Membranen oder zylindrischen Elementen verbunden sind, können Dehnungsmessstreifen kleinste Verformungen erkennen, die durch Innendruck oder Durchfluss verursacht werden. Diese Messungen bilden die Grundlage für Druckwandler, Differenzdrucksensoren und Durchflussmesser, die in HLK-, Prozesssteuerungs- und
Fluidkraftsystemen verwendet
- werden. Anwendungen : Überwachung
- des Prozessleitungsdrucks
- Steuerung
- von Hydrauliksystemen
Durchfluss-Regelkreise Forschung und experimentelle
Spannungsanalyse In Labor- und Forschungsumgebungen ermöglichen Dehnungsmessstreifen die experimentelle Spannungsanalyse (ESA) – eine Technik, mit der das Verhalten von Materialien unter komplexen Belastungsbedingungen untersucht wird. Durch die strategische Anbringung von Messstreifen an Prototypen oder
Prüfkörpern können Forscher
- messen, wie sich Materialien unter
- Belastung verformen, und die Daten
- mit theoretischen Modellen korrelieren.
Anwendungen : Prüfung von
Verbundwerkstoffen Ermüdungsanalyse Prototypenvalidierung Vibrationsstudien Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Energiewirtschaft Hochpräzise Dehnungsmessungen sind in Branchen, in denen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung entscheidend sind, unerlässlich. Dehnungsmessstreifen werden häufig bei Strukturprüfungen in der Luft- und Raumfahrt, bei Programmen
zur Prüfung der Haltbarkeit
- von Kraftfahrzeugen und in
- erneuerbaren Energiesystemen wie Windkraftanlagen
- und Solarpanelhalterungen
eingesetzt. Anwendungen : 
Dehnungsüberwachung am Flugzeugrumpf
von Windturbinenblättern Industrielle Zustandsüberwachung In der modernen intelligenten Fertigung können Dehnungsmessstreifen in industrielle IoT-Systeme (IIoT) integriert werden, um eine Echtzeit-Zustandsüberwachung zu ermöglichen. In Verbindung mit Signalaufbereitern und drahtlosen
- Transmittern liefern sie kontinuierlich Rückmeldungen über den Zustand, die Vibrationen und die Belastung von Maschinen
- und unterstützen so die vorausschauende Wartung und reduzieren Ausfallzeiten.
- Anwendungen : Diagnose des Zustands von Anlagen Vorausschauende Systeme auf Basis von maschinellem Lernen
Automatisierte Prozessoptimierung Innovative Lösungen von KFH Linear Pre-Wired Strain Gauges KFH Linear Pre-Wired Strain Gauges Jetzt kaufen KFH Linear Pre-Wired Dehnungsmessstreifen bieten eine einfache
Installation und eine hohe Genauigkeit bei der
(0°/45°/90°) eliminieren diese Messstreifen die bei gestapelten Designs häufig auftretenden Ausrichtungsfehler und gewährleisten zuverlässige zweiachsige Dehnungsmessungen. Vorkonfektionierte Leitungen (zwei 1 m oder drei 3 m pro Raster) vereinfachen die Installation – kein Löten am
- Messpunkt erforderlich Optimiert für Stahlkonstruktionen, mit präziser Temperaturkompensation
- Erhältlich in praktischen Zehnerpackungen, ideal für Mehrpunkt-Dehnungsmessungen oder Labortests
- Der KFH-Dehnungsmessstreifen ist eine zuverlässige Wahl für Strukturprüfungen, Komponentenvalidierungen und Forschungsanwendungen, bei
- denen die biaxiale Spannungsrichtung genau und effizient ermittelt werden muss. SGT-Vollbrücken-Membran-Dehnungsmessstreifen
- SGT-Vollbrücken-Membran-Dehnungsmessstreifen Jetzt kaufen SGT-Vollbrücken-Membran-Dehnungsmessstreifen
bieten eine-Leistung für Biege- und Axialdehnungsmessanwendungen. Diese für anspruchsvolle Umgebungen entwickelten Messgeräte vereinen Präzision, Robustheit und Langzeitstabilität in einem kompakten Design. Die
Vollbrückenkonfiguration unterstützt
geätzte Konstanfolien-Messelement gewährleistet eine gleichbleibende Leistung und Empfindlichkeit Das Polyimid-Trägermedium bietet hervorragende Flexibilität, einen kleinen Biegeradius und eine langfristige Abdichtung für verbesserte Haltbarkeit Funktioniert zuverlässig über einen breiten Temperaturbereich und eignet sich daher für vielfältige industrielle und wissenschaftliche Anwendungen
- Verkauft in 5er-Packs für bequeme Mehrpunktmessungen oder die Herstellung von Messwandlern Die SGT-Vollbrücken-Membranserie
- eignet sich ideal für die Konstruktion von Messwandlern mit Präzision, Druck-
- und Lastmessungen sowie dynamische Strukturprüfungen, bei denen sowohl Genauigkeit als auch Umweltbeständigkeit
- entscheidend sind. SGK-T-Rosetten-Dehnungsmessstreifen
DwyerOmega | Blog | Was ist ein Manometer?
Verfasst von: Dan Schultz
Aktualisiert am: 30. Oktober 2025
Was bedeutet „eigensicher“?
Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026