Dehnmessstreifen

Ein Dehnmessstreifen (DMS) ist ein Sensor, der mechanische Verformung in elektrische Widerstandsänderungen umsetzt. Die gängigste Bauform besteht aus einer dünnen Metallfolie, die in einem feinen Muster auf einen flexiblen Träger aufgebracht wird. Dehnt sich der Träger, ändert sich die Länge der Folie und damit ihr Widerstand.

Prinzipiell beruht der DMS auf dem piezoresistiven Effekt. Die Relativänderung des Widerstands ΔR/R0 korreliert mit der Dehnung ε des Bauteils. In der Praxis wird der Streifen oft in einer Wheatstone-Brücke betrieben, um kleine Signale besser zu erfassen und Temperaturdrift zu kompensieren. Metallfolien (z. B. Constantan, NiCr) liefern typische Gauge-Faktoren GF ≈ 2; Halbleiterfolien (z. B. Silizium) weisen deutlich höhere GF auf, sind aber empfänglicher gegenüber Temperatur- und Zeitverläufen.

Typische Bauformen sind Viertelbrücke, Halbbrücke oder Vollbrücke. DMS können als Metallfolie oder Halbleiterstreifen gefertigt sein und auf Trägerfolien aus Polyimid oder Glas aufgebracht werden. Sie werden mit geeigneten Klebstoffen auf die zu messende Oberfläche verklebt und durch eine Schutzschicht (z. B. Harz oder Lack) geschützt.

Anwendungen finden sich in der Materialprüfung, der Strukturellen Gesundheitsüberwachung, dem Maschinen- und Fahrzeugbau sowie in der Luftfahrt; eingesetzt werden DMS sowohl für statische als auch für dynamische Messungen. Sie benötigen Kalibrierung und Temperaturkompensation, um genaue Dehnungswerte zu liefern.

Geschichte: Die Dehnungsmessstreifen wurden in den späten 1930er Jahren von Edward E. Simmons und Arthur C. Smith bei Bell Labs entwickelt und seitdem weiterentwickelt sowie standardisiert.