Hersteller, Lieferanten & Firmen für Dehnungssensoren

Dehnungsaufnehmer, Dehnungsgeber, Dehnungsmesser, Dehnungsmesstreifen (häufigste Bauform, auch als DMS abgekürzt), Dehnmessstreifen, Strain Gauges (engl. Fachbegriff, oft in technischen Kontexten verwendet), Dehnungstransducer (seltener, eher technisch), Dehnungsmessfühler, Strecksensor, Streckungsaufnehmer, Dehnungsdetektor.

Arten von Dehnungssensoren

Widerstandsbasierte Dehnungssensoren

Widerstandsbasierte Dehnungssensoren, häufig als Dehnungsmessstreifen bezeichnet, nutzen die Veränderung des elektrischen Widerstands bei mechanischer Verformung eines Materials. Ein dünner metallischer Leiter, meist in Form einer gewundenen Struktur, wird auf ein flexibles Substrat aufgebracht. Bei mechanischer Belastung ändert sich die Geometrie des Leiters, was eine messbare Variation des Widerstands bewirkt. Diese Sensoren zeichnen sich durch hohe Präzision und kompakte Bauweise aus, was sie für Anwendungen in der Industrieautomation besonders geeignet macht. Durch die Integration in Steuerungssysteme ermöglichen sie die Erfassung von Kräften und Spannungen in Echtzeit. Ihre Anfälligkeit für Temperaturschwankungen erfordert jedoch eine sorgfältige Kalibrierung, um verlässliche Messergebnisse zu gewährleisten. In der Praxis werden sie oft in Brückenkonfigurationen eingesetzt, um Signalrauschen zu minimieren und die Messgenauigkeit zu erhöhen.

Kapazitive Dehnungssensoren

Kapazitive Dehnungssensoren basieren auf der Änderung der Kapazität zwischen zwei Elektroden, die durch mechanische Verformung beeinflusst wird. Eine elastische Dielektrikumsschicht trennt die Elektroden, deren Abstand sich bei Dehnung oder Kompression verändert. Diese Distanzänderung führt zu einer messbaren Variation der Kapazität, die proportional zur aufgebrachten Kraft ist. Solche Sensoren bieten eine hohe Empfindlichkeit und sind besonders robust gegenüber elektromagnetischen Störungen, was sie für raue Industrieumgebungen prädestiniert. Ihre geringe Größe ermöglicht eine nahtlose Integration in kompakte Systeme. Allerdings erfordert die Signalverarbeitung spezialisierte Schaltungen, um die Kapazitätsänderungen präzise auszuwerten. In der Industrieautomation finden sie Anwendung in Systemen, die feinste Verformungen in Werkstoffen oder Bauteilen erfassen müssen.

Optische Dehnungssensoren

Optische Dehnungssensoren verwenden Licht, um Verformungen in Materialien zu detektieren, häufig durch faseroptische Technologien wie Faser-Bragg-Gitter. Diese Gitter, eingebettet in optische Fasern, reflektieren Licht mit einer spezifischen Wellenlänge, die sich bei mechanischer Belastung verschiebt. Durch die Analyse dieser Wellenlängenverschiebung lässt sich die Dehnung exakt bestimmen. Solche Sensoren sind immun gegen elektromagnetische Interferenzen und eignen sich für den Einsatz in Umgebungen mit hohen Störfeldern, wie etwa in der Nähe von Motoren oder Hochspannungsanlagen. Ihre Fähigkeit, über weite Distanzen präzise Messungen zu liefern, macht sie für großflächige Überwachungssysteme attraktiv. Die Installation und Kalibrierung optischer Systeme ist jedoch aufwendig, da sie spezialisierte Lichtquellen und Detektoren erfordern. Dennoch bieten sie in der Industrieautomation eine zuverlässige Lösung für Anwendungen, die höchste Genauigkeit verlangen.

Piezoelektrische Dehnungssensoren

Piezoelektrische Dehnungssensoren nutzen die Eigenschaft bestimmter Materialien, bei mechanischer Verformung eine elektrische Spannung zu erzeugen. Diese Sensoren bestehen aus kristallinen Strukturen, die bei Druck oder Zug eine Ladungsverschiebung erzeugen, welche als elektrisches Signal ausgewertet wird. Ihre schnelle Reaktionszeit macht sie ideal für dynamische Messungen, wie sie in der Schwingungsüberwachung oder bei transienten Belastungen vorkommen. In der Industrieautomation finden sie häufig Einsatz in Systemen, die schnelle Lastwechsel erfassen müssen. Die Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen und die begrenzte Eignung für statische Messungen stellen jedoch Einschränkungen dar. Durch ihre Robustheit und einfache Integration in bestehende Systeme bleiben sie dennoch eine bewährte Wahl für spezifische Messaufgaben.

Anwendungsbereiche von Dehnungssensoren

Dehnungssensoren finden in der Industrieautomation vielfältige Einsatzmöglichkeiten, da sie mechanische Verformungen präzise erfassen und in steuerbare Signale umwandeln. In Fertigungsanlagen überwachen sie die Belastung von Maschinenkomponenten, etwa bei der Herstellung präziser Bauteile. Beispielsweise erfassen sie in einer Produktionslinie für Metallteile die Spannungen in Walzwerken, um prozesssichere Abläufe zu gewährleisten. Ihre Fähigkeit, kleinste Verformungen zu detektieren, ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Materialermüdung, was die Lebensdauer von Anlagen verlängert.

In der Robotik spielen Dehnungssensoren eine zentrale Rolle, indem sie die Kräfte in Greifarmen oder beweglichen Gelenken messen. So gewährleisten sie eine präzise Steuerung, etwa bei der Handhabung empfindlicher Werkstücke. Ein typisches Szenario ist der Einsatz in automatisierten Montagelinien, wo Sensoren die Druckkräfte beim Einpressen von Bauteilen überwachen, um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen. Diese maßgeschneiderten Lösungen tragen zur Effizienz und Sicherheit moderner Fertigungsprozesse bei.

Im Bereich der Bauüberwachung dienen Dehnungssensoren der Analyse von Strukturen wie Brücken oder Gebäudefundamenten. Sie erfassen Spannungen in Beton- oder Stahlkonstruktionen, um potenzielle Schwachstellen zu identifizieren. In einem fiktiven Szenario könnte ein Sensornetzwerk in einer Industriehalle die Belastung von Trägern kontinuierlich überwachen, um die Sicherheit der Anlage zu gewährleisten. Die nahtlose Integration in Überwachungssysteme ermöglicht eine lückenlose Dokumentation von Belastungsdaten.

In der Medizintechnik finden Dehnungssensoren Anwendung in der Überwachung von Prothesen oder medizinischen Geräten. Sie messen die Belastung in künstlichen Gelenken, um Bewegungsabläufe zu optimieren. Ein Beispiel wäre die Integration in eine automatisierte Rehabilitationsvorrichtung, die die Kräfte während der Therapie analysiert, um die Belastung für den Patienten zu steuern. Diese präzisen Messungen tragen zur Verbesserung der Funktionalität solcher Systeme bei.

In der Energiebranche unterstützen Dehnungssensoren die Überwachung von Windkraftanlagen oder Turbinen. Sie erfassen Verformungen in Rotorblättern oder Lagerstrukturen, um Betriebsparameter zu optimieren. Ein Szenario könnte die Überwachung eines Windparks sein, wo Sensoren die Belastung der Blätter bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten messen, um die Effizienz der Anlage zu maximieren. Solche Anwendungen verdeutlichen die Vielseitigkeit von Dehnungssensoren in der modernen Industrie.