Das Wesen eines Halbleiter-Dehnungsmessstreifens besteht in einer deutlichen Änderung seines Widerstandes bei mechanischer Verformung. Die Einwirkung mechanischer Spannung in einer bestimmten kristallographischen Achse eines Halbleitereinkristalls oder in der Diffusionsschicht eines Halbleiters führt zu einer Änderung der elektrischen Leitfähigkeit. Die Widerstandsänderung hängt von der Art des Halbleiters und der Konzentration der Verunreinigungen ab.

Eigenschaften und Verwendung von Dehnungsmessstreifen

Im Vergleich zu früheren Generationen von Draht- und Folien-DMS verfügen Halbleiter-DMS über Folgendes:

• Die 60-fach höhere Verformungsempfindlichkeit ermöglicht Messungen ohne Verstärker mit gängigen Ohmmetern, Voltmetern und Oszilloskopen
• Eine 60-fach höhere Schwellenempfindlichkeit ermöglicht die Messung der Verformung von Metallen ab einem Millionstel Millimeter pro Längenmeter
• Durch die hohe Empfindlichkeit ist es möglich, sehr kleine Kräfte oder Beschleunigungen im Nennbereich zu messen
• Großer Messfrequenzbereich von statischen Werten bis zu mehreren Kilohertz
• Kleine Abmessungen ermöglichen die Herstellung kleiner und leichter Sensoren
• Die Ergebnisse der Spannungsanalyse der Teile, die wir einer kontrollierten Erwärmung aussetzen können, sind absolut zuverlässig
• Silizium verformt sich ohne messbare Hysterese bis 300 ºC
• Dehnungsmessstreifen aus Siliziumgold weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf
• Der Nachteil besteht in der Abweichung von der linearen Kennlinie und der erheblichen Temperaturabhängigkeit, die jedoch in der Regel kompensiert wird

Halbleiter-Dehnmessstreifen werden fast ausschließlich in Sensoren mechanischer Größen sowohl in anspruchsvollsten Prüfgeräten als auch zur Steuerung und Sicherung von Maschinen eingesetzt. Diese Sensoren verleihen allen Mechanismen die Fähigkeit, empfindlich auf mechanische Reize zu reagieren, und wir bekommen sie normalerweise sehr günstig.

Direkt an Maschinenteilen installiert, können sie für experimentelle Analysen genutzt werden, die Größen und Verläufe von Betriebsbeanspruchungen von Maschinen- und Gebäudestrukturen ermitteln, Schwachstellen und Überdimensionierungen von Strukturen aufdecken und so Fehlfunktionen ausschließen und Material einsparen.

Sie werden hauptsächlich in Zug-, Druck-, Drehmoment-, Biege-, Beschleunigungs-, Wiege- und vielen anderen Einzelgeräten eingesetzt.

Wirtschaftliche Vorteile

• Mit der Originaltechnologie erreichen wir Dehnungsmessstreifen von höchster Qualität, die mit der ausländischen Produktion vergleichbar sind
• Der Anschaffungspreis von Einzwecksensoren mit „Halbleitern“ von VTS Zlín ist vergleichbar mit Universalsensoren mit Metall-Dehnmessstreifen
• Bei der Entwicklung und Herstellung von Sensoren nutzen wir bewährte Erfahrungen aus der Luftfahrtindustrie
• Wir montieren Dehnmessstreifen auf Messgliedern und Maschinenteilen mit speziellen DMS-Klebern gegen Gemeinkosten

Kalibrierung und Lebensdauer von Dehnungsmessstreifen

Die Dehnungsmessstreifen werden nach den in der strengen amerikanischen Norm NAS 942 vorgeschriebenen Verfahren getestet. Jeder hergestellte Dehnungsmessstreifen wird auf einen Prüfbalken geklebt und einer allmählichen Verformung im Bereich von ±2,5×10 -3 [m/m] unterzogen der elektrische Widerstand wird gemessen.

Layout und Abmessungen

Der Dehnungsmessstreifen besteht aus einem Streifen aus monokristallinem Silizium mit angebrachten Goldleitungen mit einem Durchmesser von 0,07 mm. Der Silikonstreifen ist selbsttragend, benötigt keine Stützunterlage, wie sie bei Draht- und Folien-DMS erforderlich ist, und ist vor dem Aufkleben des DMS mit einer ca. 0,03 mm dicken Schicht aus ausgehärtetem Kleber elektrisch vom Messobjekt isoliert .