VDI VDE 2635 Blatt 1-2015 Experimental structure analysis - Metallic bonded resistance strain gauges - Characteristics and testing conditions.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKExperimentelle StrukturanalyseDehnungsmessstreifen mit metallischem MessgitterKenngren und PrfbedingungenExperimental structure analysisMetallic bonded resistance strain gaugesCharacteristics and testing conditionsVDI/VD

2、E 2635Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich Prozessmesstechnik und StrukturanalyseVDI/VDE-Handbuch Prozessmesstechnik und StrukturanalyseVD/VDE-Handbuch FertigungsmesstechnikVDI/VDE-RICHTLINIENZu beziehen dur

3、ch/Available at BeuthVerlag GmbH,10772Berlin Alle Rechte vorbehalten/All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V.,Dsseldorf2015Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindl

4、ich.ICS 17.040.30Juli 2015July 2015The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . 22Begri

5、fe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 berprfung der Messeinrichtungen zur Bestimmung von DMS-Kenngren . . 64.2 Umfang der Prfung . . . . . . . . . . . . . 65 Anzugebende Merkmale

6、 . . . . . . . . . . . . . . 85.1 Typenbezeichnung . . . . . . . . . . . . . . 85.2 Folienlos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.3 Herstellungslos. . . . . . . . . . . . . . . . 95.4 DMS-Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . 95.5 Abmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . 95.6 Empfohlene Bef

7、estigungsmittel . . . . . . . 95.7 Verwendetes Befestigungsmittel (zur Ermittlung der Kenngren) . . . . . . 105.8 Stckzahl einer Packung. . . . . . . . . . . 106 Wiederkehrende Festlegungen zur Kenngrenprfung . . . . . . . . . . . . . . . . 106.1 Geltungsbereiche der Kenngrenprfungen 106.2 Lagerungs

8、- und Installationsbedingungen . 126.3 Klimabedingungen bei Messung . . . . . . 126.4 Widerstandsmessung . . . . . . . . . . . . 136.5 Darstellung und Bekanntgabe der Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . 137 Zu prfende Kenngren . . . . . . . . . . . . . 147.1 Widerstand bei Referenzklima . .

9、 . . . . . 147.2 Dehnungsempfindlichkeit (k-Faktor) bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 147.3 Querempfindlichkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . . . 177.4 Maximale Dehnbarkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . . . 19Contents PagePreliminary note . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Testing of measuring systems to determine strain ga

11、uge characteristics. . . 64.2 Extent of testing . . . . . . . . . . . . . . . 65 Features to be stated . . . . . . . . . . . . . . . 85.1 Type designation . . . . . . . . . . . . . . . 85.2 Foil batch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.3 Production batch . . . . . . . . . . . . . . . 95.4 Stra

12、in gauge design . . . . . . . . . . . . . . 95.5 Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.6 Recommended bonding materials . . . . . . 95.7 Bonding materials used (for determination of the characteristics). . . 105.8 Number of pieces per package . . . . . . . . 106 Recurring specifications f

13、orcharacteristic testing . . . . . . . . . . . . . . . . 106.1 Scopes of the characteristics tests . . . . . . 106.2 Storage and installation conditions. . . . . . 126.3 Atmospheric conditions for the measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.4 Resistance measurement . . . . . . . . . . . 13

14、6.5 Presentation and communication of the measurement results . . . . . . . . . . 137 Characteristics to be tested . . . . . . . . . . . . 147.1 Resistance in a reference atmosphere . . . . 147.2 Strain sensitivity (k-factor) in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 147.3 Transverse sensitivity

15、 in a reference atmosphere . . . . . . . . . . . . . 177.4 Maximum strain capability in a reference atmosphere . . . . . . . . . . . . . 19Frhere Ausgaben: 07.14 Entwurf,deutsch;VDI/VDE/GESA 2635 Blatt1:2007-04Former editions:07/14,Draft,in German only; VDI/VDE/GESA2635 Part1:2007-04B55EB1B3E14C2210

16、9E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9NormCD - Stand 2015-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20152 VDI/VDE 2635 Blatt 1 / Part 1Seite7.5 Dauerschwingverhalten bei Referenzklima. 217.6 Maximale elektrische Belastbarkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 237.7 Kl

17、einster Krmmungsradius bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 237.8 Temperaturbestndigkeit . . . . . . . . . . 247.9 Temperaturgang . . . . . . . . . . . . . . . 257.10Temperaturabhngigkeit des k-Faktors . . . 298 Empfehlungen zur Ausfhrung von Prfvorrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . 32

18、8.1 Dehnungsempfindlichkeit (k-Faktor) bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 328.2 Querempfindlichkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 338.3 Maximale Dehnbarkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 358.4 Dauerschwingverhalten bei Referenzklima. 358.5 Maximale elektris

19、che Belastbarkeit bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 368.6 Kleinster Krmmungsradius bei Referenzklima . . . . . . . . . . . . . . 368.7 Temperaturbestndigkeit . . . . . . . . . . 378.8 Temperaturgang . . . . . . . . . . . . . . . 378.9 Temperaturabhngigkeit des k-Faktors . . . 38Schrifttu

20、m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweis

21、e oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung desUrheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedin-gungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserRichtlinie mitgewirkt haben, sei

22、gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/2635.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie bezieht sich auf elektrische Deh-nungsmessstreifen mit gebundenem, metallischemMessgitter. Fr elektrische Dehnungsmessstreifen istdie Abkrzung DMS

23、“ zulssig; sie wird im Folgen-den verwendet.Page7.5 Fatigue behaviour in a reference atmosphere 217.6 Maximum electrical load in a reference atmosphere. . . . . . . . . . . . . 237.7 Smallest radius of curvature in a reference atmosphere. . . . . . . . . . . . . 237.8 Temperature resistance . . . .

24、. . . . . . . . 247.9 Temperature response . . . . . . . . . . . . 257.10Temperature dependence of the k-factor. . . 298 Recommendations for the design of test devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328.1 Strain sensitivity (k-factor) in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 328.2 Tran

25、sverse sensitivity in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 338.3 Maximum strain capability in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 358.4 Fatigue behaviour in a reference atmosphere 358.5 Maximum electrical load in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 368.6 Smallest radius of curvat

26、ure in a reference atmosphere . . . . . . . . . . 368.7 Temperature resistance . . . . . . . . . . . . 378.8 Temperature response . . . . . . . . . . . . 378.9 Temperature dependence of the k-factor. . . 38Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Preliminary noteThe content of this s

27、tandard has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extrac

28、ts.The use of this standard without infringement of cop-yright is permitted subject to the licensing conditionsspecified (www.vdi.de/richtlinien) in the VDI No-tices.We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all available parts of this series ofst

29、andards can be accessed on the Internet atwww.vdi.de/2635.1ScopeThis standard relates to metallic bonded resistancestrain gauges. For electric strain gauges the abbrevia-tion “DMS” is allowed. This abbreviation is used inthe following (in German only).B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9No

30、rmCD - Stand 2015-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI/VDE 2635 Blatt 1 / Part 1 3Die Richtlinie definiert Merkmale und Kenngrenvon DMS und legt Verfahren zu ihrer Ermittlung ein-schlielich der Prfbedingungen fest.Damit soll Folgendes erreicht werden: leichtere

31、Verstndigung zwischen Herstellern undAnwendern Frderung einer sachgerechten Auswahl vonDMS zur optimalen Lsung der jeweils vorliegen-den Messaufgabe einheitliche Beurteilung der Erzeugnisse unter-schiedlicher Hersteller Harmonisierung mit den international vergleich-baren Richtlinien OIML R62, NAS 9

32、42 undASTM E2512BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Dehnungnderung der Abmessungen eines Krpers infolgeKrafteinwirkung, bezogen auf seine ursprnglichenMae.Anmerkung 1: Das in der DMS-Technik bliche Dehnungsmaist die technische Dehnung , die nach Gleichung (1) al

33、s Quotientaus der Lngennderung l eines geometrischen Abschnitts undseiner Ausgangslnge l0definiert ist.(1)Bei greren Deformationen ist die Verwendung der natrlichenDehnung als Dehnungsma vorteilhaft, siehe Gleichung (2). Da-bei wird die Dehnung durch das Integral ber differenziell kleineLngennderung

34、en dl, bezogen auf die aktuelle Lnge l definiert.(2)Da es sich bei DMS-Messungen in der Regel um sehr kleine Deh-nungen handelt, ist der Zahlenwert als Zehnerpotenz zu schreiben.Gleichberechtigt dazu kann die Einheit m/m verwendet werden.Anmerkung 2: Die Bezeichnungen Prozent (%) und Promille() sind

35、 fr Dehnungsangaben zu vermeiden, da sie zur Verwechs-lung mit Messunsicherheiten fhren knnen. Fr die Angabe vonMessunsicherheiten sind sie zulssig, z. B. = 1000 m/m 2 %.DMS (Dehnungsmessstreifen)Auf einem elektrisch isolierenden Trger gebundenesmetallisches Messgitter zur Erfassung von dehnen-den u

36、nd stauchenden Verformungen.Anmerkung: Kraftschlssig auf einem Bauteil befestigt, bewirkteine mechanische Dehnung im Bauteil in diesem Messgitter eineWiderstandsnderung.DMS-MessstelleAuf einem Bauteil befestigtes und elektrisch beschal-teter DMS.0ll1010dlnllllll It defines features and characteristi

37、cs of strain gaugesand specifies procedures for their determination, in-cluding the test conditions. In this way the following shall be provided: easier understanding among manufacturers andusers support in the appropriate selection of straingauges to find an optimum solution to the particu-lar meas

38、uring task uniform assessment of the products of differentmanufacturers harmonization with the comparable internationalguidelines OIML R62, NAS 942 and ASTM E2512 Terms and definitionsFor the purposes of this standard, the following termsand definitions apply:StrainVariation of the dimensions of a b

39、ody as a result offorce application, related to its initial dimensions.Note 1: The measure of strain commonly used in strain gaugetechnology is the technical strain which is defined according toEquation (1) as the quotient of the length variation l of a geome-trical section and its initial length l0

40、.(1)In the case of substantial deformations, it is advantageous to use thenatural strain as the measure of strain (cf. Equation (2). In thiscase, the strain is defined by the integral over differentially smalllength variations dl, related to the relevant length l.(2)As strain gauge measurements rela

41、te usually to very small strains,the numerical value is to be written as a power of ten. It is also pos-sible to use the unit m/m.Note 2: For the statement of strains the designations percent (%)and one-tenth of a percent () are to be avoided as they might leadto confusion with uncertainties of meas

42、urement. They may, howe-ver, be used for the statement of uncertainties of measurement, e.g. =1000m/m2%.Strain gaugeA metallic measuring grid bonded onto an electri-cally insulating supporting material to determinestretching and compression deformations.Note: When the strain gauge is rigidly attache

43、d to a component,mechanical strain in the component produces a change in resistancein this grid.Strain gauge measuring pointA strain gauge attached to a component and elec-trically wired.0ll1010dlnllllll B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9NormCD - Stand 2015-08Alle Rechte vorbehalten Vere

44、in Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20154 VDI/VDE 2635 Blatt 1 / Part 1Anmerkung: Die meisten Eigenschaften von DMS sind erst nachderen Installation messbar.DMS-SerieZusammengehrige Reihe von DMS-Typen, derengemeinsames Merkmal das gleiche Trger- undMessgittermaterial ist.Anmerkung: Mehrere DMS-

45、Eigenschaften unterschiedlicherDMS-Typen sind innerhalb einer DMS-Serie vergleichbar.DMS-TypDeklaration von DMS, die in Form, Maen, Mate-rial, und Herstellung bereinstimmen.DrahtlosMessgittermaterial, das aus einer gemeinsamenSchmelze stammt und whrend der Herstellung glei-chen mechanischen und ther

46、mischen Behandlung un-terlag.FolienlosTrgermaterial, das aus einer gemeinsamen Schmelzestammt und whrend der Herstellung gleichen mecha-nischen und thermischen Behandlung unterlag.Herstellungslos DMS, die unter gleichen Bedingungen und in ei-nem Arbeitsgang aus gleichem Folienlos/ Draht-los hergeste

47、llt werden.Nicht nullpunktbezogene Messung (relative Mes-sung)Messung, bei der der Messwert nicht auf einen Aus-gangswert bezogen ist.Nullpunktbezogene Messung (absolute Messung)Messung, bei der der Messwert auf einen Ausgangs-wert bezogen ist.Probekrper Biegebalken, Platte oder anderer Krper, auf d

48、em ein DMS installiert wird, um dessen Eigenschaften zuberprfen.Relative WiderstandsnderungQuotient aus der absoluten Widerstandsnderung unddem Ausgangswiderstand.Anmerkung 1: Da es sich auch hier um sehr kleine Verhltnissehandelt, ist der Zahlenwert als Zehnerpotenz zu schreiben. Gleich-berechtigt

49、dazu kann die Einheit / verwendet werden.Anmerkung 2: Angaben in % und sind zu vermeiden.0RRNote: Most of the strain gauge characteristics can be measuredonly after installation of the strain gauge. Strain gauge seriesA matching series of strain gauge types which havethe supporting material and the grid material as acommon feature.Note: Within a strain gauge series, several strain gauge characteri-stics of