Piezo-Kraftaufnehmer versus DMS-Kraftaufnehmer

DMS (Dehnungsmessstreifen) Kraftaufnehmer und Piezo-Kraftaufnehmer sind zwei Technologien die zur Messung von Kräften eingesetzt werden können.

Ein DMs-Kraftaufnehmer nutzt den sogenannten Dehnungsmessstreifen, der auf einer Metallfolie aufgebracht ist und sich bei einer Kraftbeaufschlagung ausdehnt. Dadurch verändert sich der elektrische Widerstand des Dehnungsmessstreifens, was wiederum als Signal für die gemessene Kraft genutzt werden kann. DMs-Kraftaufnehmer sind in der Regel relativ preiswert und eignen sich gut für statische Messungen.

Piezo-Kraftaufnehmer nutzen das piezoelektrische Prinzip, bei dem ein piezoelektrisches Material (z.B. Quarz oder Keramik) bei einer Kraftbeaufschlagung elektrische Ladungen erzeugt. Diese Ladungen können als Signal für die gemessene Kraft genutzt werden. Piezo-Kraftaufnehmer sind in der Regel sehr empfindlich und eignen sich daher gut für dynamische Messungen.

Beide Sensoren haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile und sind für unterschiedliche Anwendungen geeignet. DMs-Kraftaufnehmer eignen sich besser für statische oder langsam veränderliche Kräfte, während Piezo-Kraftaufnehmer für schnelle und dynamische Messungen eingesetzt werden können.

Vorteile von Piezokraftsensoren gegenüber DMS:

extrem überlastbar
mehrere Messbereiche verwendbar
sehr kleine Bauformen möglich
extrem steif, quasi weglose Messung
mittlere Genauigkeit (ca. 1-3% vom Messwert)
hoher Temperaturbereich

Nachteile Piezokraftsensoren gegenüber DMS:

Hochgenaue Messungen nicht möglich
Echte statische Messungen (<30s) sehr ungenau
Sehr begrenzte Möglichkeiten bei der Messung von Zugkraft, da der Kraftaufnehmer mittels Gehäuse stark vorgespannt werden muss, dieser Kraftnebenschluss wirkt sich negativ auf die Messqualität aus
Verkabelung aufwendig und sehr empfindlich gegenüber Öl und Wasser
Faktor 2-3 teurer als DMS-Kraftaufnehmer
Sehr wenig Anbieter, wenige Bauformen, geringes Angebot am Messelektroniken