Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Parametrierung von applizierten Dehnungsmessstreifen und insbesondere eine Vorrichtung, die geeignet ist, auch Dehnungsmessstreifen zu parametrieren, bei denen die Lötstützpunkte eng beieinander liegen.

Flugzeuge, Brücken, Kräne oder Bauwerke werden mit einer Vielzahl von Sensoren bestückt, um komplexe Belastungen zu erfassen. Bei Brücken werden solche Belastungen mit Fahrzeugen simuliert und bei Flugzeugen z. B mittels Hydraulikzylinder, die die Tragflächen deformieren. Die dabei verwendeten Dehnungsmessstreifen werden an den Bauteilen, an denen eine Dehnung gemessen werden soll, aufgeklebt. Dieser Klebevorgang umfasst mehrere Schritte und ist besonders aufwändig und kompliziert, wenn der Dehnungsmessstreifen z. B. an einer schwer zugänglichen Stelle einer Eisenbahnbrücke befestigt werden muss. Nach der Befestigung wird der Dehnungsmessstreifen noch mit einer Abdeckung versehen, die ihn vor Feuchtigkeit und mechanische Berührung schützt. Der DMS hat elektrische Lötstützpunkte, an denen kurze Messkabel bereits angelötet sind oder nach dem Applizieren angelötet werden. Die Enden dieser Messkabel werden dann mit langen Messkabeln verbunden, die zum Messverstärker führen. Jede Messstelle muss an einen separaten Messkanal eines Messgeräts angeschlossen werden. Wenn z. B. eine Eisenbahnbrücke mehrere hundert oder sogar über tausend DMS-Messstellen aufweist, ist der Gesamtaufwand für die Installation extrem hoch. Nach der Installation muss jedes Messkabel dem richtigen Messkanal des Messverstärkers zugeordnet werden. Hierbei können Fehler entstehen, d.h. ein Messkabel kann versehentlich an einen falschen Messkanal angeschlossen werden. Solche Messungen werden in der Regel nur einmalig durchgeführt. Daher besteht ein hohes Interesse daran, den Aufwand für die Installation der Messstellen zu senken.

Es gibt jedoch noch weitere Fehlerquellen, die bei der Installation des Messanlage zu beachten und zu vermeiden sind.

Jeder Dehnungsmessstreifen-Sensor hat bestimmte elektrische Eigenschaften, die sich von Sensor zu Sensor unterscheiden. Diese Eigenschaften werden Parameter genannt. An jedem Messkanal des Messverstärkers müssen diese verschiedenen Parameter getrennt eingestellt werden, um eine größtmögliche Messgenauigkeit zu erreichen. Dieses Problem ist in der Messtechnik schon seit vielen Jahrzehnten bekannt und meist auch gelöst. Es gibt drei prinzipielle Lösungen:

Lösung a

Die Sensoren weisen Speicherchips auf, in denen die individuellen Sensor-Parameter enthalten sind. Diese sogenannten Transducer Electronic Data Sheets (TEDS) enthalten alle erforderlichen Daten, die vom Messverstärker ausgelesen werden können. Die TEDS sind entweder im Sensorkabel oder im Stecker integriert. TEDS basieren auf dem IEEE 1451.4-Standard, der weltweit verbreitet ist. Der Vorteil eines mit einem TEDS bestückten Sensors besteht also darin, dass der Sensor von einem Messverstärker automatisch erkannt werden kann, sodass die manuelle Eingabe der verschiedenen Sensorparameter am Messverstärker entfällt.

Lösung b

Es wird versucht, die Technologie zur Herstellung von Sensoren so zu perfektionieren, sodass alle Sensoren näherungsweise die gleichen Parameter aufweisen. Dabei würden jedoch hohe Kosten in der Fertigungstechnologie entstehen. Lösung c

Die Sensoren werden nach der Herstellung durch verschiedene Prüfschritte klassifiziert und in Gruppen unterteilt, so dass in jeder Gruppe Sensoren mit näherungsweise gleichen Parametern liegen. Diese Lösung ist jedoch für Sensoren mit mehr als zwei Parametern nicht geeignet.

Die Lösungen b und c erfordern somit keine individuelle Anpassung des einzelnen Sensors an den Messverstärker-Kanal.

Besonders für genaue Messungen hat sich die Kombination des Sensors mit TEDS durchgesetzt. Allerdings gibt es in der Messtechnik auch sehr spezielle Messaufgaben, für die noch keine geeigneten Lösungen existieren. Es gibt Sensoren, bei denen TEDS aus messtechnischen und wirtschaftlichen Gründen nicht geeignet - aber auch meist nicht erforderlich sind. Das trifft für Dehnungsmessstreifen-Sensoren zu. Dehnungsmessstreifen weisen eine Mehrzahl von Parametern auf, die auf einem Datenblatt aus Papier dokumentiert sind. Der Anwender von Dehnungsmessstreifen liest die Parameter von dem Datenblatt ab und stellt sie manuell am Messverstärkerkanal ein. Da in vielen Fällen weniger als 10 DMS-Messstellen vorliegen, ist die manuelle Eingabe der Parameter seit Jahrzehnten üblich. Außerdem ist es bei so einer geringen Anzahl von Messkabeln möglich, jedes Messkabel an den richtigen Verstärkerkanal anzuschließen, ohne dass eine Verwechslung eintritt.

In den vorstehend beschriebenen Messsituationen mit sehr vielen und räumlich weit verteilten Sensormessstellen ergeben sich aber völlig neuartige Probleme, die bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden konnten, mit anderen Worten, es werden immer noch die gleichen Installations-Verfahren wie bei Messungen mit wenigen Messstellen eingesetzt. Ein aussagefähiges Messergebnis kann aber nur erwartet werden, wenn tatsächlich alle Kabel korrekt angeschlossen sind und alle Messkanäle fehlerfrei parametriert sind. Bereits ein einzelnes verwechseltes Kabel oder ein versehentlich falsch vom Datenblatt abgelesener Parameter oder falsch eingestellter Parameter kann zu einem unbrauchbaren Gesamtmessergebnis führen. Da bei einer hohen Anzahl von Messstellen und der somit vielfach höheren Anzahl von abzulesenden und am Messverstärker einzugebenden Parametern die Fehlerquote exponentiell ansteigt, steigen auch die Kosten für derartige Messaufgaben exponentiell, wenn diese Fehler durch eine 100 %-Kontrolle vermieden werden sollen.

Eine für den Fachmann naheliegende Lösung ist der Einsatz von TEDS. Allerdings ist ein DMS ein kostengünstiger Einweg-Sensor und es ist unwirtschaftlich, einen DMS mit einem teuren TEDS zu kombinieren, denn der TEDS würde mit der Entfernung der DMS vom Prüfobjekt ebenfalls entfernt. Eine Wiederverwertung wäre unter diesen Umständen kostenintensiv. Daher kommt eine andere Technologie zur Parametrierung von Dehnungsmesstreifen zur Anwendung. Zur verbesserten Umsetzung dieser Technologie ist die Para- metrierhilfe erfunden worden.

Nachfolgend wird zuerst beschrieben, wie die neuartige Parametrierung von Dehnungsmesstreifen durchgeführt werden soll, danach wird der Aufbau der dazu vorgesehenen erfindungsgemäßen Parametrierhilfe und ihre Handhabung beschrieben.

Die Parametrierung einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen, die an räumlich weit verteilten Messstellen angeordnet sind, wird wie folgt durchgeführt: Nach der Applikation der DMS an dem Messobjekt werden die DMS-Anschluss- drähte der DMS-Messstellen mit den Messkabeln der Messverstärkerkanäle elektrisch verbunden. Dann erfolgt ein vorzugsweise induktives Einspeisen eines Parametrier-Datenpakets in die DMS-Anschlussdrähte des DMS, wobei die Einspeisung so erfolgt, dass nur ein einziger DMS-Anschluss das Datenpaket empfangen kann. Damit ist gemeint, dass bei der Einspeisung lediglich die beiden Anschlussdrähte eines der zu einer DSM-Rosette gehörenden DMS adressiert werden. Die Anschlussdrähte der beiden anderen, zur gleichen Rosette gehörenden DMS oder die Anschlussdrähte eines dicht daneben angeordneten DMS werden dabei nicht adressiert. In der Praxis kommt es oft vor, dass die DMS an schwer zugänglichen Stellen angebracht sind.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen mit dem die Arbeit erleichtert und das Adressieren des richtigen DMS gewährleistet wird.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird die erfindungsgemäße Parametrierhilfe nach Anspruch 1 eingesetzt, wobei die Parametrierhilfe nachfolgende Merkmale aufweist: einen Handgriff, an dessen Vorderende ein Kopfstück angeordnet ist, wobei das Kopfstück eine Aufsetzfläche mit zwei Fixiernuten zur Aufnahme der beiden Anschlussdrähte eines DMS, eine bewegbare Magnetfeldsperre und eine Sendevorrichtung zum Senden von Parametriersignalen an die anvisierten beiden Anschlussdrähte aufweist.

Der Vorteil dieser Parametrierhilfe besteht darin, dass sie von dem Messtechniker bequem mit der Hand geführt werden und auch an Stellen des Messobjekts aufgesetzt werden kann, die schwer erreichbar sind. Besonders in den Situationen, in denen die Gefahr besteht, dass die Parametriersignale auch in andere Zuleitungen eingestreut werden, wird vorteilhaft die Magnetfeldsperre eingesetzt.

Bei der Weiterbildung der Parametrierhilfe nach Anspruch 2 ist die Magnetfeldsperre abnehmbar. Das ist eine hilfreiche Funktion, wenn die Anschlussdrähte sehr eng beieinander liegen und oder wenn der DMS in einer räumlich beengten Stelle appliziert ist.

Bei der Weiterbildung der Parametrierhilfe nach Anspruch 3 ist die Aufsetzfläche mit Ausnahme der Fläche der zwei Fixier-Nuten mit einer weichelastischen Kunststoff- oder Gummi-Schicht versehen ist, die maximal 0,7 mm dick ist. Der Vorteil dieser Kunststoff- oder Gummi-Schicht besteht darin, dass beim Aufsetzen der Vorrichtung die berührungsempfindlichen DMS oder die Anschlussdrähte nicht versehentlich beschädigt werden.

Bei der Weiterbildung der Parametrierhilfe nach Anspruch 4 ist das Kopfstück vom Handgriff trennbar ist. Dadurch wird der Kopf austauschbar, wenn z. B. die Magnetfeldsperre beschädigt wurde.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt die Parametriervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.

Fig. 2 zeigt einen Betriebszustand, in welchem die Parametrierhilfe auf zwei außen liegende DMS-Anschlussdrähte aufgesetzt ist.

Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand, jedoch ist die Magnetfeldsperre in die Schließposition geschwenkt.

Fig. 4a zeigt die Seitenansicht des Kopfstücks mit der Zuordnung der Sendevorrichtung zu den DMS-Anschlussleitungen.

Fig. 4b zeigt die Stirnseitenansicht von Fig. 4a, ohne Magnetfeldsperre.

Fig. 5 zeigt einen Betriebszustand, in welchem die Parametriervorrichtung auf zwei innen liegenden DMS-Anschlussdrähten aufgesetzt ist.

Fig. 6 zeigt den Betriebszustand von Fig. 5, in welchem die Magnetfeldsperre in Schließposition ist.

Fig. 7a, b zeigen Dehnungsmessstreifen gemäß dem Stand der Technik. Bezugszeichenliste

1 -Handgriff

2 - Kopfstück

3 - Aufsetzfläche

4 - Fixiernuten

5 - Magnetfeldsperre

6 - Schwenkpunkt

7 - ein Anschlusskabel

8 - DMS-Anschlussdrähte

9 - DMS-Trägerfolie

10- Lötpunkte

11- Sendevorrichtung

Die Fig. 1 zeigt die Parametriervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht. Der Handgriff 1 hat an seinem oberen Ende ein Anschlusskabel 7, über das der Sendevorrichtung 11 die Parametriersignale zugeführt werden. Das vergrößert dargestellte Kopfstück 2 hat zwei halbkreisförmige Fixiernuten 4, in die die DMS-Anschlussdrähte 8 gedrückt werden. D.h., der Abstand zwischen den beiden Fixiernuten 4 ist so bemessen, dass das jeweilige Paar der DMS-Anschlussdrähte 8 in den Fixier-Nuten liegt. Ein dünnes Blech aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, wie z. B. Mu-Metall, ist als Magnetfeldsperre 5 ausgebildet. Diese Magnetfeldsperre 5 ist an einem Schwenkpunkt 6 an dem Kopfstück 2 beweglich befestigt und vorzugsweise schwenkbar.

Fig. 2 zeigt einen Betriebszustand, in welchem die Parametrierhilfe auf zwei außen liegende DMS-Anschlussdrähte 8 aufgesetzt ist. Um die magnetische Einstreuung in die 4 anderen DMS-Anschlussdrähte 8 zu vermeiden, wird die Magnetfeldsperre 5 unter die beiden außen liegenden DMS-Anschlussdrähte geführt. Fig. 3 zeigt den in Figur 2 dargestellten Betriebszustand, aber jetzt mit der Magnetfeldsperre 5 in die Schließposition geschwenkt, um die magnetische Einstreuung in die Anschlussdrähte 8 der beiden anderen DMS zu verhindern.

Fig. 4a zeigt die Seitenansicht des Kopfstücks 2 mit der schematisch dargestellten Sendevorrichtung 11 zur Aussendung der Parametriersignale. Die Sendevorrichtung 11 ist ein Ferritkern mit einer stromdurchflossenen Spule. Die Endabschnitte der Schenkel des Ferritkerns sind somit immer genau auf die beiden Anschlussdrähte 8 des jeweiligen DMS gerichtet. Außerdem sind die Ausgangsposition und die Schließposition der Magnetfeldsperre 5 dargestellt. Je nach Ausführungsform des Ferritkerns können es auch drei Schenkel sein.

Fig. 4b zeigt die Stirnseitenansicht von Fig. 4a, aber ohne die Magnetfeld sperre 5.

Fig. 5 zeigt einen Betriebszustand, in welchem die Parametriervorrichtung auf zwei innen liegende DMS-Anschlussdrähte 8 aufgesetzt wird. Da die Magnetfeldsperre 5 ein dünnes elastisch deformierbares Blech ist, kann es auch bei beengten Verhältnissen unter die DMS-Anschlussdrähte 8 geschoben werden. Bei besonders beengten Verhältnissen kann die Magnetfeldsperre 5 auch vom Schwenkpunkt 6 abgenommen und separat von Hand unter die DMS-Anschlussdrähte 8 geschoben werden.

Fig. 6 zeigt einen Betriebszustand aus Fig. 5, in welchem die Magnetfeldsperre 5 fast in Schließposition ist.

Fig. 7a, 7b zeigen DMS aus dem Stand der Technik. Auf einer Trägerfolie 9 aus Kunststoff sind die aus einer sehr dünnen Metallfolie bestehenden mäanderförmigen DMS verklebt. Speziell die übereinander liegenden DMS in Fig. 7a weisen die besonders eng aneinander liegende DMS-Anschlussdrähte auf, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Parametrierhilfe sicher und einfach para- metrierbar wird.

Um eine Beschädigung der DMS-Anschlussdrähte 8, der Lötpunkte 10 und insbesondere der empfindlichen DMS zu vermeiden, kann die Aufsetzfläche 3 des Kopfstücks 2 weichelastisch ausgebildet sein, z. B. mittels einer 0,5 mm dicken Gummischicht.

Weiterhin ist es möglich, das Kopfstück 2 trennbar vom Handgriff 1 auszubilden. Das ist zweckmäßig, wenn unterschiedliche Kopfstücke für besondere Anwendungsfälle eingesetzt werden sollen, z. B. sind auch Einsatzfälle denkbar, bei denen die Anschlussdrähte weiter auseinander liegen.