Möglichkeiten zur Kompensation von thermisch bedingter Dehnung und zur Kompensation von Dehnung durch Querkräfte und Momente
Die Größenordnungen für Wärmeausdehnung und Dehnung infolge einer Kraft machen deutlich, dass die Wärmeausdehnung eine große Fehlerquelle für einen Kraftsensor bedeutet.
Zunächst kann man Wärmeausdehnung nicht unterscheiden von jeder anderen Art von Dehnung.
Kompensation von thermischen Dehnungen oder Dehnungen durch Querkräfte/Momente
Allerdings dehnen sich die meisten Materialien gleichmäßig in alle Richtungen des Raums, während mechanische Deformation hauptsächlich in Richtung der mechanischen Belastung auftritt. In den anderen Richtungen findet in der Regel sogar eine Deformation mit gegenläufigem Vorzeichen statt wegen des Effekts der "Querkontraktion".
Bei einer Biegebelastung treten sowohl Zonen mit Zug- und Druckbelastung auf.
Diese (und andere) Effekte nutzt man zur Kompensation temperaturbedingter Fehler durch die "Brückenschaltung", "Wheatstone'sche Brücke".
"Selbstkompensation" von Dehnungsmessstreifen
Eine weitere Methode zur Kompensation von thermisch bedingten Dehnungen bieten Dehnungsmessstreifen über die sogenannte "Selbstkompensation".
Die speziellen Legierungen für Dehnungsmessstreifen weisen einen negativen Temperaturkoeffizient für den Widerstand auf. Dieser negative Temperaturkoeffizient ist so gewählt, dass er eine "scheinbare" negative Dehnung anzeigt. Diese "scheinbare" negative Dehnung entspricht im Betrag der positive Dehnung durch Temperaturerhöhung, so dass eine Kompensation der temperaturbedingten Dehnung eintritt.
Dieses Verhalten "negativer Temperaturkoeffizient des Widerstands" ist technisch nicht über einen beliebig großen Temperaturbereich aufrecht zu halten. In der Regel ist die Selbstkompensation wirksam im Bereich von ca. -10°C bis ca. +60°C.
Die Kurven für den Verlauf der "scheinbaren Dehnung" sind entweder auf der Packung abgebildet oder / und als Formel ausgewiesen.
Die sogenannte "Selbstkompensation" erschwert übrigens die Messung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten.