Hallo,
ich habe die Aufgaben zuvor bearbeitet und mit anderen Studenten verglichen..., ich komme bei dieser Aufgabe nicht mehr weiter:
Text erkannt:
Um die Windlast auf eine Windenergieanlage zu messen, werden zwei Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet, die in einer gemeinsamen Messbrücke verschaltet sind. Die DMS sind an Vorder- und Hinterseite des Turms aufgebracht und die Messbrücke ist kalibriert, um die durch den Wind erzeugten
Kräfte auf den Turm zu messen. In Bild 5.1 ist der Messaufbau an einer Windenergieanlage schematisch dargestellt.
Bild 5.1: Schematische Darstellung der Lastmessung an Windenergieanlagen mit 2 DMS.
a) Beschreiben und erläutern Sie die Funktionsweise und den Aufbau eines DMS. Geben sie zudem die grundlegenden mathematischen Zusammenhänge für den Widerstand R bezüglich der Verformungen des DMS an und beschreiben Sie kurz die einzelnen auftretenden Größen.
Lösung (Stichworte, Formel):
b) Beschreiben Sie die Kausalkette (Messkette), die für die Lastbestimmung mit Dehnungsmessstreifen zugrunde liegt, ausgehend vom Wind. Lösung (Stichworte):
Text erkannt:
c) Die DMS sind für den linearen Arbeitsbereich der Messschaltung kalibriert und der Kraft-Spannung-Zusammenhang kann mit der Gleichung
$$ F(U)=a \cdot U+F_{0} $$
mit \( a=0,26 \frac{k N}{m V} \pm 0,002 \frac{k N}{m V} \) und \( F_{0}=30 k N \pm 1 k N \) beschrieben werden. Berechnen Sie das vollständige Messergebnis der wirkenden Kraft, die auf die Windkraftanlage wirkt, mit \( k_{\mathrm{p}}=2 \) für eine gemessene Spannung von \( U=3 V \pm 0,005 \mathrm{~V} \). Alle vorgegebenen Unsicherheiten sind mit \( k_{\mathrm{p}}=1 \) angegeben.
Lösung (keine Herleitung, Formeln, Werte gerundet auf keine Nachkommastelle):
d) Das Messsystem soll zu einer Vollbrücke erweitert werden. Zeichnen Sie dafür die weiteren DMS in der Abb. 5.1 ein und nummerieren Sie die DMS. Erstellen Sie eine Zeichnung einer Wheatstone'schen Messbrücke, in der Sie die Positionen der DMS \( 1-4 \) markieren. Geben Sie dabei für eine angenommene Turmbiegung das Vorzeichen der Verformung an, die an jedem DMS auftritt. Lösung (Zeichnungen, Stichworte):
