Dehnungsmessstreifen
(DMS)
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DMS – Dehnungsmessstreifen
Dehnungsmessstreifen können
Dehnung, Stauchung oder Torsion von Körpern erfassen. Dies wird durch
mäanderförmig angeordnete Leiterbahnen auf einem Kunststoffplättchen
möglich. Der Widerstand der Leiterbahn ändert sich aufgrund
von Längen- und Querschnittsänderungen.
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Draht
gedehnt
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Schaltung
von Dehnungsmessstreifen (Wheatstone Brücke)
Die Änderung der Länge
eines Leiters führt zur Änderung seines elektrischen Widerstands.
Dies kann mithilfe einer Wheatstone Brücke nachgemessen werden.
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Potentiometer
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Joystick /
Joypad
Joysticks, die am Computer
angeschlossen werden, aber auch Joypads für moderne Videospiele verwenden
Potentiometerschaltungen. Die Bewegung des Steuerhebels verändert
die Einstellung an zwei Potentiometern, die so angeordnet sind, dass sie
die Bewegungskomponenten in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen
erfassen können.
Die Abbildung zeigt den Steuerhebel
mit Potentiometer eine Spielekonsole.
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Drucksensor
(FSR)
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FSR-Drucksensor
(Force Sensitive Resistor)
FSR-Drucksensoren werden beispielsweise
in der Sitzfläche von modernen Kraftfahrzeugen eingebaut und melden,
wenn kein Sicherheitsgurt angelegt ist.
Der Drucksensor ist aus drei verschiedenen Schichten (Trägerschicht,
Halbleiterschicht und Leiterfolie) aufgebaut. Die Kontakte der Leiterfolie
greifen kammförmig ineinander ohne sich zu berühren. Ist der
Sensor unbelastet, beträgt sein elektrischer Widerstand mehrere Megaohm.
Unter Druck bilden sich Kontaktbrücken zwischen den „Leiter-Kämmen“.
Je höher der Druck, desto mehr Kontaktbrücken werden gebildet
und der elektrische Widerstand des FSR-Drucksensors sinkt.
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Drucksensor
(Modellversuch)
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Modellversuch
zum Drucksensor
An einen feuchten Schwamm
wird ein Ohmmeter (siehe Bild) angeschlossen. Je höher der Druck
auf den Schwamm ist, desto niedriger ist der angezeigte Widerstandswert.
Mit der Belastung des Schwammes steigt seine relative Durchfeuchtung und
die Dichte gut leitender Kontaktbrücken.
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Wasseralarm
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Wasseralarm
Der Wasseralarm wird in Waschküchen,
im Bad oder im Keller auf den Fußboden gestellt. Eine Wasserschicht
am Boden überbrückt die Isolationsschicht zwischen zwei Grafitstreifen
und ermöglicht einem geringen Stromfluss. Verstärkt über
eine Darlingtonschaltung löst dies dann einen Warnton aus.
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Gießanlage
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Selbstgebaute
Gießanlage
Der elektrische Widerstand
zwischen zwei Edelstahlelektroden, die in das Erdreich gesteckt werden,
ändert sich mit der Bodenfeuchte. Über eine Verstärkerschaltung
und ein Relais wird eine Bewässerungsanlage geschaltet.
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Körperfettmesser
(BIA – Bioimpedanzanalyse)
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BIA-Körperfettmesser
(Bio-Impedanz-Analyse)
Die Funktionsweise dieses
Körperfettmessers basiert auf der Bio-Impedanz-Analyse. Jedes Körpergewebe
weist einen spezifischen elektrischen Widerstand auf. So leitet Muskelgewebe
aufgrund des hohen Wasseranteils elektrischen Strom relativ gut. Fettgewebe
ist hingegen ein sehr schlechter elektrischer Leiter. Über die Messung
der Impedanz kann nun der Körperfettanteil bestimmt werden. (Tatsächlich
werden kurze Spannungspulse bzw. Wechselspannungen verwendet, um über
Kapazitäten weitere Daten zu Hautwiderstand und zur Zelldichte zu
erhalten.)
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Lügendetektor
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Lügendetektor
Die Anwendung in nebenstehender
Abbildung kann nur grob eine unterschiedlich große Leitfähigkeit
der Haut erfassen. Unter starken emotionalen Belastungen verändert
sich die Feuchte der Haut und damit sinkt der elektrische Widerstand.
Über eine Darlington-Schaltung wird dann eine Leuchtdiode geschaltet.
Selbstverständlich ist
das einfache Gerät kein zuverlässiges Messinstrument. Professionelle
Lügendetektoren sind Polygraphen. Das bedeutet, dass mehrere Körpersignale
gleichzeitig erfasst werden. Hierzu zählen unter anderem: Herzfrequenz,
Hautleitfähigkeit und Atemfrequenz.
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