Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 80 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 800 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 15 V.

Vs = 15 VR1 = 80 ΩR2 = 100 ΩR3 = 120 ΩR4 = 800 Ω
Vab = V
2.Leicht
+−3 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 600 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 3 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 3 VR1 = 1000 ΩR2 = 800 ΩR3 = 120 ΩR4 = 600 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−10 V330 Ω330 Ω330 Ω330 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 330 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 330 Ω und einer Speisespannung von 10 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 10 VR = 330 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 350 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 3,5 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 350 ΩΔR = 3,5 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−2,5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 2,5 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2ε = 750 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 3 mV/V bei seiner Nennlast von 200 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 150 kg.

3 mV/VFrated = 200 kgVs = 5 VF = 150 kg
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Vab = −4,71 V
  2. 2. Is = 5,833 mA
  3. 3. Pg = 75,76 mW
  4. 4. Vab = 12,5 mV
  5. 5. Vo = 3,75 mV
  6. 6. Vo = 11,25 mV

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