Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

Die gezeigte Brücke wird mit V_s = 5 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom I_s in mA.

In der gezeigten Brücke ist V_s = 12 V, R₁ = 80 Ω und R₂ = 300 Ω. Bestimme die Spannung V_a des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 120 Ω und V_s = 10 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,12 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung V_ab in mV.

Ein Dehnungsmessstreifen mit 250 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 250 Ω und einer Speisespannung von 10 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung P_g in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 5 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2,1 und die Dehnung beträgt 1200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung V_o in mV.

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2) wird mit 3 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1000 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.