Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−9 VR1​ = 40 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = ?R4​ = 250 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 40 Ω, R₂ = 200 Ω und R₄ = 250 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 40 ΩR2 = 200 ΩR4 = 250 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−12 VR1​ = 10 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 50 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 12 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 12 VR1 = 10 ΩR2 = 10 ΩR3 = 50 ΩR4 = 50 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−3 V500 Ω500 Ω500 Ω500 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 500 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 500 Ω und einer Speisespannung von 3 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 3 VR = 500 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−5 V400 Ω400 Ω400 Ω400 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 400 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 400 Ω und einer Speisespannung von 5 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 5 VR = 400 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−3 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 3 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 3 VGF = 2,05εmax = 1200 µεVFS = 10 V
G =
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 2,5 V gespeist und hat ein aktiver Streifen (Viertelbrücke). Der k-Faktor ist 2,05 und die Dehnung beträgt 200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2,05ε = 200 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 50 Ω
  2. 2. Is = 720 mA
  3. 3. Pg = 4,5 mW
  4. 4. Pg = 15,63 mW
  5. 5. G = 5420
  6. 6. Vo = 0,2562 mV

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