Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 400 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 10 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 15 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 15 VR1 = 400 ΩR2 = 10 ΩR3 = 10 ΩR4 = 10 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−9 VR1​ = 400 ΩR2​ = 20 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 50 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 9 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 9 VR1 = 400 ΩR2 = 20 ΩR3 = 10 ΩR4 = 50 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−5 VR1​ = 150 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 150 Ωab+−Rth​ = ?

Bestimme den Thevenin-Widerstand Rth der gezeigten Brücke, von den Ausgangsklemmen a und b aus gesehen.

Vs = 5 VR1 = 150 ΩR2 = 600 ΩR3 = 400 ΩR4 = 150 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−5 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,375 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 150 ΩΔR = 0,375 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 250 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2ε = 250 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−0,318 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 3 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,318 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 3 VGF = 2,12Vo = 0,318 mVE = 210 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 786,6 mA
  2. 2. Is = 171,4 mA
  3. 3. Rth = 229,1 Ω
  4. 4. Vab = 3,125 mV
  5. 5. Vo = 1,25 mV
  6. 6. σ = 42 MPa

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