Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 40 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 100 ΩR4​ = 60 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 3 V.

Vs = 3 VR1 = 40 ΩR2 = 300 ΩR3 = 100 ΩR4 = 60 Ω
Vab = V
2.Leicht
50 ΩRₓBGACD40 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 50 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 40 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 50 Ωl = 40 cmL = 100 cm
Rx = Ω
3.Mittel
+−6 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 1000 Ω und Vs = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 150 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 1000 ΩΔR = 150 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−3 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 100 Ω und Vs = 3 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,8 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 3 VR = 100 ΩΔR = 0,8 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 800 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,1εmax = 800 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−10 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 10 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2,12 und die Dehnung beträgt 600 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,12ε = 600 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Vab = 1,522 V
  2. 2. Rx = 75 Ω
  3. 3. Vab = 209,3 mV
  4. 4. Vab = 6 mV
  5. 5. G = 1190
  6. 6. Vo = 6,36 mV

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