Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 80 ΩR2​ = 120 ΩR3​ = 20 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 80 Ω, R₂ = 120 Ω und R₃ = 20 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 80 ΩR2 = 120 ΩR3 = 20 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−9 VR1​ = 80 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 800 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 9 V.

Vs = 9 VR1 = 80 ΩR2 = 800 ΩR3 = 500 ΩR4 = 800 Ω
Vab = V
3.Mittel
+−2 VR1​ = 60 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 100 ΩabGRg​ = 100 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 100 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 2 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 2 VR1 = 60 ΩR2 = 500 ΩR3 = 120 ΩR4 = 100 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−15 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 330 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 2,64 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 330 ΩΔR = 2,64 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 5 VGF = 2,1εmax = 200 µεVFS = 10 V
G =
6.Schwer
+−2,5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 2,5 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 = 2,5 VGF = 2,12ε = 600 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 30 Ω
  2. 2. Vab = 2,643 V
  3. 3. Ig = 4212 µA
  4. 4. Vab = 30 mV
  5. 5. G = 19048
  6. 6. Vo = 1,59 mV

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