Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 5 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 30 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme R_x.

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung V_ab = V_a − V_b der gezeigten Brücke mit V_s = 10 V.

Ein Dehnungsmessstreifen mit 300 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 300 Ω und einer Speisespannung von 5 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung P_g in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 470 Ω und V_s = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 23,5 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung V_ab in mV.

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 2,5 mV/V bei seiner Nennlast von 50 kg. Er wird mit 10 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung V_o bei einer Last von 37,5 kg.

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 250 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 2,5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.