Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
10 ΩRₓBGACD25 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 10 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 25 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 10 Ωl = 25 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−5 VR1​ = 200 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = 600 ΩR4​ = 200 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 5 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 5 VR1 = 200 ΩR2 = 200 ΩR3 = 600 ΩR4 = 200 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 120 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,48 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 120 ΩΔR = 0,48 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−9 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−173,1 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 100 Ω wird mit 9 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 173,1 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 9 VR = 100 ΩVab = 173,1 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−10 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 1 mV/V bei seiner Nennlast von 500 kg. Er wird mit 10 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 250 kg.

1 mV/VFrated = 500 kgVs = 10 VF = 250 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−2,5 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2) wird mit 10 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 2,5 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 10 VGF = 2Vo = 2,5 mV
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 30 Ω
  2. 2. Is = 18,75 mA
  3. 3. Vab = 5 mV
  4. 4. ΔR = 8 Ω
  5. 5. Vo = 5 mV
  6. 6. ε = 500 µε

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