Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−5 VR1​ = 50 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = ?R4​ = 60 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 50 Ω, R₂ = 50 Ω und R₄ = 60 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 50 ΩR2 = 50 ΩR4 = 60 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−15 VR1​ = 400 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = ?R4​ = 80 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 400 Ω, R₂ = 50 Ω und R₄ = 80 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 400 ΩR2 = 50 ΩR4 = 80 Ω
R3 = Ω
3.Mittel
+−6 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−169,8 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 120 Ω wird mit 6 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 169,8 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 6 VR = 120 ΩVab = 169,8 mV
ΔR = Ω
4.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 = 5 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 1000 ΩΔR = 5 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 1000 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 2,05 und die Dehnung beträgt 500 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,05ε = 500 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−1,59 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 110 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 2,5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 1,59 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 2,5 VGF = 2,12Vo = 1,59 mVE = 110 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 60 Ω
  2. 2. R3 = 640 Ω
  3. 3. ΔR = 14,4 Ω
  4. 4. Vab = 7,5 mV
  5. 5. Vo = 5,125 mV
  6. 6. σ = 132 MPa

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