Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 VR1​ = 600 ΩR2​ = 150 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 60 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 12 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 12 VR1 = 600 ΩR2 = 150 ΩR3 = 250 ΩR4 = 60 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−6 VR1​ = 800 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 80 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 6 V, R₁ = 800 Ω und R₂ = 800 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 6 VR1 = 800 ΩR2 = 800 ΩR3 = 120 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
3.Mittel
+−2 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−9,9 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 200 Ω wird mit 2 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 9,9 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 2 VR = 200 ΩVab = 9,9 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−15 VR1​ = 60 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 800 Ωab+−Rth​ = ?

Bestimme den Thevenin-Widerstand Rth der gezeigten Brücke, von den Ausgangsklemmen a und b aus gesehen.

Vs = 15 VR1 = 60 ΩR2 = 250 ΩR3 = 250 ΩR4 = 800 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 5 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 1200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,05ε = 1200 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2) wird mit 5 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 = 5 VGF = 2εmax = 800 µεVFS = 5 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 54,71 mA
  2. 2. Va = 3 V
  3. 3. ΔR = 4 Ω
  4. 4. Rth = 238,9 Ω
  5. 5. Vo = 6,15 mV
  6. 6. G = 2500

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