Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−10 VR1​ = 150 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 40 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 10 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 10 VR1 = 150 ΩR2 = 800 ΩR3 = 300 ΩR4 = 40 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−6 VR1​ = 50 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = 40 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 6 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 6 VR1 = 50 ΩR2 = 80 ΩR3 = 40 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−3 V300 Ω300 Ω300 Ω300 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 300 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 300 Ω und einer Speisespannung von 3 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 3 VR = 300 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−12 V220 Ω220 Ω + ΔR220 Ω220 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 220 Ω und Vs = 12 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1,76 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 12 VR = 220 ΩΔR = 1,76 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−2,5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,12) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 400 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,12εmax = 400 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω und dem k-Faktor 2,1 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,189 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 120 ΩGF = 2,1ΔR = 0,189 Ω
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 39,94 mA
  2. 2. Is = 146,2 mA
  3. 3. Pg = 7,5 mW
  4. 4. Vab = 24 mV
  5. 5. G = 9434
  6. 6. ε = 750 µε

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