Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 200 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = 40 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 200 Ω, R₂ = 200 Ω und R₃ = 40 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 200 ΩR2 = 200 ΩR3 = 40 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−3 VR1​ = 20 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 100 ΩR4​ = 400 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 3 V, R₁ = 20 Ω und R₂ = 100 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 3 VR1 = 20 ΩR2 = 100 ΩR3 = 100 ΩR4 = 400 Ω
Va = V
3.Mittel
+−3 VR1​ = 100 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 10 ΩabGRg​ = 200 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 200 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 3 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 3 VR1 = 100 ΩR2 = 600 ΩR3 = 120 ΩR4 = 10 ΩRg = 200 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−10 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 100 Ω und Vs = 10 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,25 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 10 VR = 100 ΩΔR = 0,25 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 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 =
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω + ΔR120 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 2,5 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2ε = 750 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 40 Ω
  2. 2. Va = 2,5 V
  3. 3. Ig = 7936 µA
  4. 4. Vab = 6,25 mV
  5. 5. G = 2500
  6. 6. Vo = 3,75 mV

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