Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−6 VR1​ = 500 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 600 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 = 500 ΩR2 = 40 ΩR3 = 80 ΩR4 = 600 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−12 VR1​ = 20 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 120 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 12 V, R₁ = 20 Ω und R₂ = 40 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 12 VR1 = 20 ΩR2 = 40 ΩR3 = 80 ΩR4 = 120 Ω
Va = V
3.Mittel
+−15 VR1​ = 500 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 150 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 15 VR1 = 500 ΩR2 = 300 ΩR3 = 10 ΩR4 = 150 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−5 V470 Ω470 Ω470 Ω470 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 470 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 470 Ω und einer Speisespannung von 5 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 5 VR = 470 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−2 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 2 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 5 VGF = 2Vo = 2 mVE = 210 GPa
σ = MPa
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. Is = 19,93 mA
  2. 2. Va = 8 V
  3. 3. Rth = 196,9 Ω
  4. 4. Pg = 13,3 mW
  5. 5. σ = 168 MPa
  6. 6. Vo = 3,75 mV

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