Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 50 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = ?R4​ = 120 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 50 Ω, R₂ = 50 Ω und R₄ = 120 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 50 ΩR2 = 50 ΩR4 = 120 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 10 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 80 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 6 V.

Vs = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 300 ΩR3 = 120 ΩR4 = 80 Ω
Vab = V
3.Mittel
+−12 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−339,6 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 330 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 339,6 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 12 VR = 330 ΩVab = 339,6 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−5 V100 Ω100 Ω100 Ω100 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 100 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 100 Ω und einer Speisespannung von 5 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 5 VR = 100 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 1000 Ω und dem k-Faktor 2 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 1,2 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 1000 ΩGF = 2ΔR = 1,2 Ω
ε = µε
6.Schwer
+−10 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 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 2,1 und die Dehnung beträgt 800 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,1ε = 800 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 120 Ω
  2. 2. Vab = 3,406 V
  3. 3. ΔR = 39,6 Ω
  4. 4. Pg = 62,5 mW
  5. 5. ε = 600 µε
  6. 6. Vo = 8,4 mV

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