Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−2 VR1​ = 50 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = ?R4​ = 1000 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 50 Ω, R₂ = 1000 Ω und R₄ = 1000 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 50 ΩR2 = 1000 ΩR4 = 1000 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−12 VR1​ = 80 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 250 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 12 V, R₁ = 80 Ω und R₂ = 300 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 12 VR1 = 80 ΩR2 = 300 ΩR3 = 120 ΩR4 = 250 Ω
Va = V
3.Mittel
+−15 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−288,5 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 330 Ω wird mit 15 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 288,5 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 15 VR = 330 ΩVab = 288,5 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−12 V500 Ω500 Ω + ΔR500 Ω500 Ωab+−59,41 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 500 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 59,41 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 12 VR = 500 ΩVab = 59,41 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 600 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,1εmax = 600 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,12) wird mit 5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 5 VGF = 2,12εmax = 200 µεVFS = 10 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 50 Ω
  2. 2. Va = 9,474 V
  3. 3. ΔR = 26,4 Ω
  4. 4. ΔR = 10 Ω
  5. 5. G = 1587
  6. 6. G = 18868

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