Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−2 VR1​ = 400 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 400 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 2 V, R₁ = 400 Ω und R₂ = 10 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 2 VR1 = 400 ΩR2 = 10 ΩR3 = 400 ΩR4 = 400 Ω
Va = V
2.Leicht
+−5 VR1​ = 50 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = 200 ΩR4​ = 1000 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 5 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 5 VR1 = 50 ΩR2 = 200 ΩR3 = 200 ΩR4 = 1000 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−15 V500 Ω500 Ω + ΔR500 Ω500 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 500 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 25 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 500 ΩΔR = 25 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−10 V120 Ω120 Ω120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 120 Ω und einer Speisespannung von 10 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 10 VR = 120 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 5 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2,05 und die Dehnung beträgt 400 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,05ε = 400 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−2,563 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2,05) wird mit 5 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 2,563 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 5 VGF = 2,05Vo = 2,563 mV
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 0,04878 V
  2. 2. Is = 24,17 mA
  3. 3. Vab = 182,9 mV
  4. 4. Pg = 208,3 mW
  5. 5. Vo = 2,05 mV
  6. 6. ε = 1000 µε

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