Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
100 ΩRₓBGACD45 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 100 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 45 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 100 Ωl = 45 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−12 VR1​ = 100 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 400 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 12 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 12 VR1 = 100 ΩR2 = 250 ΩR3 = 50 ΩR4 = 400 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−3 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 3 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 37,5 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 3 VR = 150 ΩΔR = 37,5 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−15 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 330 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 16,5 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 330 ΩΔR = 16,5 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 5 VGF = 2,1εmax = 1200 µεVFS = 3,3 V
G =
6.Schwer
+−10 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 1000 Ω wird mit 10 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2,12 und die Dehnung beträgt 1200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,12ε = 1200 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 122,2 Ω
  2. 2. Is = 60,95 mA
  3. 3. Vab = 166,7 mV
  4. 4. Vab = 182,9 mV
  5. 5. G = 1048
  6. 6. Vo = 25,44 mV

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