Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 100 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = ?R4​ = 600 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 100 Ω, R₂ = 1000 Ω und R₄ = 600 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 100 ΩR2 = 1000 ΩR4 = 600 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 120 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 200 ΩR4​ = 300 Ωab+−Vab​ = ?

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

Vs = 6 VR1 = 120 ΩR2 = 500 ΩR3 = 200 ΩR4 = 300 Ω
Vab = V
3.Mittel
+−3 V470 Ω470 Ω + ΔR470 Ω470 Ωab+−14,85 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 470 Ω wird mit 3 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 14,85 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 3 VR = 470 ΩVab = 14,85 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−10 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−238,1 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 200 Ω wird mit 10 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 238,1 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 10 VR = 200 ΩVab = 238,1 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−7,95 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2,12) wird mit 10 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 7,95 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 10 VGF = 2,12Vo = 7,95 mV
ε = µε
6.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−3,975 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 10 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 3,975 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 10 VGF = 2,12Vo = 3,975 mVE = 210 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 60 Ω
  2. 2. Vab = 1,239 V
  3. 3. ΔR = 9,399 Ω
  4. 4. ΔR = 20 Ω
  5. 5. ε = 1500 µε
  6. 6. σ = 157,5 MPa

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