Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
5 ΩRₓBGACD25 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 5 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 25 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 5 Ωl = 25 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 80 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 600 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 6 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 6 VR1 = 80 ΩR2 = 600 ΩR3 = 600 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−2 V150 Ω150 Ω150 Ω150 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 150 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 150 Ω und einer Speisespannung von 2 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 2 VR = 150 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−15 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 1000 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 5 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 1000 ΩΔR = 5 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−12 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 1 mV/V bei seiner Nennlast von 1000 kg. Er wird mit 12 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 250 kg.

1 mV/VFrated = 1000 kgVs = 12 VF = 250 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−1,281 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,05) an einem Bauteil mit E = 200 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 2,5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 1,281 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 2,5 VGF = 2,05Vo = 1,281 mVE = 200 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 15 Ω
  2. 2. Is = 18,5 mA
  3. 3. Pg = 6,667 mW
  4. 4. Vab = 18,75 mV
  5. 5. Vo = 3 mV
  6. 6. σ = 200 MPa

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