Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
2 ΩRₓBGACD20 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 2 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 20 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 2 Ωl = 20 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−3 VR1​ = 150 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 150 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 3 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 3 VR1 = 150 ΩR2 = 300 ΩR3 = 80 ΩR4 = 150 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−6 V470 Ω470 Ω470 Ω470 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 470 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 470 Ω und einer Speisespannung von 6 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 6 VR = 470 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−9 V220 Ω220 Ω + ΔR220 Ω220 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 220 Ω und Vs = 9 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 33 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 9 VR = 220 ΩΔR = 33 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω + ΔR120 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 2 mV/V bei seiner Nennlast von 1000 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 200 kg.

2 mV/VFrated = 1000 kgVs = 5 VF = 200 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω + ΔR120 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 2,5 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 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2,12ε = 750 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 8 Ω
  2. 2. Is = 19,71 mA
  3. 3. Pg = 19,15 mW
  4. 4. Vab = 314 mV
  5. 5. Vo = 2 mV
  6. 6. Vo = 3,975 mV

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