Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−6 VR1​ = 250 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = 20 ΩR4​ = 150 Ωab+−Vab​ = ?

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

Vs = 6 VR1 = 250 ΩR2 = 80 ΩR3 = 20 ΩR4 = 150 Ω
Vab = V
2.Leicht
+−9 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 40 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 9 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 9 VR1 = 1000 ΩR2 = 300 ΩR3 = 400 ΩR4 = 40 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−6 V250 Ω250 Ω + ΔR250 Ω250 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 250 Ω und Vs = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 2 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 250 ΩΔR = 2 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−12 VR1​ = 500 ΩR2​ = 60 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 300 Ωab+−Rth​ = ?

Bestimme den Thevenin-Widerstand Rth der gezeigten Brücke, von den Ausgangsklemmen a und b aus gesehen.

Vs = 12 VR1 = 500 ΩR2 = 60 ΩR3 = 10 ΩR4 = 300 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−0,656 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,1) an einem Bauteil mit E = 200 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,656 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 5 VGF = 2,1Vo = 0,656 mVE = 200 GPa
σ = MPa
6.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 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 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 400 kg.

1 mV/VFrated = 1000 kgVs = 5 VF = 400 kg
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Vab = −3,84 V
  2. 2. Is = 27,38 mA
  3. 3. Vab = 12 mV
  4. 4. Rth = 63,25 Ω
  5. 5. σ = 49,98 MPa
  6. 6. Vo = 2 mV

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