Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−6 VR1​ = 60 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 800 ΩR4​ = 300 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 = 60 ΩR2 = 500 ΩR3 = 800 ΩR4 = 300 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−15 VR1​ = 100 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 80 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 15 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 15 VR1 = 100 ΩR2 = 300 ΩR3 = 60 ΩR4 = 80 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−9 V500 Ω500 Ω + ΔR500 Ω500 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 500 Ω und Vs = 9 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 9 VR = 500 ΩΔR = 1 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−5 V500 Ω500 Ω + ΔR500 Ω500 Ωab+−24,75 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 500 Ω wird mit 5 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 24,75 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 5 VR = 500 ΩVab = 24,75 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω und dem k-Faktor 2,12 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,3816 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 120 ΩGF = 2,12ΔR = 0,3816 Ω
ε = µε
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,12) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 500 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,12εmax = 500 µεVFS = 3,3 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 16,17 mA
  2. 2. Is = 144,6 mA
  3. 3. Vab = 4,5 mV
  4. 4. ΔR = 9,999 Ω
  5. 5. ε = 1500 µε
  6. 6. G = 4981

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