Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 VR1​ = 800 ΩR2​ = 20 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 150 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 12 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 12 VR1 = 800 ΩR2 = 20 ΩR3 = 50 ΩR4 = 150 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−6 VR1​ = 400 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 10 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 6 V, R₁ = 400 Ω und R₂ = 250 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 6 VR1 = 400 ΩR2 = 250 ΩR3 = 50 ΩR4 = 10 Ω
Va = V
3.Mittel
+−10 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−122 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 330 Ω wird mit 10 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 122 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 10 VR = 330 ΩVab = 122 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−3 VR1​ = 100 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 200 ΩR4​ = 120 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 3 VR1 = 100 ΩR2 = 600 ΩR3 = 200 ΩR4 = 120 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−3 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−1,23 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2,05) wird mit 3 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 1,23 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 3 VGF = 2,05Vo = 1,23 mV
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 750 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,12εmax = 750 µεVFS = 5 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 74,63 mA
  2. 2. Va = 2,308 V
  3. 3. ΔR = 16,5 Ω
  4. 4. Rth = 160,7 Ω
  5. 5. ε = 800 µε
  6. 6. G = 5031

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