Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−2 VR1​ = 250 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 500 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 2 V, R₁ = 250 Ω und R₂ = 300 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 2 VR1 = 250 ΩR2 = 300 ΩR3 = 10 ΩR4 = 500 Ω
Va = V
2.Leicht
+−5 VR1​ = 120 ΩR2​ = 60 ΩR3​ = ?R4​ = 50 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 120 Ω, R₂ = 60 Ω und R₄ = 50 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 120 ΩR2 = 60 ΩR4 = 50 Ω
R3 = Ω
3.Mittel
+−15 V220 Ω220 Ω + ΔR220 Ω220 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 220 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 22 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 220 ΩΔR = 22 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−6 V470 Ω470 Ω + ΔR470 Ω470 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 470 Ω und Vs = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 4,7 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 470 ΩΔR = 4,7 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−7,95 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 10 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 7,95 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 10 VGF = 2,12Vo = 7,95 mVE = 70 GPa
σ = MPa
6.Schwer
+−3 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 3 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 1500 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 3 VGF = 2ε = 1500 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 1,091 V
  2. 2. R3 = 100 Ω
  3. 3. Vab = 357,1 mV
  4. 4. Vab = 15 mV
  5. 5. σ = 105 MPa
  6. 6. Vo = 4,5 mV

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