Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 500 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 100 ΩR4​ = 60 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 3 V, R₁ = 500 Ω und R₂ = 100 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 3 VR1 = 500 ΩR2 = 100 ΩR3 = 100 ΩR4 = 60 Ω
Va = V
2.Leicht
+−6 VR1​ = 400 ΩR2​ = 120 ΩR3​ = 1000 ΩR4​ = 20 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 = 400 ΩR2 = 120 ΩR3 = 1000 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−6 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 7,5 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 150 ΩΔR = 7,5 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−6 V300 Ω300 Ω + ΔR300 Ω300 Ωab+−58,82 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 300 Ω wird mit 6 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 58,82 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 6 VR = 300 ΩVab = 58,82 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 350 Ω und dem k-Faktor 2,1 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,1837 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 350 ΩGF = 2,1ΔR = 0,1837 Ω
ε = µε
6.Schwer
+−5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω + ΔR120 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 5 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2,05 und die Dehnung beträgt 1000 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,05ε = 1000 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 0,5 V
  2. 2. Is = 17,42 mA
  3. 3. Vab = 73,17 mV
  4. 4. ΔR = 12 Ω
  5. 5. ε = 250 µε
  6. 6. Vo = 10,25 mV

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