Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−6 VR1​ = 10 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 40 ΩR4​ = 60 Ωab+−Vab​ = ?

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

Vs = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 50 ΩR3 = 40 ΩR4 = 60 Ω
Vab = V
2.Leicht
+−9 VR1​ = 120 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 80 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 9 V, R₁ = 120 Ω und R₂ = 50 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 9 VR1 = 120 ΩR2 = 50 ΩR3 = 60 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
3.Mittel
+−2 VR1​ = 80 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 250 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 2 VR1 = 80 ΩR2 = 800 ΩR3 = 80 ΩR4 = 250 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−12 V220 Ω220 Ω + ΔR220 Ω220 Ωab+−285,7 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 220 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 285,7 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 12 VR = 220 ΩVab = 285,7 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,12) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 400 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 2,5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,12εmax = 400 µεVFS = 2,5 V
G =
6.Schwer
+−3 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 1000 Ω wird mit 3 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2,12 und die Dehnung beträgt 1200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 3 VGF = 2,12ε = 1200 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Vab = 1,4 V
  2. 2. Va = 2,647 V
  3. 3. Rth = 133,3 Ω
  4. 4. ΔR = 22 Ω
  5. 5. G = 1179
  6. 6. Vo = 7,632 mV

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