Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 10 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = ?R4​ = 100 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 10 Ω, R₂ = 100 Ω und R₄ = 100 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 10 ΩR2 = 100 ΩR4 = 100 Ω
R3 = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 200 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 200 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 6 V, R₁ = 200 Ω und R₂ = 600 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 6 VR1 = 200 ΩR2 = 600 ΩR3 = 80 ΩR4 = 200 Ω
Va = V
3.Mittel
+−10 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 1000 Ω und Vs = 10 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 2 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 10 VR = 1000 ΩΔR = 2 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−10 V250 Ω250 Ω + ΔR250 Ω250 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 250 Ω und Vs = 10 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 20 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 10 VR = 250 ΩΔR = 20 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 800 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,05εmax = 800 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω und dem k-Faktor 2,1 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,378 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 120 ΩGF = 2,1ΔR = 0,378 Ω
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. R3 = 10 Ω
  2. 2. Va = 4,5 V
  3. 3. Vab = 5 mV
  4. 4. Vab = 192,3 mV
  5. 5. G = 1220
  6. 6. ε = 1500 µε

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