Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 150 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 250 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 15 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 15 VR1 = 150 ΩR2 = 250 ΩR3 = 60 ΩR4 = 250 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−10 VR1​ = 200 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 150 ΩR4​ = 800 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 10 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 10 VR1 = 200 ΩR2 = 800 ΩR3 = 150 ΩR4 = 800 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−15 V500 Ω500 Ω + ΔR500 Ω500 Ωab+−357,1 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 500 Ω wird mit 15 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 357,1 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 15 VR = 500 ΩVab = 357,1 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−10 VR1​ = 80 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 100 ΩR4​ = 40 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 10 VR1 = 80 ΩR2 = 40 ΩR3 = 100 ΩR4 = 40 Ω
Rth = Ω
5.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 2,1 und die Dehnung beträgt 200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 3 VGF = 2,1ε = 200 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 3 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1000 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 3 VGF = 2,1εmax = 1000 µεVFS = 10 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 85,89 mA
  2. 2. Is = 20,53 mA
  3. 3. ΔR = 50 Ω
  4. 4. Rth = 55,24 Ω
  5. 5. Vo = 1,26 mV
  6. 6. G = 6349

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