Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−5 VR1​ = 800 ΩR2​ = 150 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 500 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 5 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 5 VR1 = 800 ΩR2 = 150 ΩR3 = 60 ΩR4 = 500 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−15 VR1​ = 800 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = ?R4​ = 60 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 800 Ω, R₂ = 10 Ω und R₄ = 60 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 800 ΩR2 = 10 ΩR4 = 60 Ω
R3 = Ω
3.Mittel
+−9 VR1​ = 10 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 40 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 9 VR1 = 10 ΩR2 = 500 ΩR3 = 500 ΩR4 = 40 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−2 V330 Ω330 Ω330 Ω330 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 330 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 330 Ω und einer Speisespannung von 2 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 2 VR = 330 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 1 mV/V bei seiner Nennlast von 200 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 160 kg.

1 mV/VFrated = 200 kgVs = 5 VF = 160 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,05εmax = 200 µεVFS = 3,3 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 14,19 mA
  2. 2. R3 = 4800 Ω
  3. 3. Rth = 46,84 Ω
  4. 4. Pg = 3,03 mW
  5. 5. Vo = 4 mV
  6. 6. G = 12878

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