Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 VR1​ = 250 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 500 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 12 V, R₁ = 250 Ω und R₂ = 50 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 12 VR1 = 250 ΩR2 = 50 ΩR3 = 300 ΩR4 = 500 Ω
Va = V
2.Leicht
+−2 VR1​ = 200 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 40 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 2 V, R₁ = 200 Ω und R₂ = 10 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 2 VR1 = 200 ΩR2 = 10 ΩR3 = 10 ΩR4 = 40 Ω
Va = V
3.Mittel
+−12 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 12 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,15 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 12 VR = 150 ΩΔR = 0,15 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−5 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 200 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 200 ΩΔR = 1 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−12 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 500 kg. Er wird mit 12 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 375 kg.

1 mV/VFrated = 500 kgVs = 12 VF = 375 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−2,25 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 3 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 2,25 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 3 VGF = 2Vo = 2,25 mVE = 70 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 2 V
  2. 2. Va = 0,09524 V
  3. 3. Vab = 3 mV
  4. 4. Vab = 6,25 mV
  5. 5. Vo = 9 mV
  6. 6. σ = 105 MPa

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