Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 250 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 1000 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 3 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 3 VR1 = 250 ΩR2 = 800 ΩR3 = 1000 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−6 VR1​ = 400 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 6 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 6 VR1 = 400 ΩR2 = 250 ΩR3 = 10 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−3 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−84,91 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 100 Ω wird mit 3 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 84,91 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 3 VR = 100 ΩVab = 84,91 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−15 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−182,9 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 350 Ω wird mit 15 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 182,9 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 15 VR = 350 ΩVab = 182,9 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−5 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 2,5 mV/V bei seiner Nennlast von 200 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 40 kg.

2,5 mV/VFrated = 200 kgVs = 5 VF = 40 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1500 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,1εmax = 1500 µεVFS = 10 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 5,798 mA
  2. 2. Is = 209,2 mA
  3. 3. ΔR = 12 Ω
  4. 4. ΔR = 17,5 Ω
  5. 5. Vo = 2,5 mV
  6. 6. G = 1270

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