Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−6 VR1​ = 400 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 1000 ΩR4​ = 80 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 6 V, R₁ = 400 Ω und R₂ = 500 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 6 VR1 = 400 ΩR2 = 500 ΩR3 = 1000 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
2.Leicht
+−15 VR1​ = 80 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 800 ΩR4​ = 60 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 15 V, R₁ = 80 Ω und R₂ = 40 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 15 VR1 = 80 ΩR2 = 40 ΩR3 = 800 ΩR4 = 60 Ω
Va = V
3.Mittel
+−9 V300 Ω300 Ω + ΔR300 Ω300 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 300 Ω und Vs = 9 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 24 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 9 VR = 300 ΩΔR = 24 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−12 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−339,6 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 100 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 339,6 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 12 VR = 100 ΩVab = 339,6 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 5 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 1000 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2ε = 1000 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−0,615 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,05) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 3 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,615 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 3 VGF = 2,05Vo = 0,615 mVE = 70 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 3,333 V
  2. 2. Va = 5 V
  3. 3. Vab = 173,1 mV
  4. 4. ΔR = 12 Ω
  5. 5. Vo = 5 mV
  6. 6. σ = 28 MPa

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