Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 20 Ω, R₂ = 200 Ω und R₃ = 20 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R₄.

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 20 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 20 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme R_x.

Ein Dehnungsmessstreifen mit 220 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 220 Ω und einer Speisespannung von 10 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung P_g in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 330 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang V_ab = 59,41 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 3 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 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung V_o in mV.

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 2 mV/V bei seiner Nennlast von 100 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung V_o bei einer Last von 50 kg.