Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 40 ΩR2​ = 120 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 40 Ω, R₂ = 120 Ω und R₃ = 80 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 40 ΩR2 = 120 ΩR3 = 80 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−10 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 400 ΩR3​ = 800 ΩR4​ = 500 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 10 V.

Vs = 10 VR1 = 1000 ΩR2 = 400 ΩR3 = 800 ΩR4 = 500 Ω
Vab = V
3.Mittel
+−15 VR1​ = 800 ΩR2​ = 400 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 400 ΩabGRg​ = 50 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 50 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 15 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 15 VR1 = 800 ΩR2 = 400 ΩR3 = 60 ΩR4 = 400 ΩRg = 50 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−9 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 9 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,75 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 9 VR = 150 ΩΔR = 0,75 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,12) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 600 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,12εmax = 600 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−2,625 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,1) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 2,625 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 5 VGF = 2,1Vo = 2,625 mVE = 210 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 240 Ω
  2. 2. Vab = −0,989 V
  3. 3. Ig = −21807 µA
  4. 4. Vab = 11,25 mV
  5. 5. G = 6289
  6. 6. σ = 210 MPa

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