Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 VR1​ = 40 ΩR2​ = 60 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 500 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 12 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 12 VR1 = 40 ΩR2 = 60 ΩR3 = 250 ΩR4 = 500 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−10 VR1​ = 600 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 300 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 10 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 10 VR1 = 600 ΩR2 = 250 ΩR3 = 300 ΩR4 = 300 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 350 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1,4 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 350 ΩΔR = 1,4 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−10 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 150 Ω und Vs = 10 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 30 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 10 VR = 150 ΩΔR = 30 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−3 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 10 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 3 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 10 VGF = 2Vo = 3 mVE = 210 GPa
σ = MPa
6.Schwer
+−5 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 1,5 mV/V bei seiner Nennlast von 1000 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 400 kg.

1,5 mV/VFrated = 1000 kgVs = 5 VF = 400 kg
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 136 mA
  2. 2. Is = 28,43 mA
  3. 3. Vab = 5 mV
  4. 4. Vab = 454,5 mV
  5. 5. σ = 126 MPa
  6. 6. Vo = 3 mV

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