Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−12 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = 800 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 1000 Ω, R₂ = 80 Ω und R₃ = 800 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 1000 ΩR2 = 80 ΩR3 = 800 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−12 VR1​ = 100 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 100 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 = 100 ΩR2 = 10 ΩR3 = 300 ΩR4 = 100 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−12 VR1​ = 400 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 40 Ωab+−Rth​ = ?

Bestimme den Thevenin-Widerstand Rth der gezeigten Brücke, von den Ausgangsklemmen a und b aus gesehen.

Vs = 12 VR1 = 400 ΩR2 = 500 ΩR3 = 50 ΩR4 = 40 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−5 V470 Ω470 Ω + ΔR470 Ω470 Ωab+−49,02 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 470 Ω wird mit 5 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 49,02 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 5 VR = 470 ΩVab = 49,02 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−5 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 1000 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
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−6,36 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 10 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 6,36 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 10 VGF = 2,12Vo = 6,36 mVE = 70 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 64 Ω
  2. 2. Is = 139,1 mA
  3. 3. Rth = 244,4 Ω
  4. 4. ΔR = 18,8 Ω
  5. 5. Vo = 5 mV
  6. 6. σ = 84 MPa

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