Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−10 VR1​ = 120 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 80 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 = 120 ΩR2 = 40 ΩR3 = 500 ΩR4 = 80 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−15 VR1​ = 120 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 50 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 15 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 15 VR1 = 120 ΩR2 = 50 ΩR3 = 500 ΩR4 = 50 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−6 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 1000 Ω und Vs = 6 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 6 VR = 1000 ΩΔR = 1 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−12 V400 Ω400 Ω + ΔR400 Ω400 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 400 Ω und Vs = 12 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 32 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 12 VR = 400 ΩΔR = 32 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−2,5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 2,5 V gespeist und hat vier aktive Streifen, zwei auf Zug und zwei auf Druck (Vollbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2ε = 750 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−0,328 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,1) an einem Bauteil mit E = 200 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 2,5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,328 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 2,5 VGF = 2,1Vo = 0,328 mVE = 200 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 79,74 mA
  2. 2. Is = 115,5 mA
  3. 3. Vab = 1,5 mV
  4. 4. Vab = 230,8 mV
  5. 5. Vo = 3,75 mV
  6. 6. σ = 49,98 MPa

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