Designbeispiel: Dehnungsmessstreifen-Brücke

Ein Dehnungsmessstreifen, ein Aufnehmer, der mechanische Dehnung in elektrische Signale umwandelt, wird häufig zur Kraftmessung verwendet.

Die Aufgabe des Ingenieurs besteht darin, die Wheatstone-Brückenschaltung zu entwerfen, Dehnungsmessstreifen in jedem Arm zu haben und die erforderliche Verstärkung für die Ausgangsspannung zu identifizieren. Dabei wird davon ausgegangen, dass die aufgebrachte Kraft den Widerstand von zwei Dehnungsmessstreifen erhöht, während der Widerstand bei den anderen beiden abnimmt. Auch der Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung der Brücke und der Widerstandsänderung ist bekannt.

Dies kann mit dem Theorem von Thevenin erreicht werden.

Mit Kenntnis der Eingangsspannung werden zunächst die Ströme im oberen und unteren Zweig bestimmt. Diese Werte werden dann in das Ohmsche Gesetz eingesetzt, um die Thevenin-Spannung zu berechnen.

Zur Berechnung des Thevenin-Widerstands wird die Quelle entfernt und der äquivalente Widerstand in vereinfachter Form bestimmt.

Aus der Thevenin-Ersatzschaltung wird die Ausgangsspannung der Brücke nach der Spannungsteilungsregel berechnet.

Der Vergleich der erhaltenen Beziehung mit der bekannten Beziehung ermöglicht die Bestimm