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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Komparator mit Hysterese (Messbrücke)


Autor: MisterX (Gast)
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Guten Tag!

Ich habe paar Fragen zu der Schaltung und wollte mich bei den Experten 
erkundigen.

1. Wie funktioniert diese Schaltung genau?
. Was hat es mit der hysterese auf sich?
. muss man die Messbrücke vor dem Op abgleichen
. wie ist der Zusammenhang zwischen ein - Ausschaltpunkt ( 
Hystereseneinstellung)
. wo für ist der kondensator da?
.und was hat es mit dem 5,6k auf sich der von der basis des transistor 
zu masse geht

danke schon mal für die antworten ich hoffe ich kann viele infos 
bekommen

Autor: HildeK (Gast)
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>1. Wie funktioniert diese Schaltung genau?
Einfühler stellt die Temperatur fest und oberhalb einer mit R9 
einstellbaren Schwelle wird das Relais eingeschaltet

>. Was hat es mit der hysterese auf sich?
die vermeidet andauerndes Umschalten, wenn die Temperatur nahe der 
Schwelle ist. Hervorgerufen durch kleinste Störeinstreuungen oder aber 
auch durch den ersten Luftstrom, den der Lüfter abgibt und den 
Temp-Fühler minimal abkühlt.

>. muss man die Messbrücke vor dem Op abgleichen
man stellt mit R9 die Ansprechtemperatur ein.

>. wie ist der Zusammenhang zwischen ein - Ausschaltpunkt (
>Hystereseneinstellung)
über R4 und R8 wird eine kleine Spannung auf den Teiler R1/R10 
addiert/subtrahiert. Je niederohmiger R4 und R8 sind, desto größer ist 
der Totbereich zwischen Ein- und Ausschalten. Wenn der OPA-Ausgang HIGH 
ist, dann wird der Eingang etwas weiter nach oben gezogen, wenn er LOW 
ist, etwas weiter nach unten.

>. wo für ist der kondensator da?
um ev. Störungen, die über den Fühler (längere Leitung) eingekoppelt 
werden, zu unterdrücken.

>.und was hat es mit dem 5,6k auf sich der von der basis des transistor
>zu masse geht
Naja, der Ausgang des 741 kommt nicht auf Null - da können leicht noch 
2-3V übrigbleiben. Der Teiler aus R5 und R6 soll dann auf deutlich unter 
0.7V teilen.

Autor: Tom. (Gast)
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Die Existenz eines ua741 ist hier wie fast immer ein Hinweis, die 
Schaltung ganz schnell zu vergessen und bessere Entwuerfe zu suchen...

> und was hat es mit dem 5,6k auf sich der von der basis des transistor
zu masse geht

Da der Entwickler wahrscheinlich nur das Buch "20 neuartige Schaltungen 
mit Operationsverstaerkern" von 1971 besitzt, hat er keinen (billigeren) 
LM358 benutzt, dessen Ausgangsspannungsbereich bis an die negative 
Versorgung reicht, sondern den Standar_t_-Opamp aus genanntem Buch, 
dessen Ausgang in der Schaltung nicht weit genug an Masse reicht, um den 
Transistor abschalten zu koennen. Deshalb der Spannungsteiler zwischen 
OP und Transistor.

Leistungstransistoren oder gar MOSFETs und aehnliches Teufelswerk mag 
der Entwickler auch nicht, weshalb das klappernde Relais (das den Preis 
der Gesamtschaltung verdreifachen duerfte) einen laecherlichen 
12V-Luefter schaltet.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Tom. schrieb:
> Die Existenz eines ua741 ist hier wie fast immer ein Hinweis, die
> Schaltung ganz schnell zu vergessen und bessere Entwuerfe zu suchen...
>
>> und was hat es mit dem 5,6k auf sich der von der basis des transistor
> zu masse geht
>
> Da der Entwickler wahrscheinlich nur das Buch "20 neuartige Schaltungen
> mit Operationsverstaerkern" von 1971 besitzt, hat er keinen (billigeren)
> LM358 benutzt, dessen Ausgangsspannungsbereich bis an die negative
> Versorgung reicht, sondern den Standar_t_-Opamp aus genanntem Buch,
> dessen Ausgang in der Schaltung nicht weit genug an Masse reicht, um den
> Transistor abschalten zu koennen. Deshalb der Spannungsteiler zwischen
> OP und Transistor.
>
> Leistungstransistoren oder gar MOSFETs und aehnliches Teufelswerk mag
> der Entwickler auch nicht, weshalb das klappernde Relais (das den Preis
> der Gesamtschaltung verdreifachen duerfte) einen laecherlichen
> 12V-Luefter schaltet.

selten soviel überheblichen Blödsinn auf einem Haufen gelesen...

Seltsamerweise laufen diese Schaltungen auch heute nach 20 Jahren noch 
genauso zuverlässig wie damals, als sie gebaut wurden.
Ganz im Gegensatz zu diverser aktueller Technik, die pünklich nach 
Garantieablauf den Betrieb einstellt.
Oder auch merklich früher.

Natürlich kann man aktuellere Bauteile benutzen. Ändert weder am 
benutzten Prinzip noch am Verständnis des Funktionsprinzips irgendetwas.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Michael (Gast)
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Kann da meinem Namensvetter nur zustimmen, Tom hätte sich diesen Beitrag 
echt sparen können.

Autor: MisterX (Gast)
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Abend!

Das mit der Hysterese hab ich noch nicht ganz verstanden wenn ich mit 
dem Spannungsteiler aus R3,R2,R9 ein Sollspannung von 4,93 V einstelle 
mit den Widerständen R3 = 3,9K ; R = 5,6K ; R9 = 0; dann schaltet der Op 
bei einer Spannung oberhalb von 4,93 an dem anderen spannungsteiler der 
messbrücke die 12 v durch oder. Was pasiert denn wenn ich jetzt mit dem 
poti R8 z.b 500 k einstellen.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

als Ansatz vereinfacht: wenn der Ausgang 0V ist, liegen R4/R8 im Prinzip 
parallel zu R10. Wenn jetzt R10 hochohmiger wird, überschreitet die 
Spannung am + Eingang irgendwann Deine 4,93V und der Ausgang geht auf 
+12V.

Damit liegen R4/R8 jetzt im Prinzip parallel zu R1. Der untere Teil des 
Teilers wird also etwas hochohmiger (Wegfall der Parallelschaltung 
R4/R5) und der obere niederohmiger. Damit wird die Spannung am + Eingang 
etwas positiver, sagen wir einfach mal 4,98V. Der Ausgang bleibt auf 
+12V. R10 muß jetzt merklich niederohmiger werden, bis die Spannung 
wieder unter Deine 4,93V abgefallen ist. Ist das soweit, schaltet der 
Ausgang wieder auf 0V, R4/R8 liegen wieder parallel mit R10 und die 
Spannung am + Eingang sinkt auf z.B. 4,88V.

Damit wird verhindert, das kleine Störungen oder Schwankungen an R10 zum 
ständigen Umschalten des Ausgangs und zum Klappern des Relais führen.

Da die Spannungen am Ausgang 12V und GND nicht erreichen (Datenblatt des 
OPV studieren), ist eine Berechnung zumindest recht aufwändig. Meine 
Werte sind also auch nur Schätzwerte als Erklärung. Die Hysterese hängt 
auch von der eingestellten Temperatur ab weil sich ja der Widerstand von 
R10 entsprechend ändert.

Spielt oft praktisch keine Rolle. Ob der Lüfter bei eingestellten 35 
Grad nun bei 33 Grad ausschaltet und bei 37 Grad einschaltet oder es 2 
Grad mehr sind, ist hier ziemlich egal.

Gruß aus Berlin
Michael

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