Hallo Leute, folgender Aufbau: Eisenstange mit 4 DMS als Wheatstonebrücke (Versorgungsspannung: 12V) -> es sollen Dehnungs- und Stauchungskräfte gemessen werden. "Ausgang" der Brücke an einen INA111, der mit 0 - 12 V betrieben wird. Deshalb habe ich einen lm317 hergenommen, der die Referenzspannung auf ca. 6V halten soll. Ausgang des INA111 an einen Atmega32-ADC. Das Problem liegt nun bei der Referenzspannung. Ich kann mit dem lm317 Spannungen von 1,25V bis ca.7 V "erzeugen". Wenn ich die beiden Eingänge des INA111 von Hand verbinde sollten ja (theoretisch) 0V am Ausgang anliegen. Richtig? Nun ist mir klar, dass dem so (praktisch) nicht sein kann. Deshalb hab ich ja die Referenzspannung, die bei diesem Zustand, den Ausgang des INA111 auf 6V bringen soll. Es passiert aber folgendes: Uref von ca. 3V -> 1,25V --> Uout 4V -> ca. 9V Uref von ca. 3V -> 7V --> Uout 4V -> ca. 9V Wie kann das sein? Ist da ein Denkfehler? Oder ist die Schaltung (siehe Anhang) falsch? Gibt es eine bessere/alternative (aber auch kostengünstige) Lösung für das Kraftmessen wie ich es beschrieben habe? Grüße Michael PS: Um den Atmega32 bei 5V zu betreiben benutze ich einen 7805. Dieser wird aber ziemliche warm bis heiß, obwohl das Board eigentlich nur 80mA ziehen sollte. Ist das normal? Vlt. ein Kurzschluss? Obwohl der Atmega und das DarumHerum funktioniert?
Da fällt mir noch was ein: Ich will den Ausgang vom INA111 ja auf 0V - 5V abbilden. Muss ich dann also doch symmetrische Spannungsversorgung für den Intrumentenverstärker benutzen, damit ich nah genug an die 0V komme? Generell noch die Frage: Wenn ich keinen Rail-to-Rail OP habe, wie nah an die Verorgungsspannungsgrenzen komme ich dann mit dem OP? es grüßt weiterhin Michael
Ich kenn den INA111 nicht, aber wenn du eine Referenzspg benötigst würde ich eine "rcihtige" Referenzspannungsquelle nehmen ala TL431 oder sowas. Die sind für das gemacht.
Oder kann ich Uref des INA111 auf AGND des Atmega32 legen und damit das Problem aus meinem 2ten Post beheben? PS: Plöd, dass es keine Edit Funktion gibt. Sry für 3fach-Post
> Ich kenn den INA111 nicht, aber wenn du eine Referenzspg benötigst würde > ich eine "rcihtige" Referenzspannungsquelle nehmen ala TL431 oder sowas. > Die sind für das gemacht. Was meinst du mit "richtig"? Und was kann der TL431 was der lm317 nicht kann?
Hallo, mit dem REF-Ausgang willst Du den Offset für die Ausgangsspannung des INA111 auf 6V einstellen. Ich sehe in der Schaltung zunächst keine unmittelbaren Fehler, würde mich aber im Zweifel auch für eine Referenzspannungsquelle (d. h. temperaturkompensierte Zenerdiode) statt des LM317 entscheiden. Das ist jedoch hier nur zweitrangig. Beim INA111 sehe ich keine 100nF-Entstörung. Die muß unbedingt rein. Wenn Du sie nur in der Zeichnung verschlampert hast, ist alles ok, sonst gehört unmittelbar neben den INA111 ein 100nF-Kondensator von VCC gegen Masse (dasselbe gilt auch für die Referenzspannung). Vielleicht erklärt das schon die Abweichungen vom gewünschten Verhalten. Ich frage mich, wie Du die 6V-Spannung in den µC einlesen willst, der schließlich nur mit 5V versorgt wird. Hier wirst Du wahrscheinlich einen Spannungsteiler nehmen wollen, der einen Teil der Verstärkung durch den INA zunichte macht. Das funktioniert, ist aber nicht optimal. Insbesondere wirst Du ein paar Verrenkungen machen müssen, um den Nullpunkt festzustellen. > Gibt es eine bessere/alternative (aber auch kostengünstige) Lösung für > das Kraftmessen wie ich es beschrieben habe? Schau Dir mal an, ob Dir der ADS1232 zusagt. Die Meßbrücke wird dann zwar nur mit 5V (statt 12V) versorgt, doch das dürfte durch das geringe Rauschen und die hohe Auflösung des AD-Wandlers eher weniger stören. Du hast damit mehrere Vorteile: - nur eine Spannungsversorgung (5V) für µC, Verstärkerschaltung und Meßbrücke - rauscharme Vorverstärkung - hochauflösende AD-Wandlung - ratiometrische Messung (d. h. Schwankungen der Versorgungsspannung werden ausgeglichen) - vollständig dimensionierte Schaltung aus dem Datenblatt Näheres auf Seite 25 von: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ads1232.html Gruß, Michael
Hallo, > Ich will den Ausgang vom INA111 ja auf 0V - 5V abbilden. > Muss ich dann also doch symmetrische Spannungsversorgung für den > Intrumentenverstärker benutzen, damit ich nah genug an die 0V komme? > > > Generell noch die Frage: > Wenn ich keinen Rail-to-Rail OP habe, wie nah an die > Verorgungsspannungsgrenzen komme ich dann mit dem OP? Das kommt auf den Aufbau der Treiberstufe im OPAMP an. In meinem Halbwissen gehe ich immer davon aus, daß die Ausgänge im besten Fall - über einen MOSFET (Source-Drain) oder - über einen Bipolartransistor (Kollektor-Emitter) mit den Versorgungsspannungen versorgt werden. Beim MOSFET kommst Du im besten Fall bis auf wenige µV an die Rails heran, was man dann Rail-to-Rail nennen würde. Die wenigen µV bleiben wegen des Spannungsabfalls im MOSFET übrig. Beim Bipolartransistor bleibt mindestens eine CE-Sättigungsspannung (d. h. 0.3V) übrig. Das wäre dann nicht mehr "Rail-to-Rail" für die Ausgänge, kommt dem aber nahe. Das sind aber alles nur Mindestwerte. Beim INA111 kommst Du beispielsweise nur bis auf 3V an die Rails heran. Genaue Auskünfte gibt jeweils das Datenblatt. Gruß, Michael
Hey, >würde mich aber im Zweifel auch für eine >Referenzspannungsquelle (d. h. temperaturkompensierte Zenerdiode) statt >des LM317 entscheiden. meinst du damit sowas: http://www.amateurfunkbasteln.de/vregler/zener2.gif Ich hab jetzt auch den 100nF Kondensator eingebaut. Am Ergebnis ändert sich nichts... Was meinst du mit: >(dasselbe gilt auch für die Referenzspannung) Ich hab halt einfach einen Kondensator zwischen 12V und GND eingebaut. Hängt ja alles zusammen. Jup, ich hätte dann einen Spannungsteiler benutzt. Wie nah an die 0V bzw. 12V "Grenze" müsste man denn mit dem INA111 im Praktischen kommen? Hat da jemand Erfahrungen gemacht? Hier nochmal eine kleine Beschreibung, was ich alles gemessen habe: Es gibt drei verschiedene Messgrößen. - Uref gegen GND -> Uref - Uout gegen Uref -> Uout - Uout gegen GND -> Ugnd (also Uout - Uref) Uref von 4,7 auf 2,9...1,25 --> Ugnd von 4 auf 9,9 Uref von 4,7 auf 6,8 --> Ugnd von 4 auf 6,8 Einmal durch den ganzen Bereich: Uref von 6,8 auf 5,2 Uout bleibt ca. 0 (Ugnd von 6,8 auf 5,2) Uref von 5,2 auf 4,7 Uout von 0 auf -0,7 (Ugnd von 5,2 auf 4,0) Uref von 4,7 auf 4,26 Uout von -0,7 auf 0 (Ugnd von 4,0 auf 4,26) Uref von 4,3 auf 1,25 Uout von 0 auf 8,7 (Ugnd von 4,3 auf 9,9) (letzte Messung: am Anfang Steigung stärker) Gibts noch ne Idee, was ich falsch gemacht haben könnte? @Michael: Das mit dem ADS1232 hört sich ja echt gut an!!! Und es gibt auch Samples... (Wie leicht bekommt man denn solche?) Ich werd jetzt aber erst mal noch versuchen meine Schaltung zum Laufen zu bekommen Und Danke für die schnelle und detaillierte Antwort!!! Grüße Michael
Hallo, >>würde mich aber im Zweifel auch für eine >>Referenzspannungsquelle (d. h. temperaturkompensierte Zenerdiode) statt >>des LM317 entscheiden. > > meinst du damit sowas: > http://www.amateurfunkbasteln.de/vregler/zener2.gif nein, ich glaube nicht. Das sieht aus wie ein normaler Linearregler, der gerade nicht temperaturkompensiert ist. Ich dachte an sowas: http://www.analog.com/en/references/voltage-references/products/index.html > Was meinst du mit: >>(dasselbe gilt auch für die Referenzspannung) Die Referenzspannung gehört zusätzlich nochmal unmittelbar in der Nähe des OPAMPS entstört. > Ich hab halt einfach einen Kondensator zwischen 12V und GND eingebaut. > Hängt ja alles zusammen. Entscheidend ist manchmal, daß der Kondensator schnell genug ist (Keramikkondensator) und nah genug am IC liegt. > Wie nah an die 0V bzw. 12V "Grenze" müsste man denn mit dem INA111 im > Praktischen kommen? Hat da jemand Erfahrungen gemacht? Steht in meinem letzten Post und im Datenblatt. 3V wenn ich's richtig gelesen habe. > @Michael: > Das mit dem ADS1232 hört sich ja echt gut an!!! > Und es gibt auch Samples... (Wie leicht bekommt man denn solche?) Ich habe ohne Probleme welche bekommen (Bestellung an Uni-Adresse). Gruß, Michael
Hi, oh hab irgendie deinen vorletzten Post total übersehen... :/ Ok, also ich hab jeweils einen Keramikkondensator verwendet. (Die Referenzspannung sollte ja schon - so wie der Schaltplan ist - entstört sein...?) Und mit den genannten 3V würde die niedrigste Ugnd Spannung ja so ca. passen. Nur ist der ganze Verlauf irgendwie komisch. (v.a. dass am Ende die Ausgangsspannungen so stark ansteigen...) Gibts noch ne Idee was das Problem sein könnte? Grüße Michael PS: Die bessere Referenzspannung wird wohl erst später eingebaut. Und danach wird das ganze dann nochmal mit dem Sample aufgebaut :)
Würde den ina111 nicht nehmen, sondern den ina128 Vorteil Ina111 ist FET-Type und rauscht bei niedrigen Frequenzen mehr als ein Bipolartyp. INA128 kann mit nur +5Volt betrieben werden. Die "Masse" ist dann durch einen Spannungsteiler mt 2*1k realisierbar.
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