Hallöchen Ein paar grundlegende Fragen die mich schon eine lange Zeit beschäftigen und für die ich selbst keine Lösung finde :-( Es geht um die Grundlagen eines Messverstärkers für eine DMS-Brückenschaltung. ( Differentielles Signal im mV-Bereich ) Diese Sensoren liefern ein Signal welches abhängig von der Versorgunsspannung ist. Es gibt nun Verstärker die eine ratiometrische Messung durchfuhren ( also Schwankungen der Versorgungspannung automatisch kompensieren ). Wie geht sowas ? Wie sieht so eine Schaltung aus ? Wenn ich einen Instrumentensverstärker verwenden kann ich mit einem einzelnen Widerstand die Verstärkung einstellen. Wie verhindere ich, dass die Temperaturdrift des Widerstandes ( und aber auch des Verstärker-IC's ) die Verstärkung beeinflusst ? Danke Euch ! Ich würdet meine Neugier befriedigen. hmg Mandi
Hallo Manfred, > Es geht um die Grundlagen eines Messverstärkers für eine > DMS-Brückenschaltung. ( Differentielles Signal im mV-Bereich ) > Diese Sensoren liefern ein Signal welches abhängig von der > Versorgunsspannung ist. Es gibt nun Verstärker die eine ratiometrische > Messung durchfuhren ( also Schwankungen der Versorgungspannung > automatisch kompensieren ). Wie geht sowas ? Wie sieht so eine Schaltung > aus ? Du denkst dabei sicher an eine Schaltung wie den ADS1232. "ratio" bedeutet "Verhältnis". Ich denke, der Chip mißt beide Spannungen, d. h. die Versorgungsspannung und die interessierende Brückenspannung, und teilt sie durcheinander. Das Ergebnis der Rechnung gibt der Chip dann aus. Das Teilen selbst wird in der Praxis wohl mit einer Digitalschaltung geschehen. Analog ist das Teilen nicht ganz so einfach. Gruß, Michael
Hallo Lenz Danke. Wie der ADS1232 arbeitet ist mir klar. Der IC greift seine Referenzspannung von der Versorgungsspannung ab. Und damit hat sich das Ganze automatisch erledigt. Ich möchte es aber Analog machen ! hmg Mandi
Nimm einen Instrumentenverstärker mit eingebauten Widerstand für die Verstärkung. z.B. INA110 Oder wie genau soll die Verstärkung sein?
In meinem (ur-)alten DMM wird im Widerstandsbereich auch eine ratiometrische Messung gemacht. Die sowieso vorhandenen Präzisionswiderstände (mit 0.05%) werden als Referenzwiderstand herangezogen und in Reihe mit dem unbekannten R geschaltet. Unabhängig von der absolut angelegten Spannung über dem Spannungsteiler stellt sich nun der untere Spannungsabgriff (also der über dem unbekannten R) entsprechend dem Verhältnis der Widerstände zueinander ein. Nimmt man nun die Spannung über dem Ref.-R als Ref. für den ADC, so ist die gemessene Spannung über dem unbekannten R direkt proportional zu seinem Widerstandswert - Vorzeichen gilt es allerdings umzudrehen, aber wen interessiert bei einer (rein ohmschen) Widerstandsmessung schon das Vorzeichen. Also einfach ausblenden und fertig ist die Sache. Ach ja, skalieren sollte man das ganze noch richtig, um eine korrekte Anzeige im gewählten Messbereich zu bekommen.
Raimund Rabe schrieb: > In meinem (ur-)alten DMM wird im Widerstandsbereich auch eine > ratiometrische Messung gemacht. Die sowieso vorhandenen > Präzisionswiderstände (mit 0.05%) werden als Referenzwiderstand > herangezogen und in Reihe mit dem unbekannten R geschaltet. Unabhängig > von der absolut angelegten Spannung über dem Spannungsteiler stellt sich > nun der untere Spannungsabgriff (also der über dem unbekannten R) > entsprechend dem Verhältnis der Widerstände zueinander ein. Nimmt man > nun die Spannung über dem Ref.-R als Ref. für den ADC, so ist die > gemessene Spannung über dem unbekannten R direkt proportional zu seinem > Widerstandswert - Vorzeichen gilt es allerdings umzudrehen, aber wen > interessiert bei einer (rein ohmschen) Widerstandsmessung schon das > Vorzeichen. Also einfach ausblenden und fertig ist die Sache. Ach ja, > skalieren sollte man das ganze noch richtig, um eine korrekte Anzeige im > gewählten Messbereich zu bekommen. Hi Leute! Auf der Suche nach einer möglichst einfachen Messung eines Widerstandswertes bin ich auf diesen alten Thread gestoßen. Leider kann ich die Beschreibung nicht ganz nachvollziehen, daher wäre es toll, wenn mir jemand ggf. eine etwas genauere Erläuterung geben könnte. Es ist ja quasi so gemeint (hoffe ich):
1 | Versorgung (Wert scheinbar egal) |
2 | | |
3 | | |
4 | R (der zu messende Widerstand) |
5 | | |
6 | +------ ADC-Referenz |
7 | | |
8 | R (bekannter Präzisionswiderstand) |
9 | | |
10 | | |
11 | Masse |
Jetzt steht im Text, dass die Spannung über dem bekannten Widerstand als Referen genutzt wird. Aber wie geht es jetzt von da weiter, um auf den zu messenden Widerstand zu kommen?
Nein. Man gibt die Spannung ueber dem Spannungsteile als Referenz auf dem ADC, dann faellt sie raus. Die Referenz des ADC hat gewisse Randbedingungen. Dh allenfalls geht man vom ADC aus, und verwendet dessen Referenz fuer den Spannungsteiler.
Aso, OK, danke!
Also:
[edit]
Versorgung ---- ADC-Referenz
|
|
R_mess (der zu messende Widerstand)
|
+------ ADC-Messung
|
R_bekannt (bekannter Präzisionswiderstand)
|
|
Masse
[/code]
Und nun rechne ich so? Angenommen ich habe einen 10Bit-ADC...
R_mess = ((1023 - ADC-Wert) / ADC-Wert)* R_bekannt
So, jetzt geht es weiter...der Spannungshub ist mir für den ADC leider zu klein. Daher würde ich dahinter nun einen nicht-invertierenden OPV setzen. Die Widerstände sind bei andersherum, also sieht es so aus:
1 | 3V |
2 | | |
3 | | |
4 | R_bekannt |
5 | | |
6 | +------ OPV --- ADC-Messung |
7 | | |
8 | R_mess |
9 | | |
10 | | |
11 | Masse |
Jetzt versuche ich gerade, das auf dem Papier zu rechnen und sehe, dass mir die schöne ratiometrische Messung dadurch ja verloren geht, oder? Oder ich denke gerade falsch. Vor dem OPV ist meine Rechnung für den zu messenden Widerstand R_mess = (ADC-Wert / (1023 - ADC-Wert)) * R_bekannt Den OPV würde ich nun gerne mit einer Verstärkung von etwa 23 ausführen. Ich würde jetzt erstmal denken, dass ja nur das Verhältnis gleichermaßen verstärkt wird und die Verstärkung daher nichts mit der Rechnung zu tun hat, aber dennoch scheint das nicht so ganz hinzuhausen...oder ich raff es grad nicht. Wo ist mein Denkfehler?
Ach nee, geht ja garnicht, ich verstärke ja die gemessene Spannung am zu messenden Widerstand. Also habe ich hinter dem OPV ja quasi: R_mess = ((ADC-Wert/GAIN) / (1023 - (ADC-Wert / GAIN))) * R_bekannt Das is natürlich blöde, da ich dann ja schon Präzisionswiderstände und nen guten OP brauche, damit das hinkommt, oder?
Hi Folks, ich glaube ich hatte mich etwas zu ungenau bei der ratiometrischen R-Messung ausgedrückt, weswegen es jetzt zu Unklarheiten gekommen ist. Hier nun die (hoffentlich) besser gelungene Beschreibung: Wenn der ADC einen Referenzspannungsausgang hat, der auch gleichzeitig identisch ist mit der max. möglichen Messspannung des ADCs, dann wird diese Spannung (evtl. auch gepuffert mittels OpAmp) auf die Reihenschaltung des präzisen Referenzwiderstandes und des unbekannten zu messenden Widerstandes gegeben. Egal wie sich nun die Referenzspannung ändert, z.B. durch Temp.-Änderung, Versorgungsspannungsschwankung, etc. (bei vielen µCs ist sie nun nicht unbedingt state-of-the-art), das Verhältnis der Messspannung zwischen den beiden Widerständen zur Gesamtspannung über der Reihenschaltung bleibt stets gleich - und genau DAS ist der 'Trick' an dieser Messanordnung. Damit braucht man nun entweder nur die Spannung über dem Ref.-R oder dem unbekannten R zu messen. Messtechnisch ist es egal, man muss es nur bei der Berechnung dann richtig machen. Also das Ganze funzt mit einer einzigen ADC-Messung nur, wenn die Ref.-Spannung des ADCs extern verfügbar ist. Wenn das nicht gegeben ist, bleibt einem nichts anderes übrig als die Gesamtspannung über den beiden in Serie geschalteten Widerständen stets mitzumessen, um eben die möglichen Schwankungen der Referenzspannung mit einbeziehen zu können. In dem Fall könnte man dann sogar höhere Ref.-Spannung von extern zuführen, was bei der Ermittlung des Widerstandwertes von sehr hochohmigen Typen (z.B. jenseits von 10 MOhm) von Vorteil wäre. Das non-plus-ultra wäre dann noch die synchrone (d.h. gleichzeitige) Messung von beiden Spannungswerten, was aber bei µC mit nur einem einzigen ADC mit vorgeschalteten Analag-Multiplexer leider nicht möglich ist. Aber selbst da gibt es wieder Tricks und Kniffe, wie man selbst mit solchen Unzulänglichkeiten zuverlässige Messungen hinbekommen kann. Doch dazu später (wenn gewünscht) gerne mehr.
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