Ich möchte ein Leitfähigkeitsmessgerät für Meerwasser 53mS/cm bauen. Ein Multivibrator steuert eine Stromquelle, die über einen Kondensator eine 4-Draht-Messzelle (1/cm) mit Rechteckstrom speist. Die Ausgangswechselspannung wird mit einem Instrumentenverstärker auf den synchronisierten A/D eines Microcontrollers gegeben. Meinungen?
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Ein INA ist nicht nötig, wenn ein Draht sowieso an Masse liegt (der Drahtwiderstand ist vernachlässigbar gegenüber dem Messzellenwiderstand). Da du keinen definierten Strom treibst, ist die gemessene Spannung unkalibriert. TL084 geht nicht Rail-To-Rail, der Ausgang ist unsymmetrisch zur Versorgungsspannung, und diese Unsymmetrie ist undefiniert. Da du eh den A/D synchronisierst, kann dein uC auch gleich die Wechselspannung erzeugen -> Alle gezeigten Bauteile entfallen.
MaWin, jetzt bin ich enttäuscht. Du solltest wissen, was eine 4-Punkt-Messung ist. Die Messzellen haben 4 Elektroden, meist je 1 ringförmige für die Stromeinprägung um 1 punktförmige für die Spannungsmessung drumrum auf jeder Seite einer 2-zinkigen "Gabel". Wenn Du es nur ungefähr brauchst, reicht das so. Zu R2 zwei Zenerdioden antiseriell stablisieren die Treiberspannung. Zwischen SV 1-1 und 1-2 sowie 1-3 und 1-4 sollte hochohmig je ein Widerstand. Wenn Du es genauer willst: - den Takt aus dem µC erzeugen, dann läßt sich die Taktfreuenz anpassen - als Treiber eine spannungsgesteuerte Stromquelle nehmen - den Messstrom über einen Shunt verstärken und auf einen Präzisionsgleichrichter geben, das Signal digital wandeln - die Spannung nach dem INA auf einen Präzisionsgleichrichter geben, dann digital wandeln - R9 als Festwiderstand ausführen, ev. über Readrelais zuschaltbare weitere Rs zur Verstärkungsumschaltung - den Temperatursensor der Messzelle einbeziehen, S-Messung ist stark temperaturabhängig, das muss kompensiert werden Messfrequenzen gehen üblicherweise von 50 Hz bs 5kHz, und eine Anpassung an das Messmedium ist durchaus sinnvoll.
Btw, bei den INAs dürfte es sogar eine AN für sowas geben, schau Dich mal bißchen bei BB um.
Danke für die Meinungen. Werde ich so machen: **- den Takt aus dem µC erzeugen, dann läßt sich die Taktfreuenz anpassen **- Da du eh den A/D synchronisierst, kann dein uC auch gleich die Wechselspannung erzeugen -> Alle gezeigten Bauteile entfallen. Wie erzeugen? Symmetrisch mit Optokoppler? oder unsymmetrische Rechteck-Spannung und nur mit C3 symmetrieren? **- den Temperatursensor der Messzelle einbeziehen, S-Messung ist stark temperaturabhängig, das muss kompensiert werden Das ist klar, das macht der uC Noch ein paar Fragen zu den anderen Vorschlägen: **- die Spannung nach dem INA auf einen Präzisionsgleichrichter geben, dann digital wandeln Wieso ist das genauer? Wenn der uC sowieso digitalisiert, kann er doch synchronisiert nur bei der positiven Halbwelle digitalisieren. Spart ja eigentlich die Fehler bei der Gleichrichtung ein. **- Zu R2 zwei Zenerdioden antiseriell stablisieren die Treiberspannung. Die Versorgungsspannung ist doch schon stabilisiert, trotzdem? Ausserdem wird das Meßgerät ja mit Kalibrierlösungen eingestellt. **- R9 als Festwiderstand ausführen, ev. über Readrelais zuschaltbare weitere Rs zur Verstärkungsumschaltung R9 als Spindeltrimmer. Ist nicht als Umschaltung gedacht, sondern zur Einstellung des Aussteuerbereiches des uC-ADC. Wenn man weiss was rauskommt kann man natürllich einen Festwiderstand nehmen. Falls doch mal Süsswasser gemessen werden sollte, müsste ja der Meßstrom umgeschaltet werden, weil dann kein so hoher Strom durch die Messzelle fliessen kann. **Zwischen SV 1-1 und 1-2 sowie 1-3 und 1-4 sollte hochohmig je ein Widerstand. Kapazitive Einstreuungen der Leitungen kurzschliessen? Der uC-ADC wartet doch sowieso bis ein stabiler Messwert anliegt.
> Wie erzeugen? Symmetrisch mit Optokoppler? oder unsymmetrische > Rechteck-Spannung und nur mit C3 symmetrieren? Optokoppler ? Wozu ? Musst du welche verbauen, weil du so viele hast dass sie die Schublade im Keller verstopfen und du die sonst WEEE-gerecht entsorgen musst? Sicher brauchst du eine symmetrische Wechselspannung, das machst du derzeit ja auch aus der unsymmetrischen des OpAmps mit einem Kondensator C3, ganz ohne Optokoppler. Da ich aber sagte "alle Bauteile entfallen" wüsste ich natürlich auch, wie man C3 entfallen lassen könnte: __ __ PortPin1 _ ___------Signal der Messzelle uC __ __ PortPin2___ _ ------GND der Messzelle Sven schlägt zudem ja vor, nur bei einer Phase zu messen (und zu hoffen dass die andere eine symmetrische Spannung ergibt, da wäre ich mich nicht so sicher, aber sei's drum), dann ist in dem Moment wo man Messen will, eh der "richtige" Anschluss der Messzelle auf (geschaltetem) GND und der andere hat eine saubere Spannung im Wandlerbereich des A/D-Eingangs, auf dem du dann synchronisiert eine Wandlung anstossen kannst. Ich würde auch die andere Phase messen und Mittelwert bilden. > Kapazitive Einstreuungen der Leitungen kurzschliessen? Eher bei abgeklemmter Messzelle definifrte Potentiale herstellen.
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Danke, 2 Ports verwenden, wie cool. C3 kann man wegen Unsymmetrie nicht weglassen, durch das Einschalten, uC-Abstürze, oder wegen man weiss es nicht, sonst elektrolysiert doch auf lange Sicht die Messzelle. Wenn RxC groß genug ist dann geügt der Port plus Widerstand als Stromquelle. Der Widerstand der Messzelle ist dagegen ja klein genug. Jetzt tendiere ich zu angehängter Schaltung.
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