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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit Thermoelementverstärker


Autor: AlexW (Gast)
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Hallo miteinander!

Ich möchte einen einfachen Thermoelementverstärker bauen, wie hier zu 
sehen: http://www.5bears.com/circuits.htm#Circuit%2002

Ich möchte wie in dem Beispiel die Thermoelementspannung (Typ K) um 
Faktor 101 verstärken, um sie dann mit einem 10-Bit AD-Wandler und einer 
AD-Referenzspannung von 4.096V zu erfassen. Eine Genauigkeit auf 8-Bit 
wäre ausreichend. Die Kaltstellenkompensation mache ich im 
Microcontroller mit dem Spannungssignal eines separaten 
Temperaturfühlers auf der Platine. Es geht also erstmal nur um die 
Thermoelementspannung.

Der Haken an der Sache ist, wenn ich die Schaltung wie in dem Beispiel 
aufbaue, funktioniert das eigentlich nur, wenn ich mein Netzteil als 
Spannungsquelle verwende: Eingangsspannung wird um Faktor 101 verstärkt.

Sobald ich ein Thermoelement vom Typ K an den Eingang hänge, T+ auf den 
nichtinvertierenden Eingang und T- auf Masse, liegen am Ausgang des 
OP-Amp nur noch wenige Millivolt an, die sich mit der Temperatur am 
Thermoelement nicht ändern. Wenn ich die Spannung am Thermoelement nur 
mit einem Multimeter messe, sind die Werte aber in Ordnung. Der 
Operationsverstärker ist ein Rail-to-Rail mit sehr niedriger 
Offsetspannung (Microchip MCP6022), ich habe aber auch 08/15-Typen ohne 
Erfolg getestet.

Kann mir jemand dabei helfen?

Viele Grüße,

Alex W.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Ist das Thermoelement vielleicht falsch herum angeschlossen, so dass die
Spannung negativ ist?

Autor: MaWin (Gast)
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Um den Faktor 101, also willst du Temperaturen bis 1000 GradC messen, 
bei denen das Thermoelement gerade mal 41mV liefert.
Bei der gezeigten Schaltung hätte man sich schlappgelacht, ein LM358, 
dessen Offsetspannung alleine bis 170 GradC gross ist.
Aber der MCP6022 ist natürlich besser. Da weicht die Spannung nur so 
weit ab wie +/-12 GradC, was natürlich nicht 8 bit sondern nur 6 bit 
bedeutet.
Die Schaltung die du da aufgetrieben hast ist grob ungeschickt, weil sie 
nur Temperaturen messen kann, die deutlich über der Umgebungstemperatur 
liegen (eben diese 12 bzw. 170 GradC), aber vielleicht ist das bei dir 
ausreichend.
Dennoch: Richtig verdrahtet und aufgebaut sollte sie funktionieren.

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