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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzverstärker TL081


Autor: Daniel Hardi (scretchy)
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Hallo.
Ich habe einen Differenzverstärker aufgebaut, um an einem Shunt einen 
Spannungsabfall zu messen um damit hinterher einen Strom zu berrechnen.
Ich habe diese Schaltung mit dem TL081BCN nachgebaut. 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm
Ich habe für die 4 Widerstände 1,2kOhm genommen.
Die Versorgungsspannung ist 12V.
Es fließen ca 1.75A.

Der Shunt ist in Reihe zu einer kleinen Lampe.


12V ---- Shunt ---- Lampe ---- Masse
     -           -
   Pin3(+)     Pin2(-)


Ich messe am Ausgang 2,4V welche sich aber nicht Linear zur 
Versorgungsspannung verändert.
Normalerweise müsste ich doch eine Spannung im mVolt Bereich erwarten 
oder?

Hat jemand eine Idee wo der Fehler ist?


Mit freundlichen Grüßen
Daniel

Autor: John Drake (Gast)
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Wieviel Ohm hat dein Shunt? Wenn er 1.37Ohm hättte, würden die 2,4V doch 
passen.

Dass der gemessene Strom nicht linear zu der (12V-)Versorgungsspannung 
ist, passt doch auch (Lampe!).

Falls der TL081 auch an der 12V-Versorgungsspannung hängt: Unter 10V 
wird er nicht mehr richtig funktionieren.

Autor: Daniel Hardi (scretchy)
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Der Shunt hat einen Widerstand von ca. 1,6mOhm, die Versorgungsspannung 
war auch immer bei etwa 12V.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

1,6mR liefert bei vollem Strom weniger als die min. Offsetspannung des 
OPs.

Autor: Daniel Hardi (scretchy)
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Hallo.
Okay leuchtet mir ein. Nachdem ich mir gerade das Datenblatt genauer 
angeschaut habe und nachgerechnet habe verstehe ich das Problem.

Hat jemand eine Idee wie ich den Strom messen kann?
Mein Vorhaben ist, Ströme bis 20A an 12V verbrauchern zu messen. Muss 
nicht sehr genau sein. auf 10mA genau reicht völlig aus.

Bis jetzt habe ich einen Konstantandraht verwendet:
R= 0,06Ohm/Meter

Der Shunt muss sich Plusseitig befinden, da die Masse der Verbraucher 
zusammengeführt und zurrückgeführt wird.

Grüße
Daniel

Autor: MaWin (Gast)
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> Okay leuchtet mir ein. Nachdem ich mir gerade das Datenblatt genauer
> angeschaut habe und nachgerechnet habe verstehe ich das Problem.

Ach ja ?

Dann müsstest du doch die Lösung auch wissen:

-5V erzeugen z.B. mit ICL7660 für den TL081
oder
LM358 verwenden, der immerhin in die Nähe von 0V kommt (leider nicht bei 
5mA Strom)
andere Schaltung wählen, z.B. so was wie dieser IC macht
http://www.fairchildsemi.com/ds/FA%2FFAN4010.pdf
(mit einem geeigneten anderen OpAmp wie LF359)
oder echte opver-the-top Instrumentationsverstärker wie INA117
oder eine der dutzenden anderen Schaltungen:
http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/746

aber am einfachsten falls der A/D-Wandler eine Referenzspannung unter 
12V und über 0V hat (was zu vermuten ist) die Differenz subtraktiv d 
nicht auf GND beziehen (Messbereich am A/D-Wandler also so von 5V bis 
2V)

  --+-shunt-+-----------
    |       |
    R       R
    |       |
    |       +---R-----ARef
    |       |
    |       +--|+\  TS912
    |          |  >-+-- A/D
    +-------+--|-/  |
            |       |
            +----R--+

Autor: John Drake (Gast)
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Ups, ist mir nicht gleich aufgefallen: Wenn der TL081 mit 0V/12V 
versorgt ist, kommt die Ausgangssapnnung natürlich nicht an die 0V 
heran. Insbesondere nicht bei den niederohmigen Rückkoppel-Widerständen.

Lösung: +12V/-12V (oder mindestens -5V)Versorgung. Oder die 
Ausgangsspannung auf eine Referenzspannung von z.B. 5V beziehen. R4 muss 
dann auch an die Referenzspannung gelegt werden.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Daniel Hardi schrieb:
> Mein Vorhaben ist, Ströme bis 20A an 12V verbrauchern zu messen. Muss
> nicht sehr genau sein. auf 10mA genau reicht völlig aus.

Immerhin 5E-4 als Genauigkeit.  Das schaffen die meisten Multimeter
noch nicht einmal in ihren Strommessbereichen.

Autor: Anja (Gast)
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Jörg Wunsch schrieb:
> Immerhin 5E-4 als Genauigkeit.  Das schaffen die meisten Multimeter
> noch nicht einmal in ihren Strommessbereichen.

Bei üblichen Shunts liegt man schnell bei ca 1% + Offsetfehler.

Schau Dir mal das Schaltungsprinzip vom LT6201 an:
http://cds.linear.com/docs/Product%20Selector%20Ca...

ich habe das schon mal nachgebaut mit einem TL062 und einem BSS84P.
Man braucht hierfür bei 12V keine negative Versorgung und der TL062 bzw. 
TL081 kann typisch bis zur positiven Versorgung messen.

Gruß Anja

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