Hallo, habe hier eine Schaltung mit einem Drucksensor. Der Drucksensor gibt zwei Spannung um die 5Volt aus, der Messwert ergibt sich aus einer Differenz beider Spannungen (max 25mV differenz min. 0V diff.). Momentan habe ich einen LM324N zum Testen drin, der Arbeitet aber total ungenau un der Verstärkungsfaktor ist auch zu Groß. Hat jemand einen Guten Tip für einen OPV den ich da nehmen könnte. TSchau Ingo
Hallo Ingo, Wenn du es genau und einfach haben willst, würde ich die einen "instrumetation amplifier" empfehlen. Da stellst du die Verstärkung mit nur einem Widerstand ein, und es handlet sich um einen echten Differenzverstärker. Typen z.B.: AD622, INA114, LT1167 Gibt es von vielen Herstellern, ich weiß ja nicht welche Anforderungen und Preisvorstellungen du hast. Gruß Andreas
Alternativ: einen Differenzverstärker aus 3 OPs zusammenbauen, wenn du mit den vorhandenen Bauteilen auskommen willst. Betriebsspannung muss natürlich höher als die Eingangsspannung sein, für genaue Ergebnisse bei Ausganggsspannung ca. 0V solltest du auch noch ein paar Volt negative Betriebsspannnung spendieren. "der Verstärkungsfaktor ist auch zu Groß." - ist natürlich kompletter Quark. Die Verstärkung stellt man mit der ext. Beschaltung ein, hat nichts mit dem OP selbst zu tun. Auch wenn der LM324/LM358 oft geschmäht wird - so schlecht ist er nicht. Wichtiger ist eine ordentliche Schaltungsauslegung. Gut, schnell ist er nicht gerade, aber oft braucht man das ja auch gar nicht.
Eine sehr schöne Schaltung ist im Tietze/Schenk unter Sensorik.Druckmessung zu finden. Es werden 2 OPs benötigt und eine neg. Versorgung, die bei empfindlichen Analog-Designs m.E. immer vorhanden sein sollte. Als +Brückenversorgung wird Vref genommen. Ein OP regelt die -Brückenversorgung so nach, daß der -Ausgang konstant auf AGND gehalten wird. Der andere OP verstärkt dann das Signal vom +Ausgang bezogen auf AGND => -Ausgang. Offset und Verstärkung (auch 1000-fach) können separat eingestellt werden. Es reichen OP07 für driftarmen Betrieb.
Danke für die Vielen Antworten, das Problem ist das ich eine hohe Genauigkeit des Messwertes benötige. Der Sensor liefert pro 1kpa -- 2,5mV bei maximal 10kpa == 25mV. @crazy Horse du hast vollkommen Recht an dem LM324 liegt es direkt nicht. Hier ist das Problem das er 7,5V als Ausgangspannung erzeugt und diese Spannung ist doch für den Atmega zu Große oder ? TSchau Ingo
Klar ist die Spannung zu groß, aber crazy horse hat es doch schon gesagt, das liegt nicht am OP sondern an der Schaltung drumrum. Mit der falschen Beschaltung kann der beste OP nichts bewirken. Daher mein Vorschlag mit dem instrumental amplifier, der stellt die Verstärkung mit einem externen Widerstand ein, und sonst brauchst du im Regelfall nichts! Also an deine Schaltung musst du auf jeden Fall dran, nur ein anderer OP wird dir nicht helfen können, und auch eine große Genauigkeit braucht nicht nur einen genauen OP sondern auch entsprechende Widerstände
Hallo, das ist mir schon bewußt, der Lm324 bringt bei vollen Druck 7,05V asugangspannung wie kann ich diese Spannung ohne Großen verlußt auf eine Brauchbare Messspannung heruntersetzen, jetzt habe ich es zum Test mit zwei Wiederständen die ich in Reihe auf GND gezogen habe und zwischen den zwei Wiederständen greife ich ab. Das Funktioniert zwar ist aber sehr ungenau. Wenn ihr da noch einen Tip hättet würde ich ganz gern den Lm324 weiter benutzen da er 4 Ein bzw. Augänge hat und ih diese auch benötige. TSchau Ingo
Vielleicht sagst Du mal, was für Dich 'genau' ist, oder auch 'ungenau'. Bezüglich der Offsetdriften von Spannung und Strom bei den Eingängen eines LM324 halte ich dieses Teil für eine Fehlbesetzung.
Hallo, ich möchte 1kpa darstellen können das Heißt ich muß die 2,5mV vom Sensor mit dem ADC des ATmega messen können. Ich habe mir jetzt dir Datenblätter der OPV angeschaut und werde mir heute einen besorgen. TSchau Ingo
Jetzt bin ich allerdings nicht schlauer. Wenn Du nur feststellen mußt, ob Dein Sensor mehr oder weniger als 2,5mV liefert kannst Du auch einen Komparator nehmen. Ist das wirklich so gemeint ? Oder brauchst Du Meßwerte unterhalb von z.B. 0,5% FS ?
Hallo, ich sag mal so mit 1% Fehlerrate kann ich noch leben aber mehr darf es nicht sein. Ich habe mich jetzt nocheinmal bisschen wegen Schaltung schlau gemacht mal sehen wie ich das jetzt hin bekomme. Wo ist eigentlich der unterschied zwischen ADC und Komparator. TSchau Ingo
Also ein Komparator reicht nicht da ich wirklich das Messergebnis benötige am ende durch den µc umgerechnet in Millibar. Mir wurde von meinem Elektronikgeschäft ein OPV zum Testen mitgegeben (TL071CN). Werde diesen mal einbauen muß allerdings noch eine Richtige Beschaltung dafür finden. Datenblatt habe ich mir schon Heruntergeladen. TSchau Ingo
@Ingo, da ich mit dem Differenzdruckmessfühler MPX2010 schon etwas experimentiert habe, einige Hinweise zum besseren Verständnis: zwischen den Ausgängen Vout+ (2) Vout- (4) einsteht über den gesamten Messbereich eine Differenzspannung von 0 bis 25mV. Diese Differenzspannung muss mit einem OPV, der als Differenzverstärker geschaltet ist, auf die Spannung verstärkt werden, die der µC verarbeiten kann. (z. B. 0 bis 1,5V). d. h., in diesem Fall ist ein Verstärkungsfaktor von 1500mV/25mV = 60 vorzusehen. Noch etwas zur Genauigkeit der Messung: lt. Datenblatt hat der Druckmesser eine Hysterese von 0,1% bezogen auf den Endwert. Bei 10kPa sind das 10Pa, über die du dir nicht allzu viel Gedanken machen solltest. meine Verstärkerleiterplatte ist zwar geätzt, aber noch nicht bestückt, sodass noch kein entgültiger Erfahrungsbericht vorliegt. Es könnte aber in den nächsten Tagen noch was werden. Falls Interesse besteht, könnte ich die Schaltung mal anhängen. Sie besteht aus 2 OPV, wobei der 1. als Differenzverstärker arbeitet, ein massebezogenes Ausgangsignal erzeugt und für den Offsetabgleich sorgt, während der zweite für eine einstellbare Verstärkung zuständig ist. MfG Wolfgang
Hallo, das wäre echt Spitze wenn du mir denn Schaltplan mal zukommen lassen könntest. Das mit dem Differnzwert ist mir schon klar das habe ich ja auch durch messen herrausbekommen. Danke im Vorraus. Ingo
Hallo, Dein Differenzverstärker besitzt einen Eingangswiderstand von etwa 47 kOhm. Das ist nicht besonders hochohmig, das heißt, es könnte sein, daß Dein Sensor bereits zu stark belastet wird. Außerdem gilt der berechnete Verstärkungsfaktor nur dann, wenn an den Eingängen Eingangsspannungen mit vernachlässigbar geringem Innenwiderstand anliegen. Eventuell erfüllt dies Dein Sensor nicht. Möglierweise resultiert hieraus Deine Bemerkung, der Verstärkungsfaktor sei zu groß. Am besten ist, wenn es preisgünstig sein soll, immer noch die Grundschaltung eines Instrumentenvertärkers mit 3 OPVs (z.B. OP07) und entsprechend präzisen Widerständen. Oder Du probierst mal, was sich ändert, wenn sich zwei Spannungsfolger vor den Eingängen befinden. Gruß
@Chris, 47k als Eingangwiderstand sind nicht allzu hochohmig, sollten aber hier reichen. Ich hatte den rel. niedrigen Wert deshalb gewählt, weil hier im Forum mal darauf hingewiesen wurde, dass hochohmige Widerstände mehr rauschen. Leider kann ich nicht einschätzen, wie man so was konkret abschätzen kann. Vielleicht kann jemand einen Hinweis geben. Für den Druckmesser MPX2010 wird ein Ausgangswiderstand von 1,4k bis 3k angegeben. Wenn ich das richtig sehe, sinkt bei 47k der Verstärkungsfaktor um 3 bis 6%. Da der Druckmesser MPX2010 nichts mit einem Präzisionsgerät zu tun hat, muss das gesamte Meßsytem sowieso kalibriert werden. Dafür ist u. a. der zweite OPV (IC1) vorgesehen, wo durch Änderung eines Widerstandes der Endwert einstellbar ist. Zusätzlich wäre auch noch eine softwaremäßige Korrektur denkbar. >>Eventuell erfüllt dies Dein Sensor nicht. Möglierweise resultiert hieraus Deine Bemerkung, der Verstärkungsfaktor sei zu groß. Am besten ist, wenn es preisgünstig sein soll, immer noch die Grundschaltung eines Instrumentenvertärkers mit 3 OPVs (z.B. OP07) und entsprechend präzisen Widerständen. Oder Du probierst mal, was sich ändert, wenn sich zwei Spannungsfolger vor den Eingängen befinden.<< Wen möchtest du damit ansprechen? Meinen Schaltungsvorschlag habe ich zwischenzeitlich aufgebaut und er läuft nach Ausbau der Begrenzungsdioden (s.u.) nach einem ersten Test problemlos. @ alle, die sich den Schaltplan heruntergeladen haben: die Z-Dioden D2 und D3 dürfen nicht parallel, sondern müssen in Reihe geschaltet werden. Bei Parallelschaltung tritt eine Begrenzung (ca. 0,6V) entsprechend der Flussspannung ein. MfG Wolfgang
Hallo, das Rauschen läßt sich, falls es stört, mittels nachgeschaltetem Tiefpaß recht gut vermindern, außer der Sensor soll sehr schnelle Druckschwankungen (>100 Hz) verarbeiten. Meistens ist die Wahl des OPV-Typs für das Rauschen maßgebender als das Rauschen aus den Widerständen, prinzipiell stimmt Deine Einschätzung jedoch. Ein Tiefpaß ließe sich um den zweiten OPV herum noch aufbauen. Ich habe das mit den Spannungsfolgern so gemeint wie hier in Bild 4: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/diffamp.htm Das ist genau die angesprochen Variante mit den 3 OPvs. Gruß
Hallo, danke für die Antwort, ich habe mir jetzt die Teile besorgt ein TL071 sollte doch auch als OPV Funktionieren, oder? Was bedeutet bei dir im Schaltplan A (zweimal) und MP (Mikroprozessor?). Oder wo kann ich mit meinem ADC das Signal abgreifen? Ich werde die Schaltung heute odeer morgen mal aufbauen und schaun was raus kommt. Tschau Ingo
Hallo Ingo, A ist der Ausgang des Verstärkers an den du den µC oder ein anderes Messgerät anschließen kannst. MP ist die Bezeichnung für MessPunkt. Hier kannst du schon mal den Differenzverstärker prüfen. (Nullpunkt, Verstärkung usw.) MfG Wolfgang
von Ingo zu Ingo, viel einfacher in der Hardware geht es ohne Verstärker mit einem 16/24bit Sigma-Delta A/D-Wandler AD7714/AD7715. Kaum Bauteile und keine Probleme mit notwendigen Abschirmungen. Aber halt mehr Softw. aufwand fuer das serielle Protokoll. Ich habe so einen Hoehenmesser mit MPX2010 realisiert. Gruss Ingo_s
Hallo, ich bin gerate beim Aufbau habe die Schaltung auch schon fast fertig, aber irgendwie verstehe ich nicht warum 2x A und dazwischen ein Kondensator. Und ergibt das ziehen der +5V vom 7805 auf Masse nicht einen Kurzschluß oder habe ich einen Denkfehler. Danke Ingo
@Wolfgang, was für einen OPV hast du für deine Schaltung benutzt? TSchau Ingo
Hallo Ingo, >>ich bin gerate beim Aufbau habe die Schaltung auch schon fast fertig, aber irgendwie verstehe ich nicht warum 2x A und dazwischen ein Kondensator.<< Vielleicht von mir ungünstig gezeichnet. Ein A (oberer) kommt an den Eingang deines A/D wandlers , der andere A (unterer K14) an die analoge Masse des Wandlers (µC). Der Kondensator C9 bildet mit R22 eine Art Tiefpass und soll das Rauschen vermindern. >>Und ergibt das ziehen der +5V vom 7805 auf Masse nicht einen Kurzschluß oder habe ich einen Denkfehler.<< vermutlich Denkfehler Die eingesetzten OPV verlangen eine pos./ neg. Betriebspannung. Zur Erzeugung dieser Betriebspannung gibt es natürlich auch andere Möglichkeiten. >>was für einen OPV hast du für deine Schaltung benutzt?<< MAA 725 TL 071 sollte hier aber auch genauso gut verwendbar sein MfG Wolfgang
Hallo, danke für deine Antwort. Du hast in deiner Zeichnung viele Punkte die auf Masse gehen. Hast du eine Einheitliche Masse oder mehrer Getrennte Massen? Ich habe jetzt folgendes Problem. Wenn ich jetzt nach den 47K Wiederständen nach dem Sensor die Differenz messe erhalte ich ein messbares Ergebnis jedoch kommt nach dem OPV keine veränderung raus. Obwohl ich in meinem vorhergehenden Testaufbau schon ein Ergebnis zu verszeichnen hatte, da ging der Ausgang des OPVs je nach angelegten Druck zwischen 1,7V und 8,7V rauf und Runter. Jetzt aber erhalte ich keine Veränderung am Ausgangs des OPVs bei meinem TEstaufbau hatte ich den Sensor direkt geschalten ohne Widerstände. Hier ist eben meine vermutung das der OPV mit der Last nicht klar kommt. TSchau Ingo
Hallo Ingo, ich habe den Eindruck, dass du dich noch nicht oder nur sehr wenig mit OPV -schaltungen beschäftigt hast. Deine Anwendung sollte aber der Anlass sein, dies verstärkt zu tun. (Literatur beschaffen, studieren und dann experimentieren) In der vorliegenden Schaltung ist IC1 ein sogn. Invertierender Verstärker und IC2 ein Differenzverstärker. Legst du zwischen E1 und E2 des IC2 eine Spannung von 25mV an, so müssen an MP ca. 250mV messbar sein. Damit überstreichst du den Messbereich (0-25mV) deines Druckfühlers >>Du hast in deiner Zeichnung viele Punkte die auf Masse gehen. Hast du eine Einheitliche Masse oder mehrer Getrennte Massen?<< es gibt nur diese eine Masse >>Hier ist eben meine vermutung das der OPV mit der Last nicht klar kommt.<< glaub ich nicht. Wie groß ist der Eingangswiderstand deiner Messvorrichtung? Was sagt dein Datenblatt zur R Last? MfG Wolfgang PS: habe gerade unter EKG -verstärker hier im Forum gelesen, dass derTL071 unter bestimmten Bedingungen zu Schwingungen neigt. Kontrolle mit Oszi
Hallo, ja du hast recht ich beschäftige mich noch nicht sehr lange mit der Materie, aber die Funktionsweise eines OPVs ist mir schon bekannt. Ich habe mir die Werke von Tieze und Schenk Organisert und nur durch Ausprobieren kann man es ja lernen. Ich werde mal mit dem Oszi ran gehen habe mir am WE einen Organisert ist zwar kein neuere aber der gehr für den Anfang. TSchau Ingo
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