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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Belastung einer brücke durch einen OPV


Autor: Steffen (Gast)
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Hallo alle zusammen,

ich hätte eine Frage bezüglich einer Messbrücke. Und zwar möchte ich die 
Dehnung einer Metalstange ermitteln mittels einer Messbrücke.
Das Ausgangssignal möchte ich dann verstärkern (siehe Abbildung).

Da die Messwiderstände sich im kiloohm Bereich befinden, wollte ich 
fragen, welche Widerstände die Messbrücke belasten und wie ein 
Ersatzschaltbild aussehen könnte, sodass ich diese passend 
dimensionieren kann.

Ich würde Beispielsweise gern wissen welche Widerstände des OPV im 
Ersatzschaltbild parallel, bzw. in Reihe mit dem Widerstand R1 und R4 
sind.

Meine Annahme ist bis jetzt:
Dem Widerstand R4 ist der Widerstand (R7+R8) parallel geschaltet und dem 
Widerstand R2 ist der widerstand (R5+R8+R7+R4) parallel geschaltet. 
Allerdings bin ich mir bei dieser Annahme sehr unsicher.

Ich wäre euch für eure Hilfe sehr dankbar.

Gruß

Steffen

Autor: Kakadu (Gast)
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>sodass ich diese passend dimensionieren kann.

Spar Dir aufwendige Rechnerei und gleiche die fertige Schaltung 
entsprechend ab: Offset und Verstärkung.

Autor: Steffen (Gast)
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Das Problem ist das ich mehrere variierende Widerstände habe, und nicht 
nur Einen.

Ich möchte auch gern wissen wie man so etwas rechnet.

Autor: Floh (Gast)
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Wie wärs, wenn du zwischen Brücke und Verstärker einen Spannungsfolger 
schaltest, um dir die Rechnerrei zu sparen?

Autor: Tilo (Gast)
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Nimm einen einfachen Ina126 oder sowas. Der ist genau dafür gemacht.

Autor: Steffen (Gast)
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Mir geht es nicht so sehr um die Praxis. Das es funktioniert, das krieg 
ich hin.
Ich möchte eher den Zusammenhang verstehen. Hat jemand ne Idee wie die 
OPV-Schaltung die Messbrücke (wie oben beschrieben) belastet?

Autor: Tilo (Gast)
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Dafür gibt es Knoten und Maschengleichungen, damit kannst du es dir 
ausrechnen.

Autor: Steffen (Gast)
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Das problem ist, das ich nicht weis, wie ich den OPV mit in die 
Gleichung rechnen muss.

Autor: Tilo (Gast)
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In deinem Fall darfst du den OP als ideal annehmen, also R_in für beide 
Eingänge gleich 0. Niemals eine Masche durch den OP legen, immer drum 
rum.

Autor: Tilo (Gast)
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Arg, was schrieb ich, natürlich unendlich

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

Ri= unendlich gilt für den + Eingang. Wegen der Ggenkopplung gilt es 
nicht für den -Eingang. Ri ist dann =0 auf dem Potential vom +Eingang.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es fliesst kein Strom in den Eingang eines OpAmp, und die beiden 
Eingaenge haben identische Spannung.

Autor: Hannes Jaeger (pnuebergang)
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Im Anhang was aus meinem Fundus, Quellenangabe ist in der Zeichnung.

Der OPV sitzt in der Brücke statt einfach drangepfriemelt zu sein. 
Braucht der Sensor eine Massereferenz, dann sitzt er in der Brücke als 
R3 und man muss das Ausgangssignal linearisieren. Ansonsten kann man den 
Sensor als R2 in die Brücke hängen.

Autor: Michael (Gast)
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karadur schrieb:
> Ri= unendlich gilt für den + Eingang. Wegen der Ggenkopplung gilt es
> nicht für den -Eingang. Ri ist dann =0 auf dem Potential vom +Eingang.

Na da sollten wir aber noch mal ins Lehrbuch schaun, wie? ;)

Autor: karadur (Gast)
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@Michael

wo fließt denn der Strom hin den der Ausgang des OPs in die 
Gegenkopplung treibt? In den OP-Eingang nicht.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Der fließt aus dem (-) Eingang rein bzw. raus. Trotzdem ist der 
Eingangswiderstand am (-) Eingang aber nicht 0, sondern R5.

Der Eingangswiderstand an (+) ist R7+R8.
Somit ist Rin- != Rin+, weshalb man den Instrumentenverstärker erfunden 
hat.

Autor: Michael (Gast)
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karadur schrieb:
> wo fließt denn der Strom hin den der Ausgang des OPs in die
> Gegenkopplung treibt? In den OP-Eingang nicht.

Und wieso schreibst du dann

karadur schrieb:
> Ri ist dann =0

?

Simon K. schrieb:
> Der fließt aus dem (-) Eingang rein bzw. raus. Trotzdem ist der
> Eingangswiderstand am (-) Eingang aber nicht 0, sondern R5.

Quatsch, der Eingangswiderstand eines realen OPs ist im (oft 
dreistelligen) Meg-Ohm-Bereich, außer irgendwelcher Leckströme fließt da 
mal nix rein oder raus.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

der unbeschaltete OP hat Eingangswiderstände die sehr groß sind.

Der Subtrahierer hat aber als Schaltung auf der +Seite R7+R8. Die -Seite 
sieht R5 und eine Spannungsquelle mit der Spannung die am +Eingang 
liegt.

Aufgrund dieser Ungleichheit hat man, wie schon geschrieben wurde, den 
Instrumentenverstärker entwickelt.

@Michael wenn du meinst Ri=0 ist nicht, dann schau dir mal die Schaltung 
eines Strom-Spannungswandlers an.

Autor: Michael (Gast)
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karadur schrieb:
> @Michael wenn du meinst Ri=0 ist nicht, dann schau dir mal die Schaltung
> eines Strom-Spannungswandlers an.

Der Eingangswiderstand eines OPs ist nicht gleich der Eingangswiderstand 
einer Schaltung in der der OP sitzt. Deiner obigen Ausführung jedoch 
klang es so, dass du meintest der Eingangswiderstand des OPs sei 0 Ohm. 
Ein wenig genauer beschreiben was man meint ist hilfreich um solche 
Missverständnisse zu vermeiden ;)

Autor: karadur (Gast)
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So ist es. Deshalb hatte ich ja auch den Hinweis auf das Potential 
gegeben.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Michael schrieb:
> Simon K. schrieb:
>> Der fließt aus dem (-) Eingang rein bzw. raus. Trotzdem ist der
>> Eingangswiderstand am (-) Eingang aber nicht 0, sondern R5.
>
> Quatsch, der Eingangswiderstand eines realen OPs ist im (oft
> dreistelligen) Meg-Ohm-Bereich, außer irgendwelcher Leckströme fließt da
> mal nix rein oder raus.

Ja geht es jetzt um Gegenkopplung oder nicht! Mann, Leute! ;-)

Ohne Gegenkopplung, also beim reinen OPV hast du Recht.

Mit der Gegenkopplung im ersten Post ist das aber nicht mehr so. Mit (-) 
und (+) Eingang habe ich dann die Eingänge der Subtrahierschaltung 
gemeint.

Autor: Michael (Gast)
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karadur schrieb:
> So ist es. Deshalb hatte ich ja auch den Hinweis auf das Potential
> gegeben.

Ja, aber das diente nur mehr der Verwirrung. Der Widerstand scheint hier 
auch nur solange 0 Ohm zu sein solange der OP nicht übersteuert wird. 
Sowie man den OP übersteuert hat man ja ein Ud ≠ 0 V und schwubs läuft 
der vermeintliche Ri weg. Lange Rede, kurzer Sinn. Ich denke man sieht 
das Problem wenn man bei der Beschreibung schludert ;)

Autor: Michael (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Ohne Gegenkopplung, also beim reinen OPV hast du Recht.

Na das gilt doch für jeden OPV, völlig wurscht wo der drin sitzt, er hat 
immer einen großen Eingangswiderstand.

Autor: Michael (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Mit der Gegenkopplung im ersten Post ist das aber nicht mehr so. Mit (-)
> und (+) Eingang habe ich dann die Eingänge der Subtrahierschaltung
> gemeint.

Und weil du eben nicht dran geschrieben hattest, dass du die Eingänge 
der Subtrahiererschaltung meintest dachte ich du meinst die OBV-Eingänge 
die ja üblicher Weise so bezeichnet sind => Missverständniss meinerseits 
wegen ungenauer Beschreibung was gemeint war. ;)

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Michael schrieb:
> Und weil du eben nicht dran geschrieben hattest, dass du die Eingänge
> der Subtrahiererschaltung meintest dachte ich du meinst die OBV-Eingänge
> die ja üblicher Weise so bezeichnet sind => Missverständniss meinerseits
> wegen ungenauer Beschreibung was gemeint war. ;)

Schon! :-) Aber man kann die Beschreibung auch beliebig genau machen. Da 
habe ich aber keine Zeit für ;-) Wenn den Themenersteller das wirklich 
interessiert wird er sicher schon wissen, wie er das zu interpretieren 
hat.

Gute Ausrede, oder? ;-)

Autor: Jens G. (jensig)
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>habe ich aber keine Zeit für ;-) Wenn den Themenersteller das wirklich
>interessiert wird er sicher schon wissen, wie er das zu interpretieren
>hat.

>Gute Ausrede, oder? ;-)

Genau - man sieht und hört nur das, was man sehen und hören will ;-)

Autor: karadur (Gast)
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@Michael

Das Potential ist sehr wohl relevant. Dadurch erhöht sich der 
Eingangswiderstand des -Eingangs des Subtrahierers.

PS: wenn du Anfängst die Schaltung ausserhalb des Arbeitsbereiches zu 
betreiben dann wird es beliebig häßlich.

So, jetzt sollten wir es dabei belassen.

Autor: Michael (Gast)
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Simon K. schrieb:
> Gute Ausrede, oder? ;-)

Perfekt ;)

karadur schrieb:
> Das Potential ist sehr wohl relevant.

Eigentlich ist das nur eine Folge davon, dass der Strom nicht in den OPV 
kann, es ist nicht die Ursache. Aber hast recht

karadur schrieb:
> So, jetzt sollten wir es dabei belassen.

Genau ;)

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