+/- 10V Spannung auf 0-5V bekommen

[Tom L. (bluegene)]

Hallo zusammen,

ich habe ein Gerät, das eine Spannung im Bereich von -10V bis +10V 
ausgibt. Diese Spannung entspricht umgewandelt einem Temperaturwert 
(-10V = -40°C und +10V = 200°C).

Nun möchte ich dieses analoge Ausgangssignal mit einem Arduino messen, 
dieser hat jedoch nur Eingänge, welche einen Bereich von 0V bis 5V 
abdecken.

Durch welche Schaltungen bzw. ICs kann ich den Pegel entsprechend 
anpassen?

Grüße
Tom

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

In meinem kleinen Eingangsverstärker für das Discovery F429 Board Oszi 
habe ich sowas verbaut:
Beitrag "Re: Mini 2Kanal Oszi per STM32F429-Disco Board"

Der Trick ist eigentlich nur das Offset Poti. Damit ziehst du den 
negativen Bereich soweit hoch, das deine -10V am Eingang gerade 0V am 
Ausgang entspricht. Du kannst also am besten erstmal deine 
Eingangsspannung durch einen 4:1 Spannungsteiler schicken und dann mit 
einem Poti gegen +5V ziehen. Du kannst natürlich auch die gesamte 
Schaltung übernehmen, musst dann aber für eine - Versorgung der Opamps 
sorgen, was bei mir der ICL7660 macht.

[ArnoR (Gast)]

Bitte sehr.

[Harald W. (wilhelms)]

Tom L. schrieb:

> Durch welche Schaltungen bzw. ICs kann ich den Pegel entsprechend
> anpassen?

Spannungsteiler mit Offset findest Du im Tutorial.

[Tom L. (bluegene)]

Ich wollte diese Lösung hier probieren:

http://www.electronicdeveloper.de/ADCRangeAktiv.aspx

Werte:
Vin: 10V
R1: 10 kOhm
R2: 2,43 kOhm
Vref: 2,5V
R3: 10 kOhm
R4: 2,43 kOhm

Laut dem Rechner auf der Seite sollte sich somit bei +10V ein Vout von 
4,93 ergeben.

Ich habe eine kleine Messreihe gestartet und das Ergebnis in einem 
Diagramm zusammengetragen. Wie zu erkennen ist, verhält sich die 
Schaltung nicht so wie sie sollte.

Hintergrundinformationen:

- Netzteil Schaltungsversorgung: 24V
- L7805 um die 24V auf 5V zu bekommen
- LM317 um Vref=2,5V zu bekommen (Versorgung per 5V)
- Präzisionswiderstände (0,1%)
- NE5532AP als Verstärker

Was könnte die Ursache für dieses Nicht-Lineare Verhalten sein? Oder ist 
die Schaltung auf der Website fehlerhaft?

[Georg (Gast)]

Tom L. schrieb:
> Laut dem Rechner auf der Seite sollte sich somit bei +10V ein Vout von
> 4,93 ergeben.

Vorausgesetzt, der OpAmp hat VC+ > 5 V und VC- < 0 V. Ein Opamp kann am 
Ausgang seine Versorgungsspannung nicht erreichen bzw. nur bei 
speziellen Typen und mit praktisch 0 Belastung, wenn du also 0..5V 
ausgeben willst, musst du den Opamp mit z.B. +12 V und -5 V versorgen, 
mindestens mit +7 V und -3 V.

Georg

[Stefan (Gast)]

Der von Dir verwendete Op-Amp ist nicht geeignet. Such mal nach einem 
Rail-to-Rail-Opamp.

Viele Grüße, Stefan

[Georg (Gast)]

Stefan schrieb:
> Such mal nach einem
> Rail-to-Rail-Opamp.

Auch das funktioniert nicht, bei einem Widerstand von 2,4 kOhm am 
Ausgang. Zwar besser aber nicht gut.

Georg