Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Masse-Problem beim AD-Wandler mit zwei verschiedenen Sensoren


von Benjamin (Gast)


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Liebe Leute,


anbei habe ich folgendes Problem:


Mit zwei verschiedenen Sensoren messe ich einen Weg.


Sensor 1 benötigt für seinen Betrieb eine Betriebsspannung +20V und den 
Masseanschluss. Zum Abgreifen des Ausgangssignals muss ich mit einem 
Voltmeter den grünen Pfad GEGEN die Masse messen, wie im Bild 
dargestellt. Das funktioniert auch prima.


Sensor 2 benötigt für seinen Betrieb eine Betriebsspannung von +/- 20V 
und einen Masseanschluss. Jedoch wird hier zum Abgreifen des 
Ausgangssignals mit einem Voltmeter vom grünen Pfad GEGEN die negative 
Betriebsspannung gemessen. Auch das funktioniert prima.

Beides im Bild ersichtlich.

Jetzt wird es problematisch.

Zur Weiterverarbeitung benötige ich einen AD-Wander, dessen 
Masseanschluss mit dem Masseanschluss der Spannungsquelle verbunden ist 
(siehe Bild). Die Messung der Spannung von Sensor 1 am CH1 ist 
problemlos und funktioniert auch.


Nur weis ich nicht, wie ich CH2 anschließen muss, da doch hier beim 
Sensor gegen -20V gemessen wird, mein AD-Wandler aber gegen die Masse 
misst.

Wie löse ich am besten das Problem am einfachsten?

Über eure Antworten bin ich euch dankbar.

von Benjamin (Gast)


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Als ergänzende Info: Sensor 2 hat einen Spannungsbereich von 1V bis 10V.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Für solche Anwendungen gibt es Instrumentenverstärker mit besonders 
großem Gleichtaktbereich, der bei einigen Modellen auch außerhalb der 
Versorgungsspannungsgrenzen liegen darf, z.B. TI INA146, INA148, INA149.

http://www.ti.com/product/ina146

Für Deine Anwendung sollte eine Versorgung mit +5V eigentlich 
ausreichen. Ggf. kannst Du ihm ja eine etwas größere Versorgung 
spendieren, z.B. +5/-5V, und mit einer der im Datenblatt beschriebenen 
Klemmschaltungen arbeiten, um dem A/D-Wandler negative 
Eingangsspannungen zu ersparen.

Du hast übrigens noch keinerlei Angaben zu dem A/D-Wandler sowie 
Randbedingungen wie z.B. dem Frequenzbereich und der geforderten 
Auflösung und Genauigkeit gemacht.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@Benjamin (Gast)

>Voltmeter den grünen Pfad GEGEN die Masse messen, wie im Bild
>dargestellt. Das funktioniert auch prima.

Gut.

>Sensor 2 benötigt für seinen Betrieb eine Betriebsspannung von +/- 20V
>und einen Masseanschluss. Jedoch wird hier zum Abgreifen des
>Ausgangssignals mit einem Voltmeter vom grünen Pfad GEGEN die negative
>Betriebsspannung gemessen.

Wieso? Im Normalfall mißt man dessen Ausgangsspannung auch gegen Masse.

>Nur weis ich nicht, wie ich CH2 anschließen muss, da doch hier beim
>Sensor gegen -20V gemessen wird,

Wer sagt das? Das halte ich für ein Gerücht. Kann der Sensor auch 
negative Spannung ausgeben? Schließlich hat er eine negative Versorgung.

>Wie löse ich am besten das Problem am einfachsten?

Wenn der 2. Sensor negative Spannungen ausgibt, den AD-Wandler aber nur 
positive messen kann, muss man einen Offset addieren. Das geht im 
einfachsten Fall mit 3 Widerständen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Biaskorrektur

Wenn es besser sein soll, braucht man einen OPV.

von Benjamin (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Wieso? Im Normalfall mißt man dessen Ausgangsspannung auch gegen Masse.

Doch, ist laut Datenblatt halt nun mal so. Ausgangssignal GEGEN -20 Volt 
und nicht Masse.

Andreas S. schrieb:
> Du hast übrigens noch keinerlei Angaben zu dem A/D-Wandler sowie
> Randbedingungen wie z.B. dem Frequenzbereich und der geforderten
> Auflösung und Genauigkeit gemacht.

Der AD-Wandler hat eine Spannung von 0 bis 5 Volt.
Die Auflösung und die Genauigkeit sind doch an dieser Stelle 
uninteressant.

Falk B. schrieb:
> Wer sagt das? Das halte ich für ein Gerücht. Kann der Sensor auch
> negative Spannung ausgeben? Schließlich hat er eine negative Versorgung.

Nein, der hat eine Ausgangsspannung von 1V - 10V.

Hier das Datenblatt:

http://www.sensopart.com/jdownloads/Produktdetails/FT_25-RA_d.pdf

von Joe F. (easylife)


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Um welche Sensoren handelt es sich?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Benjamin schrieb:
> Doch, ist laut Datenblatt halt nun mal so. Ausgangssignal GEGEN -20 Volt
> und nicht Masse.

Nein, der Sensor hat überhaupt keinen Masseanschluss. Wenn Du ihn mit 
+/-20V, d.h. 40V Spannungsdifferenz versorgst, ist er hinüber. Aber Du 
weißt es ja besser...

> Der AD-Wandler hat eine Spannung von 0 bis 5 Volt.
> Die Auflösung und die Genauigkeit sind doch an dieser Stelle
> uninteressant.

Niemand von uns konnte bzw. kann diese Werte wissen.

von Markus M. (markus_4)


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Also sensor 2 hat (auf masse bezogen) einen ausgangsspannungsbereich von 
-10 bis -19 Volt?
Sicher, dass das so stimmt?
Datenblatt wäre tatsächlich interessant...

Wenn wirklich, dann würde ich das Digitalsignal pegelwandeln.

von Joe F. (easylife)


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Benjamin schrieb:
> Hier das Datenblatt:
>
> http://www.sensopart.com/jdownloads/Produktdetails/FT_25-RA_d.pdf

Der Sensor braucht keine +/-20V.

Was im Datenblatt mit "-UB" bezeichnet ist verbindest du mit GND 
(Masse).
An "+UB" kommen die +20V.
Fertig.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Benjamin schrieb:
> Hier das Datenblatt:
> http://www.sensopart.com/jdownloads/Produktdetails/FT_25-RA_d.pdf
Bei solchen Industriesensoren darfst du in erster Näherung davon 
ausgehen, dass sie für unipolare 24V Versorgung ausgelegt sind.

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


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@Benjamin (Gast)

>> Wieso? Im Normalfall mißt man dessen Ausgangsspannung auch gegen Masse.

>Doch, ist laut Datenblatt halt nun mal so. Ausgangssignal GEGEN -20 Volt
>und nicht Masse.

Nö.


>Nein, der hat eine Ausgangsspannung von 1V - 10V.

Na wunderbar!

>http://www.sensopart.com/jdownloads/Produktdetails...

Und wo hast du Künstler die Masse angeschlossen? Das Ding hat keinen 
Anschluss mit einer derartigen Bezeichnung. Wie schon mehrere Leute 
schrieben läuft das Ding mit einfachen 20V und Masse.

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