Ausgangslage: Am 10-bit ADC Eingang (0V-1V) des ESP8266 (ESP-12E) will ich einen Drucksensor (MPX2050DP) auslesen. Im Datenblatt des MPX2050DP ist zu entnehmen, das der Sensor bei typ. 10V arbeitet und mit 1mV Offset bei 50kPa (max) einen Vollausschlag von 41mV ausgeben würde (Auflösung 0.8mV/kPa) Nach dem Vermessen von zwei MPX2050DP kommt bei 50kPa an +Vout jedoch 6130mV an. Bei 0kPa tatsächlich 6090mV. Mein erster Gedanke war natürlich durch einen einfachen Spannungsteiler (560Ohm:100Ohm) von 6090mV auf 900mV herunter zu kommen. Natürlich konnte ich daraufhin die "Full Scale Span" von 40mV nicht mehr messen, da diese auch durch den Teiler dividiert wurde. Daraufhin las ich mich, in das für mich neue Thema, "Operationsverstärker" ein und besitze nun mehrere LM358. Auf dem Steckbrett konnte ich einige Aufbauten versuchen: Differenzverstärker: R1:10 kOhm R2:5 kOhm R3:10 kOhm R4:12 kOhm Vin2:5V ADCRangeConverter R1:900Ohm R2:1kOhm R3:12kOhm Vmess:6130mV Vref:12V Vss:12V Bei keinem der Versuche, konnte ich die 40mV nachvollziehbar messen. Ihr könnt mir bestimmt sagen, ob ich grundsätzlich auf dem richtigen Weg bin oder mit welcher Schaltung man ein solches, sicher gängiges Problem, löst. Ich Zweifel gerade ob OPV überhaupt dafür herzunehmen sind...
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Du brauchst einen Instrumentenverstärker!
Tobias R. schrieb: > Bei keinem der Versuche, konnte ich die 40mV nachvollziehbar messen. Vielleicht gibt Dir Dieser Artikel Denkanstöße. Mit LTspice kannst Du die Schaltung ja für Deine Belange anpassen. Beitrag "Re: pcm1803 und Eingangsbereich von +-5V?" mfg klaus
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Bearbeitet durch User
Der Differenzverstärker ist aber nur dann einer, wenn R1+2 und R3+4 jeweils gleich sind.
der schreckliche Sven schrieb: > Der Differenzverstärker ist aber nur dann einer, wenn R1+2 und > R3+4 > jeweils gleich sind. Bei dem Sensor ist ein einfacher Differenzverstärker nicht sinnvoll, es braucht schon einen richtigen Instrumentenverstärker.
Tobias R. schrieb: > Daraufhin las ich mich, in das für mich neue Thema, > "Operationsverstärker" ein und besitze nun mehrere LM358. Es ist weitgehend nutzlos, zum Messen von 40mV Vollausschlag den billigsten aller billigen OpAmps zu kaufen der schon 7mV Fehler bringt. Tobias R. schrieb: > Nach dem Vermessen von zwei MPX2050DP kommt bei 50kPa an +Vout jedoch > 6130mV an. Es spielt überhaupt keine Rolle, welche Spannung an +Vout (in Bezug zu GND) herauskommt, nur die Differenzspannung zwischen +Vout und -Vout ist relevant. hinz schrieb: > Du brauchst einen Instrumentenverstärker! Im Prinzip richtig. Tobias R. schrieb: > Im Datenblatt des MPX2050DP ist zu entnehmen, das der Sensor bei typ. > 10V arbeitet Nicht unbedingt. Er funktioniert auch an 5V, und liefert dann 20mV. Wichtig wäre, dass seine Versorgungsspannung in direktem Bezug zur Referenzspannung des ADC steht. Verwendet der VCC 5V als Referenz, sollte der Sensor auch daran hängen, oder an einem mit 12V versorgten OpAmp, der die Referenzspannung x 2 verstärkt liefert, um ratiometrisch davon abgeleitete 10V zu bekommen. Offset und Steigungsfehler gleicht man heute eigentlich in Software aus. Leider ist die Ausgangsimpedanz des MPX2050DP extrem ungenau, die einfache Schaltung
1 | +5V +5V +5V |
2 | | | | |
3 | +-MPX2050DP--|+\ | |
4 | | | | >------+-- ADC |
5 | +-----(---+--|-/ | | |
6 | | | | | | |
7 | | +---(--250k--+ | |
8 | | | | |
9 | GND GND GND |
mit ordentlichem R2R OpAmp wie MCP6V11 liefert also vielleicht nur halb so viel Auflösung wie erwartet (erwartet wären Messwerte von 206 über 512 (0pa) bis 818 (50kpa) wobei ich jetzt gar nicht weiss ob der Sensor Druck von einer und Druck von der anderen Seite verträgt).
Tobias R. schrieb: > Ausgangslage: > ... bei > 50kPa (max) einen Vollausschlag von 41mV ausgeben würde (Auflösung > 0.8mV/kPa) Es könnte sinnvoll für Dich sein, in diesem Punkt ganz präzise zu sein: Im Datenblatt steht, bzw. ich verstehe es so, dass die Spannungsdifferenz zwischen -Vout und +Vout, zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Betriebsdruck 40mV beträgt. (Wenn man erstmal Offset und Linearität beiseite lässt). Das betreffs, der relevanten Potentialdifferenz eine detailliertere Aussage. Es scheint mir so, als wenn Du +Vout in Bezug auf Minus der Betriebsspannung misst. In dem Datenblatt aber, wird über diese Potentialdifferenz gar keine absolute Aussage gemacht (abgesehen von der Betriebsspannung selbst). > Nach dem Vermessen von zwei MPX2050DP kommt bei 50kPa an +Vout jedoch > 6130mV an. Bei 0kPa tatsächlich 6090mV. Das deutet darauf hin, dass Du tatsächlich in Bezug auf Minus der Betriebsspannung misst. Im übrigen aber darauf, dass der Sensor grob erstmal funktioniert. > [...] Aus dem Gesagten ergibt sich, dann folgende grobe Struktur. Es reicht ein Differenzverstärker, der den Vollausschlag von 40mV auf die 1V maximalen Input des ADC verstärkt - also grob 25-fach. Wegen der möglichen Eingangsdifferenz von runter bis zu 0V, sollte es ein Operationsverstärker sein, der entweder auch eine negative Betriebsspannung hat oder der ohne große Fehler, bis zu 0V ausgeben kann. Ich hoffe, das hilft Dir etwas weiter. Viel Erfolg.
Danke Euch allen! Das bringt mich alles irgendwie weiter - ich werde mich melden, sobald ich's hab.
Oder den INA333. Low-Power, Zero-Drift, Precision Instrumentation Amplifier. Habe ich bei mir für PT1000 eingesetzt. Features Low Offset Voltage: 25 µV (Maximum), G ≥ 100 Low Drift: 0.1 µV/°C, G ≥ 100 Low Noise: 50 nV/√Hz, G ≥ 100 High CMRR: 100 dB (Minimum), G ≥ 10 Low Input Bias Current: 200 pA (Maximum) Supply Range: 1.8 V to 5.5 V http://www.ti.com/product/INA333 mfg klaus
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