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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik pH-Elektrode - OpAmp-Auswahl


Autor: Dirk W. (bastelator) Benutzerseite
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Hallo zusammen,

wie schon hier - Beitrag "pH-Wert mit uC erfassen. Sensor gesucht." - 
angesprochen, bastle ich gerade an einem pH-Messverstärker. Dabei bin 
ich immer noch auf der Suche nach einem optimalen vierfach-OpAmp, weil 
der bei Aquarix angedachte TL084 erst ab 7V ordentlich läuft und ich nur 
5V vom USB-Port zur Verfügung habe. Des Weiteren scheint der 
Eingangsstrom des TL084 den Elektroden nicht gerade zuträglich zu sein. 
Jetzt habe ich bei Reichelt ein paar OPV gefunden, die mir sinnvoll 
scheinen:

- TLC274 (günstig und sicher öfters zu gebrauchen)
- LMC6484
- TS914

bevor ich jetzt ein paar davon bestelle und mich nachher ärgere, weil 
jemand noch einen besseren kennt, wollte ich mal um Kommentare bitten.

Herzliche Grüße,
Dirk

Autor: bleifrei (Gast)
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LMC661 3mV offset, LMC662 dual davon, LMC6001A 350uV offset, alle von 
National

Autor: Löti (Gast)
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TLC274 ist ein super Ding. r2r und kleiner Verbrauch. Ist aber langsam, 
was für die Elektrode aber egal ist. Dürfte auf jeden Fall gehen.
Eventuell kannst Du auch noch CA3630 oder 3660 auftreiben, die waren 
wohl mal für sowas gedacht. Oder ein OPA2335 wenns kleiner Offset sein 
soll.

Autor: Löti (Gast)
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Öhm, deine Elektrode verkraftet keine 30 pA Leckstrom???

Autor: Löti (Gast)
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Die 5V USB Spannung sind da wohl eher ein Problem... Die schwanken 
sicher auch, das ist nicht so toll für die Messung... Da braucht man 
dann wohl eine Referenz für den künstlichen Ground. Mit nem TLC271/274 
lässt sich aber auf jeden Fall die kleine Betriebsspannung verwenden.

Autor: Löti (Gast)
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Hier, mit so einer Schaltung und einer 2.5 Referenz wo jetzt eine 
beliebige ist sollte es gehen.

Autor: golf (Gast)
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Autor: Dirk W. (bastelator) Benutzerseite
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Hallo zusammen,

danke für die Tipps!

@bleifrei: Von denen hatte ich schon einmal gelesen, muss bloß noch eine 
Bezugsquelle finden.

@Löti: Genau so hatte ich mir das vorgestellt -- wollte allerdings einer 
veränderliche Verstärkung und veränderliche Offsetspannung einbauen. Die 
Referenz muss ich daher ändern können; für die ersten Versuche muss ein 
Poti (evtl. + Längsregler) reichen.

@golf: Das ist die o.a. Aquarix-Schaltung, die ich aber wg. der 5V nicht 
verwenden kann.

Herzliche Grüße,
Dirk

Autor: Fasti (Gast)
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Hallo!

Der TL084 dürfte einen zu hohen Input Bias Strom (7nA) haben. 
pH-Glaselektroden brauchen prinzipbedingt OPVs mit Eingangswiderständen 
im hohen GigaOhm bereich.
TLC274 schaut beim ersten drüberschaun ganz gut aus (ohne Gewähr)..

Grüße

Fasti

Autor: golf (Gast)
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ja ein hoher widerstand geringer offset sind wichtig

Autor: nitraM (Gast)
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Wie schaut es mit dem LMC 6482 aus???

nitraM

Autor: Dirk W. (bastelator) Benutzerseite
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Hallo,

@Fasti: Genau das meinte ich oben mit "Eingangsstrom". Von den TLC274 
werde ich mir mal eine Ladung bestellen. Könnte mein neuer Lieblings-OPV 
werden, bei dem Preis.

@NitraM: Ist das nicht die Dual-Version vom o.g. LMC6484?

Gruß,
Dirk

Autor: Löti (Gast)
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Aber Achtung, bereits im oberen Audiobereich wird es mit dem 271 etwas 
knapp. Der hat nur eine kleine Bandbreite. Aber mit dem TL071 dem TLC271 
und einem schnellen Typ kommt man fast überall durch.

Autor: golf (Gast)
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Ich würde den OP07 nehmen.
Der OP07 ist ein Operationsverstärker, der sich aufgrund seines geringen 
Offsets von 10µV sowie seiner niedrigen
Temperaturdrifts von 0,2µF/K für Messschaltungen mit geringen Toleranzen 
eignet. Dabei kommt er mit einer sehr niedrigen
Versorgungsspannung von nur 3V aus, kann jedoch auch mit bis zu 18V 
betrieben werden. Es stehen drei Gehäusetypen, beginnend
mit dem kaum noch genutzten TO-99 über das DIP8 zum kompakten SO-8 
Gehäuse, zur Auswahl.
Das Bauteil ist mittlerweile von einigen Herstellern abgekündigt worden, 
und sollte daher für neue Entwicklungen nicht mehr
genutzt werden.

Autor: Löti (Gast)
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Autor: Löti (Gast)
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golf du widerwsprichst dir selbst

Autor: golf (Gast)
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nö @Löti für hobby anwender gilt das nicht .

Autor: bleifrei (Gast)
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@Golf,
der OP07 ist ein Bipolarer, dh er hat einen viel zu hohen Eingangsstrom.

@B.Astelator
die National opamps gibt's be Digikey, oder Distrelec/Schuricht

Autor: Ein anderer (Gast)
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Wenn du es sehr präzise willst würde ich nicht unbedingt alles in einem 
4-Fach OP machen.
Klassisch wurde das, glaub ich mit nem chopper OP gemacht z.B. ICL7650 
(+ ICL7660 für die fehlenden -5V) gibt es bei Reichelt schau dir das 
Datenblatt vom 7650 mal an.

Wenn dir der TLC274 gefällt- ich bevorzuge den TLC272 (also die dual 
Variante). Von dem gibt es noch eine art selektierte Version der TLC277 
recht edel für 95 Cent :-)
Gruß

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Die Offsetspannung spielt nur eine untergeordnete Rolle, da die 
Elektrode 60mV pro ph liefert.

Der Eingangsstrom sollte so niedrig wie nur irgend möglich sein, da 
bieten sich CMOS Verstärker an, beispielsweise CA3420.

http://www.intersil.com/data/fn/fn1320.pdf

Autor: Löti (Gast)
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Achja, variable Verstärkung / Offset. Was macht das notwendig? Darauf 
würde ich an Deiner Stelle verzichten und einfach den bereich optimal 
anpassen. Alle Fehler rechnet Dein Mikrocontroller raus. Das Problem ist 
nämlich, dass wenn Verstärkung und Offset variabel sind kommt ein 
zusätzlicher Fehler hinzu. Und bereits so sage ich vorraus, dass das 
Gerät nicht genauer als 1 pH sein wird.

Autor: Löti (Gast)
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Also CA3160 und CA3140 haben 1.5 TeraOhm. (Die hatte ich vorher gemeint, 
habe mich mit den Zahlen vermacht). Die beiden gibts für wenig cash (47 
resp. 85 Cent bei Reichelt). Das ist EXAKT was Du suchst.

Autor: Dirk W. (bastelator) Benutzerseite
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Hallo zusammen,

danke für die vielen Antworten; jetzt ist meine Liste noch wesentlich 
größer:

- ICL7650 (Chopper)
- CA3160
- CA3140
- CA3420
- TLC274, bzw. TLC272 und TLC277
- LMC6484
- LF444
- TS914
- TL062
- OPA2335

Ich werde mal ein paar von den folgenden Typen bestellen:
- TLC 274
- LMC 6484
- TS 914
- CA 3160
- LF 444
- TL 062
- CA 3140
und dann herumprobieren. Ich hoffe inständig, dass sich einer als 
Favorit erweist, von dem ich mir dann für diverse hochimpedante 
Verstärkungen ein paar auf Lager legen kann -- ansonsten verliere ich 
hier noch die Übersicht. Auf den LMC 6484 und den TS 914 bin ich schon 
einmal gespannt, die scheinen mir vielversprechend.

Herzliche Grüße,
Dirk

p.s.@ Löti: Danke für den Hinweis mit den Potis -- später wird sicher 
ein µC die Korrekturen übernehmen, da fühle ich mich auch wesentlich 
mehr zu Hause. Für den Anfang probiere ich es mal auf dem analogen Weg 
-- man lernt ja auch durch Dinge, die nicht sofort perfekt funktionieren 
;)

Autor: Boonyboon (Gast)
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Ich weiß der Beitrag ist zwar alt, aber mich würde nun interessieren 
welcher OP sich nun als besonders geeignet entpuppt hat, und ob evtl 
jemand einen Nachvollziehbaren Schaltplan zum Nachbau hat mit (U-out 
0-5V).


Liebe Grüße

Autor: MaWin (Gast)
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> TLC274 ist ein super Ding. r2r und kleiner Verbrauch.

Seit wann das ?

Selbst Texas Instruments weiß davon nichts.

Und nein, ein pH-Meter muß keine Audiofrequenzen können.

- CA3160
- CA3140
- CA3420
- LMC6484
- OPA2335

Ich sag maL: Streiche

- TLC274, bzw. TLC272 und TLC277
- LF444
- ICL7650 (Chopper)
- TS914
- TL062

LMC6484 nehm ich gerne, aber eine direkte Empfehlung für pH-Meter ist er 
auch nicht. Schau nicht auf den typischen Eingangsstrom, sondern den 
Eingangsstrom über den ganzen Betriebsbereich. Es sei denn, du kannst 
sicherstellen, daß es im Gehäuse beispielsweise nicht wärmer als 50 
GardC wird. Dann sind die Daten schon ERHEBLICH besser und die Anzahl 
der verwendbaren OpAmps wird viel grösser.

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