Hallo zusammmen,
ich möchte ein Signal von einem Sensor mit einer
Operationsverstärkerschaltung verstärken.
Das Signal des Sensors ist 10mV +-3mV (ca. 5uA) schwach. Ich möchte es
auf eine Spannung von 3,3V oder 5V verstärken. Die Versorgungsspannung
des OP's sollte unter 12V liegen.
Ich denke eine Schaltung mit einem nichtinvertierender OP wäre geeignet?
Kann mir jemand einen OP empfehlen der mit solchen niedrigen
Eingangsspannung zurecht kommt?
Danke im vorraus.
Gruß Daniel
Eine nicht invertierende Verstärkerschaltung klingt plausibel. Wegen der
Spannung von nur 7-13 mV wohl wenigstens ein single supply Typ, ggf. ein
Rail to Rail. Da dürfte einer der vielen Auto-zero OPs für 5 V
Versorgung passen. Also etwa AD8551, LTC2050, MCP6V27, MAX4238 oder
ähnlich.
Daniel schrieb:> Das Signal des Sensors ist 10mV +-3mV (ca. 5uA) schwach.
Wenn du hier konkreter sagst was das für ein Sensor ist, welche
Bandbreite du brauchst, etc. dann kannen dir eventuell der ein oder
andere bessere Tipps geben wie man das am Besten verstärkt und misst.
Ich nehme an der Sinn der Verstärkung ist es dann mit einem µC A/D
Wandler zu messen.
Hallo,
genauer möchte ich an einem Wiederstand einen Ionisationsstrom bzw. eine
DC Spannung von ca 10mV umwandeln in ein digitales Signal.
Danke schonmal.
Daniel schrieb:> Wiederstand
Lass mal bitte den ersten 'e' weg.
Also normale lowside Strommessung, auf Masse bezogen?
Dann einen nichtinvertierenden Verstärker mit einem Low Offset Rail to
Rail, wie sie dir Lurchi oben genannt hat.
Wobei, warum misst du den Strom mit so einem niedrigen Widerstand dass
nur einige Millivolt abfallen?
Ionisationsstrom heisst für mich erst mal die Spannung ist eher höher.
Also könnte man ohne Probleme den Widerstand so auslegen daß an ihm
mehrere hundert Millivolt oder gar mehrere Volt abfallen, ohne daß das
ein wesentlicher Eingriff in das System wäre.
Das würde dir ggf. die Verstärkung ersparen oder zumindest den Fehler
verkleinern.
Der Andere schrieb:> mehrere hundert Millivolt oder gar mehrere Volt abfallen, ohne daß das> ein wesentlicher Eingriff in das System wäre.
und die verbratenen Verlustleistung stellt zumal auch ein Problem da.
Wenn er sagen könnte wie hoch er Ioniastionstrom ist kann man das mal
durchrechnen...
Daniel schrieb:> Das Signal des Sensors ist 10mV +-3mV (ca. 5uA) schwach. Ich möchte es> auf eine Spannung von 3,3V oder 5V verstärken.
bei 3,3V / 10mV = 330 wäre der benötigte Verstärkungsfaktor.
bei 5V / 10mV = 500
heißt OPV deiner Wahl als nicht inervtierenden Verstärker beschalten
R1 = 470 Ohm zu R2 = 154630 Ohm R2 würde ich als Poti auslegen so das du
justieren kannst
chris schrieb:> und die verbratenen Verlustleistung stellt zumal auch ein Problem da.
Lesen hilft:
Daniel schrieb:> (ca. 5uA)
Wären bei einem V 5µW. Wahnsinn, da glüht der Widerstand
chris schrieb:> R2 würde ich als Poti auslegen
So daß er nach einem halben Tag schon nur noch Unsinn misst. Stickwort:
(Langzeit)Stabilität von Potis und Trimmer.
Hallo,
schonmal Danke für die Anworten.
Ich kann leider nicht mehr mV rausholen, da die Spannung vorher
gleichgerichtet wird und da einiges abfällt. Zugriff habe ich auch erst
ab dem Messwiederstand und da liegen die genannten 10mV und ca 5uA mit
denen ich arbeiten möchte.
Ich werde es mal mit einem der von Lurchi vorgeschlagenen OP's
versuchen.
Die Idee mit dem Poti ist zum Testen gut, danach kann ich es ja immer
noch durch einen festen Widerstand ersetzen.
Gruß Daniel
Daniel schrieb:> Zugriff habe ich auch erst> ab dem Messwiederstand und da liegen die genannten 10mV und ca 5uA mit> denen ich arbeiten möchte.
Gut, war ja nur ein Vorschlag ohne zu wissen we deine Bedingungen genau
sind.
Daniel schrieb:> Die Idee mit dem Poti ist zum Testen gut
Willst du eine konkrete genau definierte Verstärkung weil du den Strom
messen willst dann nimm entsprechend präzise Festwiderstände.
Willst du nur auf max. Auflösung abgleichen, dann nimm einen etwas
kleineren Festwidersand für R2 als berechnet und schalte in Reihe dazz
einen Trimmer so daß der Gesamtwiderstand in dem interessanten Bereich
justierbar ist.
Bei einem kleinen Strom (im Bereich < 10 µA) ist oft ein
Transimpedanzverstärker die bessere Wahl als Widerstand als Shunt und
dann die Spannung zu verstärken. Bei der Transimpedanzwandler-schaltung
kann der Widerstand in der Regel größer werden. Allerdings benötigt man
ggf. eine negative Versorgungsspannung.
Den Widerstand zur Strommessung sollte man wenn möglich etwas größer
machen - so ab etwa 50 mV wird das Widerstandsrauschen kleiner als das
Schrotrauschen. Viel mehr muss also nicht.
Daniel schrieb:> Ja das blöde 'e' das ist die Autokorrektur sry.
Da es das Wort Wiederstand nicht gibt, sollte es ja wohl auch nicht
durch Autokorrekztur angezeigt werden.
chris schrieb:> bei 3,3V / 10mV = 330 wäre der benötigte Verstärkungsfaktor.> bei 5V / 10mV = 500
Verstärkungen von grösser hundert in einem OPV gelten als
problematisch. Das sollte man eher auf zwei OPVs verteilen
oder gleich einen Instrumentalverstärker nehmen.
Harald W. schrieb:> Da es das Wort Wiederstand nicht gibt, sollte es ja wohl auch nicht> durch Autokorrekztur angezeigt werden.
Autokorrekztur ist aber auch korrekturwürdig.
Der Andere schrieb:> chris schrieb:>> und die verbratenen Verlustleistung stellt zumal auch ein Problem da.>> Lesen hilft:>> Daniel schrieb:>> (ca. 5uA)>> Wären bei einem V 5µW. Wahnsinn, da glüht der Widerstand>> chris schrieb:>> R2 würde ich als Poti auslegen>> So daß er nach einem halben Tag schon nur noch Unsinn misst. Stickwort:> (Langzeit)Stabilität von Potis und Trimmer.Daniel schrieb:> Die Idee mit dem Poti ist zum Testen gut, danach kann ich es ja immer> noch durch einen festen Widerstand ersetzen.
Danke Daniel du begreifst schnell;)
Aber verrate doch mal den Sensor
Die negative Spannung kannst du auch mit nem ICL7660 bereitstellen.
Harald W. schrieb:> Verstärkungen von grösser hundert in einem OPV gelten als> problematisch. Das sollte man eher auf zwei OPVs verteilen> oder gleich einen Instrumentalverstärker nehmen.
jo is auch nur ein Ansatz. Aufteilen kann man ja den ersten 33 und den
zweiten 10 oder 55/10
Bei den AZ OPs und niedriger Frequenz darf die Verstärkung für eine
Stufe auch etwas höher sein. Für eine quasi Gleichspannung sind auch
10000-fache Verstärkung in einer Stufe noch möglich.
Wenn man 2 Stufen machen will, kann die 2. Stufe vermutlich auch ein
normaler Rail/Rail oder single supply OP sein. Den super kleinen Offset
braucht man nach 50-100 facher Verstärkung eher nicht mehr.
Instrumentenverstärker sind in der Regel nicht single supply fähig,
bräuchten also eine negative Versorgung. Um eine Ladungspumpe wie 7660
würde ich eher einen Bogen machen bei so kleinen Signalen, dass sind
ziemliche Störquellen. Zu höheren Verstärkungen helfen die auch nur sehr
begrenzt gegenüber einem gutem OP.
Für einen mit 5 V Versorgten OP wäre eher eine Verstärkung von etwa 300
passend und dann ein kleinerer Pegel am ADC.
Daniel schrieb:> Faktoren 10/50 versuchen.
Denk beim zweistufigen verstärken daran, dass die erste Stufe die hohe
Verstärkung macht. Die zweite sollte die geringe bekommen, somit werden
auch Störungen nur um den kelineren Faktor verstärkt
Ein Ionisationsstrom kommt aus einer sehr hochohmigen Quelle und hängt
in seiner Größe nur von der Ionisierung und nicht von der Spannung ab.
Erste Wahl ist wie erwähnt ein Transimpedanzverstärker als
Eingangsstufe.
Meßbereichswahl über den Gegenkopplungswiderstand.
Gruß - Werner
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