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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik wie misst man Spannungen mit großem Offset per uC?


Autor: E.T. (Gast)
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Hallo, ich möchte Spannungsunterschiede per uC messen (ADC). Die 
Spannungen liegen zwischen 0 und 100 Volt, allerdings ist der 
Unterschied immer kleiner als 20 Volt und die 2. Spannung ist immer 
größer als die erste.

Nun könnte ich ja 2 Spannungsteiler 1:20 aufbauen, messen und die 
Ergebnisse Subtrahieren - aber da verliere ich viel an möglicher 
Genauigkeit/Auflösung.

Dann habe ich überlegt, einen OPV als "Subtrahierer" einzusetzen, die 
kleinere Spannung auf Masse abzusenken und erst danach einen 
Spannunsgteiler 1:4, aber da fehlt mir die Erfahrung (OPV) - halten die 
gängigen Typen 100V aus und wird die Genauigkeit besser? Ich hab 
irgendwie im Hinterkopf, dass Genauigkeit leidet, wenn man nah an 0V 
bzw. 5V ist (also an der Betriebsspannung vom OPV)..?

Oder gibt es noch andere Möglichkeiten?

Autor: James (Gast)
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Würde so vorgehen, wenn es mit dem Abziehen per Rechner denn zu ungenau 
werden sollte:

Beide Spannungen teilen, z.B. 1:20.
Dann die kleinere von der größeren per Op-Amp (Rail-to Rail-Typ)
abziehen, dann AD Wandeln.

Ggf. lieber einen besser auflösenden ADC verwenden, wie genau brauchst
Du denn das Ergebnis???

Autor: E.T. (Gast)
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Die 10-bit Genauigkeit auf 5V von den AVRs würde mir schon reichen.. Das 
ist keine schlechte Idee!

Ich hab mal gelesen zu "rail to rail" - das klingt gut. Die frage ist 
nur - ist der an den "rails" bzw. in der Nähe davon genauso linear wie 
im übrigen Bereich?

Dann brauche ich ja auch gar keinen 100V-OPV mehr.. :-)

Autor: E.T. (Gast)
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Also mal anders gefragt: Mit den Spannungsteilern 1:20 (wie ganz oben 
beschrieben) werde ich 0 als Ergebnis der ADC-Wandlung bekommen, wenn 
ich die Eingangsspannugn auf Masse lege. Wird das auch bei einem 
Subtrahierer der Fall sein? (also daß die Ausgangsspannung weniger als 
0,5mV von 0,0000V abweicht?)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thum...

Bzw. was muß ich tun, um dies zu erreichen/welchen Rail-To-Rail-Typen 
nehmen?

Autor: H.J.Seifert (Gast)
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http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Hat den Nachteil, dass die Widerstände paarig abgeglichen sein müssen 
und der Eingangswiderstand nicht sehr hoch ist. Beides kann je nach 
Anwendung tolerierbar sein.
Es gibt auch spezielle instrumentation amplifier, die eine Ansteuerung 
der Eingänge mit Spannungen oberhalb der Betriebsspannung erlauben (over 
the top). Damit hättest du dann die obigen Nachteile ausgeräumt. Ob es 
welch gibt, die das bis 100V mitmachen, weiss ich nicht. Schau mal bei 
Linear.com und Analog.com. Wenn überhaupt jemand, dann haben die das.

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Normalerweise ist die Auflösung des ADC's kein Thema, ausser Du willst 
schnelle Signale messen. Ansonsten einfach einen laufenden Mittelwert 
bilden und gut ist. So kannst Du locker ein paar Bits zur Auflösung 
dazugewinnen. Voraussetzung ist, dass das zu messende Signal ein wenig 
rauscht.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
INA117 kann bis +/-200V(500V), ist aber nicht ganz billig.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Falk Brunner (falk)
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Das Zauberwort heisst Subtrahierverstärker. Dann klappt das auch mit 
jedem 0815 OPV und ohne tierisch genaue Widerstände.

MFG
Falk

Autor: E.T. (Gast)
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Ist der Subtrahierverstärker etwas Anderes als der o.g. Subtrahierer?

Autor: H.J.Seifert (Gast)
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nö:-)

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