Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem mit Instrumentenverstärker


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

so wie ich bereits gelesen habe, scheint es nicht so einfach zu sein ein 
DMS mit einem Instrumentenverstärker genau zu messen.
Ich habe einen INA122 mit dem ich eine Gain von 2000 über einen 
Widerstand von RG = 100 Ohm erreichen möchte. Leider komme ich auf 
maximal 655. Auch bei einem Widerstand von 120 Ohm (G = 1670) erhalte 
ich annähernd die gleiche Verstärkung. Auch schwankt die Verstärkung 
sehr stark.
Bei einem Meswert von 0,2 mV -> G = 440 und bei 0,3 mV -> G = 520.
DMS und INA werden jeweils mit 5 V betrieben, wobei die Referenz des 
INA´s an den Minuspol der Versorgerspannung hängt.

Gibt es da eventuell Abhilfen oder einen besseren 
Instrumentenverstärker?
Ich brauche eine Verstärkung von etwa 1500, da ich den DMS mit einem 
Controller auswerten möchte.

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


Lesenswert?

> Auch schwankt die Verstärkung sehr stark.
Wie sieht denn dein Schaltungsaufbau aus (Schaltplan, Foto)?
Eine Verstärkung von 2000 ist kein Zuckerschlecken, da kann dir eine 
ungünstige Masseführung schn mal das Messsignal zerhageln...
Hast du dein Ausgangssignal mal mit dem Oszi angeschaut?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Also Schaltplan ist wie Abbildung 5 vom Datenblatt
http://docs-europe.origin.electrocomponents.com/webdocs/0028/0900766b800289ed.pdf

Beim Ausgangssignal ist nur normales Rauschen drauf, schwingen tut es 
nicht.
Eben nur die Verstärkung.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Lesenswert?

Bist du sicher, dass die beiden Eingangssignale innerhalb des Gleich-
takteingangsspannungsbereichs (0-3,4V) liegen?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Also die Messbrücke gibt nur wenige Millivolt aus. Aber es scheint so, 
wenn ich die Versorgungsspannung kleiner mache, die Verstärkung größer 
wird...

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich muss das Thema nochmal auffrischen, da ich überhaupt nicht zurecht 
komme. Es will einfach nicht klappen...
Ich habe ein DMS, der 2 Leitungen für die Versorgung und 2 für das 
Ausgangssignal besitzt.
Gespeist wird der INA122 und der DMS jeweils mit 5 V von zwei Quellen.
Als RG Widerstand habe ich 220 Ohm.
Den Messaufbau wie Bild 5 auf Seite 9 von 
http://docs-europe.origin.electrocomponents.com/webdocs/0028/0900766b800289ed.pdf 
kann ich nicht nehmen, da ich dann von Vo zu Ref die 5 V messe. Wenn ich 
4 und 5 nicht miteinander verbinde, messe ich -0,73 V. Am Eingang (Vin) 
liegen 0,8 mV an.
Gibt es dafür irgendeinen Grund? Habe zwei INA des gleichen Typs, geht 
bei beiden nicht.

Habt ihr eine Idee?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Am Eingang (Vin) liegen 0,8 mV an.

Ich nehme an, das ist die Differenzspannung. Wie groß sind die absoluten
Spannungen an Vin+ und Vin-, jeweils gegen GND gemessen? Diese beiden
Spannungen müssen im Bereich von 0 bis 3,4V liegen. Allerdings wird
dieser Bereich in bestimmten Fällen zusätzlich eingeschränkt (siehe
Abschnitt "Input Common-Mode Range" auf Seite 8).

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


Lesenswert?

Thomas schrieb:Am Eingang (Vin)
> liegen 0,8 mV an.
wie gemessen?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ja es handelt sich bei den 0,8 mV um die Differenzspannungen. Gegen GND 
gemessen messe ich 2,85 V.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Lesenswert?

Hmm, dann sollte die Sache eigentlich funktionieren.

Ich habe die Schaltung für

  V+   = 5V
  V-   = 0V (GND)
  Ref  = 0V (GND)
  Rg   = 220Ω
  Vin+ = 2,8504V
  Vin- = 2,8496V    (Vin+ - Vin- = 0,8mV)

1. nach der Formel im Datenblatt berechnet
2. anhand des Aufbaus aus zwei einzelnen Opamps berechnet
3. eine Simulation mit dem Aufbau mit den zwei Opamps durchgeführt
4. eine Simulation mit dem Spice-Modell des INA122 von TI durchgeführt

In allen vier Fällen liegt die Ausgangsspannung im Bereich von 719mV und
732mV. Die leichten Unterschiede sind auf die unterschiedliche
Berücksichtigung von Dreckeffekten wie Offsetspannung und -strom
zurückzuführen. Laut (2) und (3) ist die Ausgangsspannung des unteren
der beiden Opamps 4,1V, liegt also noch eindeutig im grünen Bereich.

Das legt die Vermutung nahe, dass der Fehler vielleicht doch im Aufbau
oder der Messung liegt.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Du hattest Recht. Ich hatte die Massen nicht gebrückt. Das war der 
Fehler. Habe jetzt nur eine Spannungsversorgung, richtig angeschlossen 
und jetzt funktioniert es.

Danke für die Hilfe.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.