Hallo, ich habe gestern schonmal einen Beitrag veröffentlich (Beitrag "Beschaltung Instrumentenverstärker"), aber seitdem hat sich etwas an meiner Schaltung geändert und der Betreff war wohl auch ein bisschen schlecht gewählt. Es geht wirklich nur um die grundlegende Verschaltung eines Instrumentenverstärkers. Ich möchte mit einem INA114 eine Messspannung um den Faktur 10 verstärken. Dafür habe ich mal eine schnelle Bleistiftskizze angehängt. Meine Messspannung ist 126mV, wo kann ich denn jetzt 1260mV messen? Ich hab schon alles doppelt und dreifach überprüft, aber ich weiß den Fehler einfach nicht.... Danke und Gruß, Sebastian
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Schaltung_Ina114_12V.png
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Mach mal 10kOhm zwischen Pin 2 und Pin 4.
Also grundlegend braucht der INA114 eine +- Versorgung gegen Masse, an die der Ref-Pin angeschlossen wird. Die Eingangsspannung muss sich innerhalb des Gleichtakteingangsbereichs bewegen und braucht einen Gleichstrompfad gegen Masse, wie bereits im vorigen Post angedeutet. gk
Hallo dir fehlt der Bezug auf die Referenz. z.B. die Referenz und die Eingänge über Widerstände an Ub/2.
Vielen Dank für eure Antworten! Leider habt ihr mich ziemlich abgehängt, was das Schalten gegen Masse angeht. Mit den Bezeichnungen Pin 2 und 4, beziehen wir uns da auf das Datenblatt? (http://www.reichelt.de/ICs-CA-ISD-/INA-114-AP/index.html?;ACTION=28;LA=3;ARTICLE=8777;GROUPID=2910;GROUP=A213;SID=11TXTdE38AAAIAABOJH-A79662661d4bc5f064d2729dfaf487e2e) Womit verbinde ich dann Ref? Ich dachte an den GND der Messkarte? Dort ist auch noch ein +5 V Ausgang, kann ich diesen Ausgang und den GND zur Spannungsversorgung des INA benutzen? Könnte bitte jemand eine Zeichnung für mich machen? Ich bin auch gewillt mich einzulesen, aber in dieser Hinsicht habe ich nichts im Netz gefunden... Danke & Gruß, Sebastian
Brauchst du denn überhaupt einen Instrumentationsverstärker? Warum nimmst du nicht einen gewöhnlichen OPamp?
Im Datenblatt ist die Beschaltung doch angegeben. Also bau das mal mit einer symetrischen Spannungsversorgung auf und lege den Ref-Pin an Masse. Dann legst Du Deine Eingangsspannung an. Und schon sollte das verstärkte Ausgankssignal am Vo pin (gegen Masse) anliegen. Wenn nicht, schau Dir mal Fig. 3 an und lies Dir den dazugehörigen Text durch. Wenn das dann funktioniert, bleibt noch die Frage, wo Du die negative Spannung her bekommst. Das mit der virtuellen Masse (Ub/2) weiter oben beschrieben kann ich so nicht empfehlen, da der Ref-Pin niederohmig angeschlossen werden soll. gk
Ich brauche schon eine Schaltung, die genau und zuverlässig arbeitet. Die Werkstatt hat mir eine Verstärkerschaltung aus zwei Opamps zusammengebaut (mit einem 230V Netzteil). Diese Schaltung besitzt anscheinend einen zu geringen Eingangswiderstand und beeinflusst die Messspannung erheblich, daher ist sie nicht zu gebrauchen. Das Problem dabei ist, dass der Mitarbeiter diese Woche in Rente geht und ich meine Schaltung selbst bauen muss. Ich hätte jetzt nicht erwartet, dass die Verschaltung eines Inamps sooo schwierig ist!? Kann mir niemand eine schnelle Skizze aufmalen?
Danke gk, habe deinen Beitrag gerade nicht gesehen, ich schau jetzt mal nach....
Hallo, also ich weiß jetzt was eine symmetrische Spannungsquelle ist. Woher bekomme ich heute auf die Schnelle eine? Ich wohne in der Nähe von Conrad, gefunden habe ich aber keine 5V-Netzteile mit Masse. Könnte ich nicht auch die Masse aus der Steckdose nehmen? Und wozu brauche ich eine negative Spannungsquelle?
Hallo mit einem OPamp kannst du Ub/2 auch puffern, dann ist das niederohmig.
Zwei Fragen, bevor du dich zu sehr auf negative Spannungsquellen versteifst: Willst du nur positive Spannungsdifferenzen messen oder auch negative? Haben die die Ausgänge + und - der Messspannungsquelle (linker Block im Bild) Massebezug (wenn ja: zum selben GND wie die Datenerfassungskarte?) oder ist sind sie poetntialgetrennt vom Rest der Schaltung?
1)Wie würde eine Pufferung mit einem Opamp aussehen? Davon habe ich nämlich absolut keine Ahnung. Ich glaube das wird zu schwer für mich... 2) Ich möchte ausschließlich positive Spannungen messen. Zwischen 100 und 400 mV, allerdings mit Nachkommastelle. Dafür brauche ich die Verstärkung mit dem Faktor 10. 3) Zur Spannungsversorgung nutze ich ein 5V-Netzteil (als Beispiel: http://www.conrad.de/ce/de/product/512693/HN-POWER-HNP18-050-STECKER-NETZT-18W/SHOP_AREA_17455&promotionareaSearchDetail=005) und zur Datenaufnahme diese Karte: http://www.reichelt.de/USB-Messlabor-A-D-Messkarten/DES-8-12-USB/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=D172;GROUPID=4051;ARTICLE=77898;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=11TXTdE38AAAIAABOJH-A79662661d4bc5f064d2729dfaf487e2e Die Anleitung dieser Datenerfassungskarte ist aber mehr als schlecht...
Also mit Masse ist im vorliegenden Fall einfach nur der Bezugspunkt gemeint, auf den sich die Eingangs- und Ausgangsspannung bezieht. Das hat natürlich überhaupt nichts mit der Steckdose zu tun. Im Prinzip brauchst Du nur eine Hilfsspannung, zum Beispiel aus einem Steckernetzteil (möglichst stabilisiert), dessen Pluspol Du an die besagte Masse legst. Der Minuspol dieses Netzteiles ist dann Dein V-. Oder nimm eine 9V Batterie. Bevor Du zum Conrad düst, solltest Du noch wissen, dass es auch INA's gibt, die ohne negative Versorgung auskommen. Das Stichwort dazu ist Rail to Rail und zwar bezogen auf den Ein- und Ausgang. Denn selbst, wenn Du den IN114 mit +-5V versorgst, kommen aus dem Ausgang keine +- 5V heraus. Auch das ist im Datenblat angegeben. gk
Sebastian H. schrieb: > Das Problem dabei ist, dass der Mitarbeiter diese Woche in Rente geht > und ich meine Schaltung selbst bauen muss. Könnt ihr den nicht auf 400€-Basis wieder holen? Z.B. für 5 Tage/Monat?
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Ne, dafür kommt aber sicherlich ein Nachfolger... irgendwann... Ich habe jetzt mal aufgezeichnet, wie ich es verstanden habe. Der Ausgang Ref wird also nicht benutzt?
Wenn die 12V potentialfrei sind ist das schonmal ein Ansatz zum Testen. Der Ref Anschluss muss moch an GND. Es wäre zwar besser den positiven Zweig mit den 12V zu versorgen und den negativen mit 5V, das geht aber nicht. Jetzt ist noch wichtig zu wissen, ob das Eingangssignal potentialfrei ist, bzw wo es herkommt. @yalu: Mein Hinweis auf die negative Versorgung ist so zu verstehen, dass der TE erstmal die Verstärkerschaltung gemäß Applikationsbeispiel zum Laufen bringt und sieht, dass sie auch ordnungsgemäß funktioniert. Wo man dann die negative Versorgung herbekommt, z.B. 7660 oder wie man sie umgehen kann ist dann eine andere Sache. Generell ist so eine virtuelle Masse bei Messschaltungen eher Murks. Möglicherweise liegt auch der Eingang irgendwo auf einem Potential. Das wird man dann aber sehen. gk
Da du keinen GND-Bezug zu deiner zu messenden Spannung hast, musst du den für die Eingänge selber machen. Lösung: Jeweils einen 1Meg Widerstand von Vin- bzw. Vin+ nach GND. Wenns denn sein muss, dann kannst du auch 10Meg nehmen. Wie hochohmig ist denn dein Messsignal?
gk schrieb: > @yalu: Mein Hinweis auf die negative Versorgung ist so zu verstehen, > dass der TE erstmal die Verstärkerschaltung gemäß Applikationsbeispiel > zum Laufen bringt und sieht, dass sie auch ordnungsgemäß funktioniert. Da bin ich völlig deiner Meinung. Ich war mir erst nur nicht sicher, ob vielleicht auch negative Spannungsdifferenzen gemessen werden sollen. Dann hätte die symmetrisch betriebene INA eine negative Ausgangsspannung geliefert, mit der der ADC nichts anfangen kann. Nachdem jetzt aber klar ist, dass die Differenzspannung immer positiv ist, spricht wenig bis nichts dagegen, die INA zusätzlich mit -5V (oder meinetwegen auch -12V) zu versorgen und Ref auf GND zu legen. > Jetzt ist noch wichtig zu wissen, ob das Eingangssignal potentialfrei > ist, bzw wo es herkommt. Genau.
An gk: Was genau heißt hier potentialfrei? Die Beschreibung bei wiki finde ich nicht besonders hilfreich, dort geht es nur um Datenübertragung zwischen Geräten. Kann ich etwas kaputtmachen wenn ich die Schaltung wie von mir aufgezeichnet ausprobiere? Die Spannung kommt aus einer Anlage, in der ich einen Temperatursensor (PT100 wahrscheinlich) parallel messe und über eine selbsterstellte Messkurve Rückschlüsse auf die Temperatur schließe. Dies geschieht an einem geschlossenen System dessen Hersteller eigentlich kein Auslesen der Temperatur von anderen Geräten zulässt. Über diese "Notlösung" erhalte ich die Temperatur trotzdem. An Helmut S: Wiki sagt mir zum Begriff, dass hochohmig in diesem Fall bedeutet, wie klein das Signal ist, wenn die Messspannung "ausgeschaltet" ist, richtig? Das kann ich leider nicht sagen, aber ich messe ja an einem PT100 parallel, also denke ich mal, dass sie nicht besonders hochohmig sein wird. Wie groß ist 1Meg? Und was passiert dann mit Vref?
Verbinde ich also jetzt nur noch Ref mit GND und kann meine Schaltung nutzen?
Sebastian H. schrieb: > Verbinde ich also jetzt nur noch Ref mit GND und kann meine Schaltung > nutzen? Prinzipiell schon. Ich würde aber erst klären, ob die Signalquelle zu den Eingängen des INA114 passt: Sebastian H. schrieb: > Die Spannung kommt aus einer Anlage, in der ich einen Temperatursensor > (PT100 wahrscheinlich) parallel messe und über eine selbsterstellte > Messkurve Rückschlüsse auf die Temperatur schließe Was meinst du mit "parallel messen"? Der PT100 liefert für sich gesehen ja noch keine Spannung, die man messen könnte, das er lediglich einen variablen Widerstand darstellt. Wie ist der PT100 außenherum verschal- tet?
Sebastian H. schrieb: > Die Spannung kommt aus einer Anlage, in der ich einen Temperatursensor > (PT100 wahrscheinlich) parallel messe AUHERA! Und da haben wir jetzt das nächste Problem. Die Signale, die Du "irgendwo aus der Anlage" abgreifts haben mit Sicherheit ein Potential gegenüber Erde und diese ist über den Schutzleiter mit dem PC und darüber wiederum mit der USB-Masse verbunden. Da wird Dir jetzt aber keiner mehr helfen können, der nicht die Anlage kennt. Was Du brauchst ist kein Instrumentenverstärker sondern einen Isolationsverstärker oder einen detaillierten Schaltplan der Anlage. gk
>Wie ist der PT100 außenherum verschaltet?
Genau das ist das Problem, das weiß ich nicht. Kann ich auch nicht
herausfinden, da es ein System von einer Firma ist. Durch die parallele
Spannungsmessung mit einem Messgerät konnte ich bisher nur eine
Messkurve aufnehmen, in der die Spannung proportional zur
Temperaturänderung ist.
>Was Du brauchst ist kein Instrumentenverstärker sondern einen >Isolationsverstärker oder einen detaillierten Schaltplan der Anlage. Aber ich konnte doch die Spannung auch mit einem ganz normalen Voltmeter messen?
Sebastian H. schrieb: > Aber ich konnte doch die Spannung auch mit einem ganz normalen Voltmeter > messen? Diese Aussage habe ich schon fast vermutet. Aber das Voltmeter ist mit Sicherheit potentialfrei. Und trotzdem schaltest Du Deinem Messfühler einen zunächst unbekannten Widerstand parallel. Die modernen Digitalvoltmeter sind allerdings recht hochohmig, sodass sich der Fehler nicht auswirkt. Wenn man Deine Aufgabe vernünftig lösen wollte, müßte man einen Schaltplan der Anlage haben. Selbst dann würde man nicht die Spannung am Messfühler abgreifen, sondern am Ausgang des sicher vorhandenen Messverstärkers. Möglicherweise wird der Sensor ja aus Gründen der Eigenerwärmung nicht ständig bestromt. Das wäre aber sicher bei der Messung mit dem Voltmeter aufgefallen. Es ist zwar aus o.a. Gründen immer noch Pfusch, aber Du könntest ein Digitales Voltmeter mit optoentkoppelter Schnittstelle nehmen und dieses an den PC anschliessen. Das würde gehen. Die Lösung mit INA und Wandler funktioniert mglw. auch, aber ich würde das mal als Blindflug mit weitreichenden Konsequenzen beschreiben. gk
>Die Lösung mit INA und Wandler funktioniert mglw. auch, aber ich würde >das mal als Blindflug mit weitreichenden Konsequenzen beschreiben. Puh, dann kann ich wohl von Glück sagen, dass mein Anschließen mit der Verstärkerschaltung von der Werkstatt keinen Schaden angerichtet hat. Das mit dem Messgerät mit digitalem Eingang ist eine Spitzenidee, so mache ich das! Schade dass es nicht funktioniert hat, aber die Anlage hat schon ein paar TausendEuro Wert.... Vielen Dank euch allen für die Hilfe und noch ein schönes Wochenende!
gk schrieb: > Es ist zwar aus o.a. Gründen immer noch Pfusch, aber Du könntest ein > Digitales Voltmeter mit optoentkoppelter Schnittstelle nehmen und dieses > an den PC anschliessen. Das wollte ich auch gerade vorschlagen. Das ist sicher die Lösung mit der geringsten Anzahl von kaputtem Equipment, Verletzten und Toten ;-) Der in Rente gegangene Kollege hat sicher so ein Gerät dagelassen.
Das hier würde ich benutzen, würde das gehen? http://www.reichelt.de/Multimeter-digital/UT-61D/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=D141;GROUPID=4058;ARTICLE=97150;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=11TXTdE38AAAIAABOJH-A79662661d4bc5f064d2729dfaf487e2e
>Der in Rente gegangene Kollege hat sicher so ein Gerät dagelassen.
Ich werde mal nachsehen :-)
Vielleicht hat die Verstärkerschaltung von der Werkstatt genau wegen der fehlenden Potentialtrennung nicht funktioniert, bzw die Anlage beeinflußt. Und wie gesagt, auch das mit dem optisch isolierten Voltmeter ist noch Murks. Aber Hauptsache, die Anlage ist heil geblieben. Yalu X. schrieb: > Dann hätte die symmetrisch betriebene INA eine negative Ausgangsspannung > geliefert. Das hätte man dann beim separaten Test des Verstärkers ja auch gesehen. Da wäre dann auch der Puffer-OP gemäß Karadur ins Spiel gekommen. Oder, wie ich das schon mal gelöst habe, mit einer Referenz. Der Massebezug für den Eingang wäre dann aber das nächste zu lösende Problem gewesen. Es gab hier schon etliche Diskussionen wie man aus einer Spannung eine symetrische Spannung gewinnt, mit den üblichen Schaltungen. Für Low-Cost und NF-Zwecke reicht da sicherlich ein Spannungteiler (notfalls mit OP-Puffer). Ich tendiere da aber eher zu, zum Bsp. per Ladungspumpe eine negative Hilfsspannung zu erzeugen. NWE gk
Sebastian H. schrieb: > Das hier würde ich benutzen, würde das gehen? > > http://www.reichelt.de/Multimeter-digital/UT-61D/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=D141;GROUPID=4058;ARTICLE=97150;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=11TXTdE38AAAIAABOJH-A79662661d4bc5f064d2729dfaf487e2e Ich lese da u. a. Ausstattung: optische USB-Schnittstelle, ... Das sieht schon mal gut aus bezüglich Isolation zwischen Messgerät und PC.
Sebastian H. schrieb: >>Der in Rente gegangene Kollege hat sicher so ein Gerät dagelassen. Unsere Personaltante hat auch einen Mitarbeiter in den Vorruhestand gedrängt. Kaum war er weg, wurde festgestellt, dass nicht nur die Personalkosten weg waren, sondern auch sein Know-How. Das ist mehr wert wie die Kosten. Er wurde dann 3 Monate lang auf 400€-Basis wiederbeschäftigt. Nun will er für seine Weiterbeschäftigung richtig Kohle. Die Personaltante wird immer schamrot, wenn man sie darauf anspricht. Ihr bleibt aber nix anderes übrig, als den Geldhahn aufzudrehen. Ich finde sowas lustig: Der "Rentner" schaut ein paar mal im Monat vorbei - berät - und verschwindet mit fetter Kohle wieder.... Die Personaltussi hat ihre Prämie für die Frühverrentung des Mitarbeiters kassiert.
Hehe, und dann wundert man sich über Fachkräftemangel....
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Hallo, ich muss nochmal nachbohren, wie es denn jetzt funktionieren würde. In meiner Schaltung (siehe Bild) könnte ich jetzt also die Messspannung um den Faktor 10 verstärken. (ich messe nur positive Spannungen) Wo greife ich dann die verstärkte Spannung ab? Zwischen V0 und Ref? Lösung 2: >Lösung: Jeweils einen 1Meg Widerstand von Vin- bzw. Vin+ nach GND. Wenn ich das über die virtuelle Masse lösen sollte (das wäre die Lösung mit nur einer Spannungsquelle), meinst Du einen Widerstand zwischen Vin- und GND UND einen Widerstand zwischen Vin+ und GND? Oder nur einen von beiden? >Wenns denn sein muss, dann kannst du auch 10Meg nehmen. Ist hier mehr Widerstand besser oder schlechter?
Also ich würde diesen Thread gerne beenden und eine Lösung am Ende stehen haben. Oder jedenfalls etwas, was anderen Menschen weiterhilft, wenn sie vor einem ähnlichen Problem stehen. Gemeinsames Wissen ist super, aber es muss auch aufbereitet werden...
>Also ich würde diesen Thread gerne beenden und eine Lösung am Ende >stehen haben. Oder jedenfalls etwas, was anderen Menschen weiterhilft, >wenn sie vor einem ähnlichen Problem stehen. > >Gemeinsames Wissen ist super, aber es muss auch aufbereitet werden... Vielleicht sind die Hilfsbereiten hier einfach nur genervt, weil du wirklich überhaupt keine Ahnung von der Materie zu haben scheinst?? Ich wüßte jetzt nicht mal wo anfangen mit den Erklärungen... Warum machst du die +12V am GND der Meßkarte fest?? Warum verbindest du Ref mit +12V, obwohl wir uns den Mund fusselig reden, daß das Teil eine vernünftige Rtefertenzspannung zwischen den Rails haben muß?? Welchen Bezug hat dein Eingang zur Masse?? Du kannst nicht irgendein Phantasiepotential an die Eingänge hängen. Erst mal mußt du herausfinden auf welches Potential die Eingänge bezogen sind. Dann entscheidest du darüber, ob du die Masse geeignet durchverbinden darfst, oder ob du eine galvanische Trennung brauchst. Du solltest dringend jemand zu Rate ziehen, der wenigstens etwas von Elektronik versteht, damit das Ganze nicht noch in einer Katastrophe endet...
Ich habe mich in meiner Antwort auf die Schaltung mit +5V und -12V Versorgung bezogen. Da hättets du von in+ nach GND und von in- nach GND jeweils einen 1MegaOhm Widerstand einbauen sollen. Wenn du nur eine Versorgungspannung hast, dann müssen diese Widerstände an irgendeinen Spannung die im erlaubten Common Mode Bereich des Opamp liegt. Natürlich wird das nur funktionieren, wenn deine Eingangssignale entweder massefrei(isoliert) sind oder falls die Massen(GNDs) doch über Umwege verbunden sind, dann muss die Versorgungsspannung so gewählt sein, dass die Eingänge im erlaubten Common Mode Bereich liegen.
Ina schrieb: > Warum machst du die +12V am GND der Meßkarte fest?? Warum verbindest du > Ref mit +12V, obwohl wir uns den Mund fusselig reden, daß das Teil eine > vernünftige Rtefertenzspannung zwischen den Rails haben muß?? Das soll, glaube ich, ein potentialgetrenntes Netzteil (also z.B. ein Steckernetzteil) sein, das die benötigte negative Versorgungsspannung bereitstellt. Damit rutscht die Referenzspannung (GND) zwischen die beiden Rails. Die Schaltung wird also funktionieren, wenn die Spannungspotentiale an den Differenzeingängen entweder zwischen -10V und +3V (Versorgungsspan- nungen abzüglich 2V Luft, weil der Inamp nicht R2R ist) liegen, oder wenn die Signalquelle potentialgetrennt ist, und das Gleichtaktpotential gemäß Helmuts Vorschlag mit zwei Widerständen auf 0V (GND) gelegt wird. Zusätzlich muss die Spannungsdifferenz positiv sein, da der nachgeschal- tete ADC keine negativen Spannungen messen kann.
Danke Helmut!
Die Verstärkerschaltung von der Werkstatt wurde nun überarbeitet und
beeinflusst die Messsgröße nicht mehr. Den Selbstbau mit dem
Instrumentenverstärker brauche ich also nicht mehr.
>weil du wirklich überhaupt keine Ahnung von der Materie zu haben scheinst??
Da gibt es keinen Schein, ich habe wirklich keine Ahnung. Habe ich aber
von Anfang an gesagt.
Ich danke trotzdem allen die hier hilfsbereit geantwortet haben!
>Die Verstärkerschaltung von der Werkstatt wurde nun überarbeitet und >beeinflusst die Messsgröße nicht mehr. Den Selbstbau mit dem >Instrumentenverstärker brauche ich also nicht mehr. Gott sei dank. >Da gibt es keinen Schein, ich habe wirklich keine Ahnung. Habe ich aber >von Anfang an gesagt. Da betreut dich dann aber hoffentlich jemand auch beim Anschluß und der Inbetriebnahme?
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