Hallo zusammen. Wir haben heute in der Schule die Wheat Stone Messbrücke besprochen und ich wollte das ganze mal aufbauen. (Siehe Schaltplan) Ein Atmega 8 soll nun die Spannung zwischen AB messen und auf einer 7 Segment Anzeige ausgeben. Wie messe ich die Spannung AB? Ich meine, wo schließe ich die Kontakte A und B an meinem Atmega8 an? A ist klar, der kommt an PC0 (ADC0). Und wohin kommt B? Ich will ja die Spannungsdifferenz zwischen A und B messen. Muss ich noch Widerstände, Spulen oder Kondensatoren für die Messung irgendwo hinzufügen? Ihr merkt sicher, ich nutze zum ersten mal den AD Wandler. Deshalb vielen Dank für alle Tipps. Gruss Jakob
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Da gibt es mehrere Möglichkeiten. Wie du schon erkannt hast, willst du die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten A und B messen. Die Spannung an den Punkten A und B ist jedoch erstmal auf deine Schaltungsmasse bezogen. Also musst du die Spannung zwischen Punkt A und B von einander abziehen. Diese Rechnung kannst du diskret durchführen. Also zB durch eine OPV-Schaltung, die als Subtrahierer geschaltet ist. Das Ausgangssignal dieser Schaltung ist die Spannungsdifferenz. Diese könntest du mit einem ADC-Kanal einlesen. Alternativ kann diese Berechnung auch im uC durchgeführt werden. Dazu müsstest du, wie du schon gesagt hast, Punkt A and ADC0 und Punkt B an ADC1 anschliessen. Das Programm liest jetzt beide Kanäle ein und bildet die Differenz. Beides ist möglich und sollte das selbe Ergebnis liefern.
Matthias Lipinsky schrieb: > Alternativ kann diese Berechnung auch im uC durchgeführt werden. Dazu > müsstest du, wie du schon gesagt hast, Punkt A and ADC0 und Punkt B an > ADC1 anschliessen. Das Programm liest jetzt beide Kanäle ein und bildet > die Differenz. Hi Matthias, dann würde ich also die Punkte A und B jeweils gegen Masse messen. Klingt logisch. OPs will ich nicht verwenden, da ich die Schaltung mit so wenig Bauteilen wie möglich realisieren will. Eine Möglichkeit B diret an den Atmega8 anzuschließen und so A automatisch in Relation zu B zu messen, geht wohl nicht, oder?
Jakob schrieb: > OPs will ich nicht verwenden, da ich die Schaltung mit so wenig > Bauteilen wie möglich realisieren will. Dann solltest Du einen ATmega16 oder ..164 nehmen. Der (und die größeren Brüder) können eine Differenzmessung machen und dabei noch bis zu Faktor 200 verstärken (bei reduzierter Genauigkeit).
>Hi Matthias, dann würde ich also die Punkte A und B jeweils gegen >Masse messen. Klingt logisch. Richtig. >Eine Möglichkeit B diret an den Atmega8 anzuschließen und so A >automatisch in Relation zu B zu messen, geht wohl nicht, oder? Wie m.n. schrieb, können einige Atmels direkt Differenzspannungen zwischen den ADC-Pins messen. Du solltest so einen einsetzen, oder musst die Differenzbildung selbst tun.
Wenn man für die Versorgung der Brücke eine separate Spannungsquelle (z.B. Batterie oder extra Trafo) nimmt, kann man einen der Punkte (z.B. A) auf GND oder eher Uref/2 legen, und dann direkt den anderen Punkt messen. Der Sinn der Brücke ist es gerade dass man nur die dann kleine Spannung noch messen muss und man einen dafür passenderen Messbereich oder eine zusätzliche Verstärkung nutzen kann. Entsprechend ist die separate Messung von A und B und dann Abziehen in Software dann kaum noch als Brückenschaltung zu bezeichnen.
>Entsprechend ist die separate Messung von A und B und dann Abziehen >in Software
dann kaum noch als Brückenschaltung zu bezeichnen.
Das ist so nicht korrekt. Der Sinn von Brückenschaltungen war/ist die
Möglichkeit, sie einfach abzugleichen, da die Abgleichbedingung (für DC)
nur eine Differenzspannung von Null benötigt. Sowas lässt sich mit
einfachsten Messgeräten ermitteln..
Der genaue Wert der Differenzspannung (solange nicht abgegelichen),
spielt selten eine Rolle..
Hi und danke füe die Hinweise. An den Punkten AB messe ich je nach Potieinstellung -1 V bis +1 V. So weit ich weiß, entsprechen den 10bit des AD Wandler 0 - 5 Volt. Was liefert der denn bei -1 V? Gruß, Jakob
>Was liefert der denn bei -1 V?
überleg mal, ob so ein Eiingag wirklich diese Spannung von -1V sieht???
Du hast vollkommen recht. Ziehe die Frage zurück. Danke!
Jakob schrieb: > Matthias Lipinsky schrieb: >> Alternativ kann diese Berechnung auch im uC durchgeführt werden. Dazu >> müsstest du, wie du schon gesagt hast, Punkt A and ADC0 und Punkt B an >> ADC1 anschliessen. Das Programm liest jetzt beide Kanäle ein und bildet >> die Differenz. > > Hi Matthias, dann würde ich also die Punkte A und B jeweils gegen Masse > messen. Klingt logisch. > > OPs will ich nicht verwenden, da ich die Schaltung mit so wenig > Bauteilen wie möglich realisieren will. > > Eine Möglichkeit B diret an den Atmega8 anzuschließen und so A > automatisch in Relation zu B zu messen, geht wohl nicht, oder? Die Möglichkeit, nacheinander zu messen, ist eigentlich recht elegant, weil man so einige der möglichen Meßfehler automatisch eleminiert. Da bei Messbrücken die Differenzspannung aber oft recht klein ist, stösst man bei der Auflösung des AD-Wandlers schnell an Grenzen. Deshalb ist in vielen Fällen doch das Vorschalten eines OPV oder Instrumentenverstärkers besser. Für Dein Programm wäre es gut, wenn Du eine Möglichkeit hättest, Deinen Messwert ohne Programmänderung mit einem einstellbaren Faktor zu multiplizieren und einen Offset abzuziehen. Mit Messbrücken werden oft nichtelektrische Werte, z.B. Temperaturen gemessen und dann wäre es schön, wenn das Display gleich den richtigen Messwert anzeigt. Gruss Harald
Matthias Lipinsky schrieb: >>Entsprechend ist die separate Messung von A und B und dann Abziehen >in Software > dann kaum noch als Brückenschaltung zu bezeichnen. > > Das ist so nicht korrekt. Der Sinn von Brückenschaltungen war/ist die > Möglichkeit, sie einfach abzugleichen, da die Abgleichbedingung (für DC) > nur eine Differenzspannung von Null benötigt. Sowas lässt sich mit > einfachsten Messgeräten ermitteln.. Hmm. War die Hauptidee der Brückenschaltung nicht, dass im abgeglichenen Zustand die Strombelastung durch das Messgerät exakt 0 ist, und sich die Anzeige in nichts vom stromlosen Messgerät unterscheidet? Mit 2 Messungen hab ich schon zwangsläufig eine (heute geringe Belastung) gegen das Bezugspotezial. 2x Offset-, 2x Gain-Fehler, ... OPV-Differenzverstärker ist auch nicht richtig (z.B. Gleichtaktunterdrückung), kommt der Ursprungsidee aber schon näher. So langsam korrekt wirds dann mit einem ADC (bipolare Messung) mit einem der beiden Brückenausgänge als Bezugspotential und einem extrem geringen Offset-Strom.
Ich denke, es handelt sich hier um eine Schaltung, die die grundlegende Funktion einer Brückenschaltung zeigen soll. Daher würde ich auch keinen Aufwand treiben. Bei +/-1V Differenzspannung reicht dann auch ein ATmega8, der A und B nacheinander gegen GND einliest und anschließend verrechnet. Ein zweistelliges Ergebnis ist damit machbar und wohl völlig ausreichend. Potentielle Fehlerquellen (Offsets) sind m. E. vernachlässigbar. @Jakob Im praktischen Betrieb erzeugen Brückenschaltungen (DMS, Dehnungsmeßstreifen) nur einige mV als Ausgangsspannung; daher tendieren die meisten Leute hier zu einer Verstärkung des Signals, weil es ohne Differenzverstärker garnicht gehen würde.
>Hmm. War die Hauptidee der Brückenschaltung nicht, dass im abgeglichenen >Zustand die Strombelastung durch das Messgerät exakt 0 ist, und sich die >Anzeige in nichts vom stromlosen Messgerät unterscheidet? Ja. So könnte man meine Formulierungen auch auslegen.
Unabhängig von den bereits gesagten ist es empfehlenswert, dass die Versorgungsspannnung der Brücke und die Referenz des AD-Wandlers "zusammen hängen". Also entweder die Referenz zur Versorgung der Brücke verwenden oder umgekehrt. Dann erzeugt eine Änderungen dieser Spannung keine Fehler im Messergebnis. Gruß Dietrich
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