Hallo,
ich würde gerne einen 26PCBA6G (Drucksensor mit differentiellem
Ausgangssignal -50mV bis 50mV) mit einem ADC auslesen. Dazu benötige ich
eine Messschaltung die mir die Spannungsdifferenz (-50mV bis +50mV) in
ein Spannungssignal 0V bis 3,3V umwandelt.
Das ganz könnte man zwar recht einfach mit einem Differenzverstärker und
einem Summierverstärker für den Offset lösen, allerdings benötige ich
dafür ja leider eine negative Versorgungsspannung. Ich habe jedoch nur
24V, 12V und 3,3V zur verfügung stehen.
Kennt ihr eine Schaltung, die ohne eine negative Versorgungsspannung
auskommt?
Im Voraus schon mal vielen Dank für eure Hilfe!
astroscout schrieb:> Kennt ihr eine Schaltung, die ohne eine negative Versorgungsspannung> auskommt?
Wenn ich das Datenblatt des 26PCBA6G richtig interpretiere, dann ist das
eine passive Brückenschaltung. Also wird nur das DIFFERENZSIGNAL
negativ.
Die Pins OUTPUTA und OUTPUTB sind immer >= GND.
Also brauchst Du keine negative Versorgungsspannung.
Viele Grüße
Andreas
P.S.: Alles ohne Garantie, nur nach
http://sccatalog.honeywell.com/pdbdownload/images/26pc.series.chart.5.pdf
Andreas H. schrieb:> Wenn ich das Datenblatt des 26PCBA6G richtig interpretiere, dann ist das> eine passive Brückenschaltung. Also wird nur das DIFFERENZSIGNAL> negativ.
ja, das ist korrekt, aber wenn ich jetzt einen Differenzverstärker
verwende, dann habe ich bei einer negativen Differenzspannung auch eine
negative Spannung am Ausgang, also wird hier wohl eine negative
Versorgungsspannung benötigt...
oder hab ich da jetzt einen Denkfehler?
Es ist nun kein Problem, die Diffreenz auf 0-3.3V zu verstärken,
wobei "keine Differenz" zu 1.65V Ausgangssignal wird.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/2231/eingangseite.jpg
Damit der OpAmp keine negative Versorgungsspannung benötigt,
musst du einen Rail-To-Rail OpAmp wie AD8018 einsetzen oder
einen der hunderten anderen verfügbaren.
astroscout schrieb:> wenn ich jetzt einen Differenzverstärker> verwende, dann habe ich bei einer negativen Differenzspannung auch eine> negative Spannung am Ausgang, also wird hier wohl eine negative> Versorgungsspannung benötigt...> oder hab ich da jetzt einen Denkfehler?
Differenzverstärker sind Linear.
Also kannst Du immer eine konstante Spanung so addieren, dass keine der
Teilspannungen negativ wird, wenn die Eingangspannungen nicht negativ
sind.
Dann reicht auch ein R2R OP mit unipolarer Versorgung.
Allerdings würde ich einen Instrumentenverstärker empfehlen, der durch
seine Impedanzwandler am Eingang eine Rückwirkung auf den Sensor
verhindert.
Alternativ kannst Du die beiden Brückenausgänge auch parallel abtasten
und die Differenzrechnung dann digital machen. Dann bleibst Du im
Analogteil auch bei nicht-negativen Signalen. Das musst Du aber relativ
sauber dimensionieren.
Viele Grüße
Andreas
Danke für Eure schnellen Antworten.
MaWin schrieb:> Damit der OpAmp keine negative Versorgungsspannung benötigt,> musst du einen Rail-To-Rail OpAmp wie AD8018 einsetzen oder> einen der hunderten anderen verfügbaren.
Wenn ich jetzt die Differenzverstärkerschaltung verwende, dann kann doch
die Ausgangsspannung trotzdem negativ werden wenn die Spannungsdifferenz
negativ ist, d.h. ich brauche trotzdem negative Versorgungsspannungen.
Ist das richtig?
Andreas H. schrieb:> Differenzverstärker sind Linear.> Also kannst Du immer eine konstante Spanung so addieren, dass keine der> Teilspannungen negativ wird, wenn die Eingangspannungen nicht negativ> sind.
Die Teilspannungen am Eingang sind positiv, aber die Differenzspannung
kann trotzdem negativ sein, d.h. eine Differenzverstärkerschaltung gibt
mir eine negative Spannung ausgeben, sodass der OPV für den
Differenzverstärker ja auch mit einer negativen Spannung versorgt werden
muss?
astroscout schrieb:> Andreas H. schrieb:>> Differenzverstärker sind Linear.>> Also kannst Du immer eine konstante Spanung so addieren, dass keine der>> Teilspannungen negativ wird, wenn die Eingangspannungen nicht negativ>> sind.> Die Teilspannungen am Eingang sind positiv, aber die Differenzspannung> kann trotzdem negativ sein, d.h. eine Differenzverstärkerschaltung gibt> mir eine negative Spannung ausgeben, sodass der OPV für den> Differenzverstärker ja auch mit einer negativen Spannung versorgt werden> muss?
Nein, eben nicht. Du addierst einen passenden konstanten Offset und
schon ist kein Knoten mehr negativ. Also wozu dann die negative
Versorgungsspannung ?
Wenn U_offs > 2*max(abs(U_in1), abs(U_in2)) ==> (U_in1 - U_in2) + U_offs
> 0.
Der Trick ist doch, wie MaWin schon schrieb, dass Du Deine U_in1,2 dann
relativ zu U_offs legst.
Mal Dir mal die entsprechende Differenzschaltung auf und rechne die
Knotenspannungen aus. Dann siehst Du das relativ schnell.
Viele Grüße
Andreas
Danke für Deine Antwort, aber ich stehe im Moment irgendwie auf dem
Schlauch
Andreas H. schrieb:> Wenn U_offs > 2*max(abs(U_in1), abs(U_in2)) ==> (U_in1 - U_in2) + U_offs>> 0.
An welchem Punkt soll die Offsetspannung denn addiert werden und wie?
Wenn ich die Formel jetzt richtig interpretiert habe, dann ist die
Klammer doch eine Differenzverstärkerschaltung (mit allen Widerständen
gleich). Der Offset wird doch dann erst am Ausgang des Diffverst. mit
einem Summierverstärker addiert, oder?
astroscout schrieb:> Wenn ich die Formel jetzt richtig interpretiert habe, dann ist die> Klammer doch eine Differenzverstärkerschaltung (mit allen Widerständen> gleich).
Nein, die Klammer ist nur zur Verdeutlichung. Du rechnest ja mit
komplexen oder reellen Werten. Also gilt da das Assoziativitäts- und das
Kommutativgesetz. Oder zu gut deutsch: Die Klammern haben da keine
Wirkung.
> Der Offset wird doch dann erst am Ausgang des Diffverst. mit> einem Summierverstärker addiert, oder?
Im Prinzip ja. Aber wenn Du den Summierer erst nach der Differenzbildung
baust, dann hast Du genau das von Dir erwartete Problem mit den
negativen Werten am Ausgang der Differenzstufe.
Aufgrund der Linearität des Differenzverstärkers kannst Du den Summierer
aber auch in den Differenzverstärker integrieren um dieses Problem zu
umgehen.
Leg doch z.B. mal eine Spannung (natürlich über einen passenden
Widerstand) zusätzlich an den positiven Eingang des Differenzverstärkers
und rechne mal die Ausgangsspannung nach.
Und google mal nach Superpositionsprinzip ;-)
Viele Grüße
Andreas
Andreas H. schrieb:> Leg doch z.B. mal eine Spannung (natürlich über einen passenden> Widerstand) zusätzlich an den positiven Eingang des Differenzverstärkers> und rechne mal die Ausgangsspannung nach.
Am besten geeignet wäre dafür natürlich die Brückenspeisespannung
des Sensors, wenn sie zugänglich ist.
Gruss
Harald
Andreas H. schrieb:> Leg doch z.B. mal eine Spannung (natürlich über einen passenden> Widerstand) zusätzlich an den positiven Eingang des Differenzverstärkers> und rechne mal die Ausgangsspannung nach.
genau die Info fehlte mir bei meinen Überlegungen! ich werde das ganze
jetzt mal durchrechnen.
Danke!
