DMS Messverstärker mit INA 2126

#3152357
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Hallo,

ich lese in diesen Foren seit längerem mit und habe auch schon etliches 
von den vielen Erfahrenen Usern lernen können.

Ich stehe aber gerade vor einer Aufgabe die mich zur WEISSGLUT bringt. 
Ich möchte mir einen Messverstärker für einen DMS in "Biligausfürhung" 
bauen. Dafür habe ich zuerst mal Metallfilm Widerstände (2x100Ohm so gut 
wie wöglich abgeglichen) und einen Poti (5k-Präzisionspoti) zu einer 
Wheatstonebrücke verschaltet die ich separat mit 5V speise.

Danach habe ich mir den INA 2126 (Doppelter INA 126) zugelegt da mir der 
von mehreren Seiten für die Anwendung empfohlen wurde.

Habe das ganze dann nach besten Wissen und gewissen mal verschaltet und 
anstatt des DMS zur Probe mal einen 100Ohm Widerstand genommen.

Nun habe ich aber das Problem, dass mir der INA2126 nicht die Verstärkte 
Brückenspannung ausgibt sondern wirklich "irgendwas". Manchmal ist er in 
Sättigung, manchmal ist die Spannung zw. 2-6V et.

Weiters schaffe ich es nicht die Brückenspannung auf 0mV abzugleichen. 
Durch den Poti scheint sie ständig "davonzulaufen" dh ich komme so auf 
0.4mV und dann steigt die Spannung oder fällt je nach dem auf +-3mV.

Die Schaltung habe ich mal im Anhang aufgezeichnet.

Ich bin wirklich für jede Anmerkung oder Hilfestellung dankbar da ich 
selbst nicht mehr weiter kommen.

LG, Daniel
Angehängte Dateien:
Gast #3152439
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Es gilt:


   R2 ------ R4 ------
    |        |       |
    |        |       |
    |---Ub---|       Us
    |        |       |
    |        |       |
   R1 ------ R3 ------


Ub = Us*( (R1*R4 - R3*R2) / ((R1+R2)(R3+R4)) )

Daraus folgt, daß die Speisespannung der Brücke Us voll in
das Meßergebnis eingeht, also die Speisung aus einer nicht
referenzierten Quelle(Batterie?) recht unglücklich gewählt ist.

Der Verstärkungsfaktor des INA2126 errechnet sich aus
5 + (80 000 Ohm / Rg)
Wenn Rg = 220 Ohm => Verstärkungsfaktor ca. 368

Bei der Annahme daß  R1=R2=R3=100 Ohm und R4=101 Ohm
müsste bei Us=5 Volt eine verstärkte Brückenspannung
von ca. 4,5 Volt am Ausgang des INA zu messen sein.

Alleine diese Milchmädchenrechnung zeigt, daß das 5K Poti
unter den zwei 100 Ohm und dem einen 120 Ohm Widerstand
völlig deplatziert ist. Ein 5K Zehngangpoti hat eine Auflösung
von 500 Ohm pro Umdrehung oder ca. 1,4 Ohm pro Umdrehungs-Grad.

Es wäre ein Wunder, wenn der INA beim Fummeln an der Einstellschraube
NICHT mächtige Wellen schlagen und gerne in die Sättigung gehen würde.
#3152489
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Danke für die Rückmeldungen.

@Gast: Sorry für die Dateigrösse. Dachte nicht , dass die heutzutage 
noch ein so grosses Problem darstellt.

Ich werde jetzt mal versuchen eine gemeinsame Masse verwenden und einen 
R parllel schalten.

Hoffe dann klappts. Werde mich dann wieder melden. Generell hätte ich 
noch eine Frage wie es bei den Potis mit der Stabilität (R konstant) 
aussieht wenn es leicht Vibrationen gibt.

LG Daniel
Gast #3152552
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Der Supergau ist die Batterie.. Eine 9V batterie um eine Bruecke mit 120 
Ohm Gesammtwiderstand treiben zu wollen.. das waeren dann um die 80mA. 
Wie lange sollte die Batterie denn reichen? Ich denke das Limit fuer 
eine 9V Batterie waere bei vielleicht 10mA.
Gast #3152984
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Auch Präzisionspotis haben ggf. einen deutlich anderen 
Temperaturkoeffizienten als 120 Ohm Metallfilmwiderstände. Wenn man 
schon den Poti verwenden will, dann als einen 3. Brückenzweig, der lose 
angekoppelt ist: also den Poti über die volle Brückenspannung und mit 
etwa 5 K am Schleifer auf den einen Brückenzweig mit 2 mal 100 Ohm. Das 
gibt dann etwa +-1 % Verstimmung für die Brücke, über den Ganzen Breich 
des Potis.

Ist die Masse der 5 V Batterie (?) mit dem Rest verbunden ?
#3153006
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Hallo.

Die Schalung funktioniert! Es war die gemeinsame Masse die fehlte...

Einige Fragen sind jetzt noch meinerseits aufgetaucht:

1) Spricht etwas dagegen die Brücke hochohmiger auszuführen? (3x1k +880k 
+120k)

2) Muss ich für Rg einen Fixwiderstand nehmen oder kann ich hier auch 
eine Poti verwenden?

3) Ist die Referenzspannung eines Arduinos für die Brücke genau genug 
oder sollte ich eine Konstantspannungsquelle verwenden?

Ich werde den Poti jetzt mal über die gesamte Brücke (3ter Zweig) 
schalten und sehen wie das funktioniert.

Danke nochmals für die Rückmeldungen. Melde mich dann wenns (hoffenlich) 
funktioniert!

LG, Daniel
Gast #3153049
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Zu Hochohmig sollte man die Brücke nicht machen, aber etwas mehr als 4 
mal 100 -120 Ohm dürfen es schon werden. Je höher die Widerstände, desto 
mehr Rauschen hat man, und desto eher werden die Biasströme des 
Verstärkers und Leckströme wichtig.

Rg muss kein Fixwiderstand sein, aber Potis zeigen i.A. mehr Drift und 
wenn man es übertreibt stört auch die Kapazität nach GND.

Die Spannung für die Brücke muss nicht so stabil sein. Insbesondere wenn 
man später mit einem AD Wandler messen will, ist es gut wenn die 
Brückenspannung und die Ref. Spannung des AD Wandlers zusammenhängen. 
Die Spannung von Arduino ist also richtig, wenn der das Ausgangssignal 
messen soll. Ein 2. genaue Spannung wäre da sogar kontraproduktiv.
#3153347
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Ich habe jetzt die Brücke hohohmiger gestaltet.

120Ohm+100Ohm+100Ohm+680Ohm
1k
1k
1k

Soweit funktioniert jetzt alles. Nur hinter den Tip mit dem Poti zum 
Brückenabgleich (Parallel zu den beiden 1k) bin ich noch nicht gekommen.

Ist es richtig den 5k Poti über die Spannung (5V) zu schalten und den 
Schleifer auf einen der beiden 1k (einen der Brückenspannungsanschlüsse) 
zu schalten?

LG, Daniel
#3158616
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Habe den Brückenabgleich mit einem parallelen Poti gelöst.

Funktioniert recht gut. Die Schaltung ist recht stabil bis zu einer 
Verstärkung von ca. 1500-2000. Dann gibts ziemliche Störungen.

Aber dafür, dass ich nur "Billigbauteile" verwendet habe ist das schon 
recht gut.

Eine Frage habe ich noch: Würde es aus Gründen der Stabilität was 
bringen das Signal mit dem INA um ca. G=1000 zu verstärken und dieses 
Signal nochmal mit z.B. einem LM324 um G=2 oder wäre das eher 
kontraproduktiv?

Danke für die Hilfe. Ich werde noch einen Schaltplan hochstellen falls 
sich in Zukunft mal wer für die Schaltung interessiert.

LG, Daniel
Gast #3994532
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Zufällig stellen wir sowas her. Wir haben sogar so viele davon im Lager, 
dass wir die Dinger sogar verkaufen....

1. Eine Messbrücke in der gezeigten Wheatstone Bauform steht nicht 
unendlich stabil. Wenn Sie aus DMS aufgebaut ist, schon gar nicht. Um 
die Stabilität des Nullpunkts zu beurteilen, muss eine 
Brückenersatzschaltung her. Oder Eingang kurzschließen und auf halbe 
Speisespannung legen.

2. Eine Messbrücke wird möglichst mit einer konstanten Spannung und 
nicht mit einer Batterie gespeist. Die Höhe der Spannung richtet sich 
nach der Größe der DMS bzw der max. zulässigen Wärme. 2,5 V gehen immer, 
5 V meistens, 10 V nicht immer.

3. Ein INA 2126 hat je nach Ausführung eine Offsetdrift von bis zu 5 
µV/K. Das ist viel zu viel. Ein LT1167 ist da günstiger.

4. Nimm wenigstens eine Lochrasterplatine. Steckbrett geht gar nicht.

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