Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ausgangsspannung Differenzverstärker


von Reinhard S. (schopfi)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Morgen @ll!

Ich habe zum Messen des Ladestroms eines Solarpanels eine HighSide
Strommessung mit einem Opamp als Differrenzverstärker aufgebaut.
Ich habe einen definierten Lastwiderstand mit 20 Ohm (10Watt - Keramik)
mit 6 Volt belastet. Lt. Ohmschen Gesetz muß am 0,1 Ohm Shunt eine 
Spannung von 30mV Abfallen. Lt.Multimeter tut es das auch.
Am Ausgang des Opamp messe ich aber bei gleichen Widerständen eine 
Spannung von 56mV. Habe nun in die Gegenkopplung anstelle des 
Widerstandes ein 1M Poti
eingefügt und die Spannung abgeglichen. Allerdings weiß ich nicht ob 
sich das dann bei schwankenden Strömen richtig verhält.
Ich verstärke dann die Spannung noch 25 fach in einem weiteren Opamp um 
diese dann auf einem Adruino am ADC auszuwerten.

Wieso stimmt die Spannung am Differrenzverstärker nicht ? Liegt das an 
den Bauteiltoleranzen, bzw am Opamp ?
P.S.: Ich habe nicht wie in der Schaltung einen LM307 sondern einen 
2904D (8pin - 2 Opamp) verwendet. Nur zum zeichnen mit Eagle hab ich 
halt den Lm307 genommen.

Lg
Reinhard

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

Du mußt R3 gegen GND schalten.

Grüße Löti

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Lothar S. schrieb:
> Du mußt R3 gegen GND schalten.

So, so.

Und wie soll dann die Spannungsdifferenz über dem Shunt erfasst werden?
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

Wenn Du den Op-Amp mit 3V über der Panel-Spannung versorgst geht Deine 
Schaltung bestimmt auch... .

Grüße Löti

von Matthias (Gast)


Lesenswert?

Reinhard Schopf schrieb:
> Wieso stimmt die Spannung am Differrenzverstärker nicht ?

Hast du mal die Fehlerfortpflanzung in deiner Schaltung berechnet? Da 
ärgern dich vermutlich die Toleranzen deiner Widerstände und die 
Offsetspannung des OP leistet auch ihren Beitrag.

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

Du musst mindestens hundert mal niedrigere Widerstandswerte nehmen., 
also 10kOhm oder weniger. Die Teilerverhältnisse der Widerstände sollten 
weniger als 0,01% Toleranz untereinander haben und einen kleinen 
Temperaturkoeffizient.
Zumindest Widerstände mit genau gleichen Werten solltest du die mit dem 
Ohmmeter selektieren.

Außerdem verlangt deine Schaltung eine negative Versorgungsspannung.

Egal welchen Opamp du nimmst oder welche Schaltung du baust, 1MOhm nimmt 
man nur, wenn es unbedingt sein muss, weil die hochohmigen Widerstände 
immer schlechter im Vergleich zu Widerständen im kilo-Ohm Bereich sind.

von Reinhard S. (schopfi)


Lesenswert?

Lothar S. schrieb:
> Wenn Du den Op-Amp mit 3V über der Panel-Spannung versorgst geht Deine
> Schaltung bestimmt auch... .
>
> Grüße Löti

hi Löti
meine Panelenspannung ist 15 Volt. stabilisiert auf 12 Volt. An der 
hängt auch der opamp. Also Spannungstechnisch passt das schon !
Danke Matthias, danke Helmut.
das hilft mir schon besser weiter, aber kann ich das mit dem poti in der 
Gegenkopplung so machen oder produziert das zu viele Fehler ?
ich will ja den Strom eh nur bis auf eine Stelle nach Komma ausgeben.
LG

von T. roll (Gast)


Lesenswert?

Weil der Differenzverstaerker nicht bis Null geht. Da muss ein 
Rail-to-Rail typ hin

von T. roll (Gast)


Lesenswert?

Zudem kann man so einen Subtrahierer auch so einstellen, dass er gleich 
mit 25 oder so multipliziert

von Matthias (Gast)


Lesenswert?

Helmut S. schrieb:
> Außerdem verlangt deine Schaltung eine negative Versorgungsspannung.

Das kommt drauf an. Auch der Subtrahierer darf schon mal einen Beitrag 
zur Verstärkung leisten und dann ist es, je nach Anwendung, nicht mehr 
ganz so kritisch, wenn der OP mit seinem Ausgang seine letzten 5..20mV 
zum Gnd nicht mehr schafft. Der Fehler wächst mit der Last durch den 
Spannungsteiler und die nachfolgende Stufe.

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

> meine Panelenspannung ist 15 Volt. stabilisiert auf 12 Volt. An der
> hängt auch der opamp. Also Spannungstechnisch passt das schon !


Schaust Du Dir in den Datenblättern bitte mal die 
Mindest-eingangsspannung über V- und unter V+ an? Nicht die Grenzwerte!

Grüße Löti

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Reinhard Schopf schrieb:

> Lt. Ohmschen Gesetz muß am 0,1 Ohm Shunt eine
> Spannung von 30mV Abfallen.

...und die Offsetspannung kann allein bis zu 10mV betragen. Wenn
man dann noch die verschiedenen anderen Fehler dazurechnet, ist
der von Dir gemessene Fehler völlig normal.
Gruss
Harald

von Reinhard S. (schopfi)


Lesenswert?

hmm... mit 10k Widerständen bekomme ich gar keine vernünftigen Werte ! 
:-( da sind am Ausgang 0.6 Volt. Nur mit 4x 1M stimmts einigermaßen. Ist 
allerdings sehr empfindlich bei Berührung und Temperatur.

von Dietrich L. (dietrichl)


Lesenswert?

Reinhard Schopf schrieb:
> aber kann ich das mit dem poti in der
> Gegenkopplung so machen oder produziert das zu viele Fehler ?

Die Temperaturabhängigkeit der Fehler (Offsetstrom und Offsetspannung) 
hast Du dann immer noch. Ob es für Deine Bedürfnisse reicht, musst Du 
rechnen und dann eventuell einen besseren Op-Amp nehmen.

Gruß Dietrich

von Reinhard S. (schopfi)


Lesenswert?

Hallo!
Hab die Spannungsversorgung vom opamp jetzt an die 5 Volt vom arduino 
gehängt und nun gehts auch mit den 10k Widerständen ! bekomme die opamp 
Ausgangsspannung nun auch ohne poti auf 1mv genau ! :-)
LG

von alex8 (Gast)


Lesenswert?

Das kann nicht so gehen. An U+ sind durch den Spannungsteiler 7,5 V. Bei 
einer OPV Versorgung von 5 V.

von Lothar S. (loeti)


Lesenswert?

> Das kann nicht so gehen. An U+ sind durch den Spannungsteiler 7,5 V. Bei
> einer OPV Versorgung von 5 V.

Das ist unerheblich wenn der arduino seine eigene Versorgung hat.

Schöne Pfingsten

von Reinhard S. (schopfi)


Lesenswert?

der arduino hängt an dem akku den das solarpanel tagsüber lädt. es sind 
lediglich die masseleitungen gleich. solarplus und arduinoplus haben 
unterschiedliche potentiale. shunt und opampversorgung am gleichen plus 
geht nicht.
freu mich aber das es mit der Lösung jetzt so toll und genau 
funktioniert.
sorry für die kleinschreibung... das ist halt android. :-)
danke für eure Hilfe!
LG
schopfi

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.