Hallo zusammen,
ich bin auf der Suche nach einem Instrumentenverstärker. Mein Ziel ist
es Stromverbrauch zu messen. Dazu nehme ich einen 1 Ohm Shuntwiderstand
und messe über diesen die Spannungsdifferenz. Insgesamt werden einige mA
durch den Widerstand fließen.
Jetzt ist das Problem, die Versorgungsspannung liegt bei 3,3V. Jetzt
liegen am einen Eingang die 3.3 V an und an dem anderen die leicht
kleinere Spannung nach dem Widerstand. Heißt der Instrumentenverstärker
muss ganz nahe an seine Betriebsspannung kommen. Intern würde er ja
sogar über die Betriébsspannung kommen.
Ich habe momentan im Auge den TI INA333. Im Datenblatt steht unter
Absolut Maximum Ratings Analog input voltage range (V-)-0.3 to (v+)
+0.3. Betrieben wird der Instrumentenverstärker Single-Supply. Heißt das
für mich, dass der Instrumentenverstärker bis 3.3+0.3V input bekommen
darf? Und das gleiche auch nach unten, also 0-0.3=-0.3? Oder kommt es da
zu großen Problemen?
Danke schonmal im Voraus:)
Florian schrieb:> Im Datenblatt steht unter Absolut Maximum Ratings
Das ist der FALSCHE Datenblattabschnitt. Dort ist beschrieben, ab wann
der OP kaputtgeht. Weiter hinten im Datenblatt findest du dann den
Bereich, in dem der OP funktioniert. Warum liest eigentlich jeder nur
die ersten beiden Seiten seines Datenblatts?
Und auf der ersten Seite steht in den ersten paar Zeilen ganz
groß&deutlich:
1
INPUT VOLTAGE: (V–) +0.1V to (V+) –0.1V
BTW: du könntest den Gleichtaktbereich einfach so erreichen:
Dank dir für deine schnelle Antwort.
Sowas dachte ich mir leider schon fast. Die beiden Angaben deckten sich
leider nicht, was mich stutzig gemacht hat.
Es handelt sich bei den zu messenden Größen um ziemlich kleine Werte.
Also bei einem Strom von 5mA entsteht bei 1Ohm Shuntwiderstand eine
Spannungsdifferenz von 5mV. Bauteiltoleranzen zwischen den Widerständen
haben doch dabei schon nen ziemlich großen Einfluss. Wirklich genau wird
die Messung dabei nicht mehr wirklich oder?
Wie genau muss es denn sein? Mit 4 1% Widerständen kommst Du bei 2%
raus.
Und weitere Fehlerquellen dürfen wir im ersten Ansatz vergessen, oder?
Was für eine Sorte Strom misst Du denn? Frequenzbereich?
Bei den 5mA ist der Verbrauch der Messschaltung ja schon im Bereich der
Last. :)
Instrumentenverstärker wie der INA333 für die bloße Strommessung sind
oft auf Spatzen schießende Kanonen. Ich würde erst einmal den
preisgünstigeren und flexibleren INA138/139 in Erwägung ziehen und erst,
wenn sich dieser als nicht gut genug herausstellt, gezielt nach etwas
suchen, was das gefundene Manko nicht aufweist.
Must mal schauen, es gibt auch "over the top" INAs. Die messen auch über
den Versorgungsspannungsbereich. INA333 ist aber ein sehr moderner,
guter Allroundtyp.
MMh, auf den Preis des Instrumentenverstärkers kommt es erstmal nicht
an. Das ist es wichtiger einen Allrounder zu haben, der diese Aufgabe
auch gut erledigen kann. Es soll dabei zu keiner Massenproduktion
kommen.
Bei der Strommessung geht darum den Verbrauch einer nachfolgenden
Schaltung zu messen. Auf der zu vermessenden Schaltung liegen lediglich
ein paar weitere OPVs.
2% sind da ja vollkommen in Ordnung. Wie kommt diese zu Stande? Der
linke obere Widerstand kann maximal seinen Wert - 1% haben und der
andere rechte obere kann maximal seinen Wert +1 % haben. Ergibt in der
Summe 2%?
Ich habe mir gerade mal solche "over the top" inas angeschaut. Jetzt ist
die Frage, ob ich deren Prinzip rihctig vérstehe.
Also, ich versorge den Ina193 z.b. mit 5V. Das Datenblatt sagt aus, dass
die Common-Mode range zwischen -16V und 80V liegen darf. Die Verstärkung
sei 100. Jetzt kann am Shuntwiderstand eine Spannung über der
Versorgungsspannung anliegen bis max 80V, allerdings darf insgesamt der
Spannungsabfall über den Shuntwiderstand mal der Verstärkung die 5V
nicht übersteigen. Stimmt das so?
Florian schrieb:> Die Verstärkung sei 100. Jetzt kann am Shuntwiderstand eine Spannung> über der Versorgungsspannung anliegen bis max 80V, allerdings darf> insgesamt der Spannungsabfall über den Shuntwiderstand mal der> Verstärkung die 5V nicht übersteigen. Stimmt das so?
Nein. Er ghet nicht kaputt, wenn MAXIMAL +-18V Differenzsspannung
zwischen den Eingängen anliegt.
1
Analog Inputs, VIN+, VIN− Differential (V –18 to +18 V)
Aber er kann bei 5V Differenz logischerweise nicht mehr ordnungsgemäß
funktioren, denn da kämen dann am Ausgang ja rechnerische 500V raus...
Marcus H.: Wie genau muss es denn sein? Mit 4 1% Widerständen kommst Du
bei 2% raus.
Florian: 2% sind da ja vollkommen in Ordnung. Wie kommt diese zu Stande?
Der linke obere Widerstand kann maximal seinen Wert - 1% haben und der
andere rechte obere kann maximal seinen Wert +1 % haben. Ergibt in der
Summe 2%?
Naja, ich war zu faul das Gauss'sche Fehlerfortpflanzungsgesetz für das
komplette Netzwerk zu rechnen. Deswegen habe ich, für einen
Überschlagswert, die Wurzel aus der Summe der Fehlerquadrate gezogen.
Da Du oben schreibst, dass Dir der Preis des einen INA sekundär ist, und
wenn Dir 2% zu ungenau vorkommen, dann könntest Du ein paar Zehner-Cent
in 0,1% Widerstände investieren.
Lothar Miller schrieb:> Aber er kann bei 5V Differenz logischerweise nicht mehr ordnungsgemäß> funktioren, denn da kämen dann am Ausgang ja rechnerische 500V raus...
Du hast das "mal der Verstärkung" in Florians Post überlesen:
Florian schrieb:> allerdings darf insgesamt der Spannungsabfall über den Shuntwiderstand> mal der Verstärkung die 5V nicht übersteigen. Stimmt das so?
Fast. Du musst noch die Angaben im Datenblatt zum Voltage Output Swing
berücksichtigen. Demnach kommt der Ausgang des INA193 (wie bei praktisch
jedem Rail-to-Rail-Verstärker) nicht ganz bis an die positive und
negative Versorgungsspannung heran.
Der INA193 arbeitet übrigens nach dem gleichen Prinzip wie der von mir
oben vorgschlagene INA138/139, wurde aber für einen Common-Mode-Bereich
unterhalb der negativen Versorgungspannung erweitert. Während der INA139
nur Over-the-Top ist, ist der INA193 zusätzlich "Below-the-Bottom"
(falls es diesen Bergiff überhaupt gibt ;-)).
Die INA193..198 sind ja genial, wenn es nur darum geht einen Verbrauch
zu messen. Wenn das Teil nun noch einen Referenzeingang hätte und man
bidirektional messen könnte - das wäre mir den Aufpreis für ein
SOT23-6-Gehäuse wert. ;) (Bevor ich Figure 25 im Datenblatt einsetze,
würde ich wohl eher die Widerstandsvariante mit einem normalen INA
anwenden)
