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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Prä­zi­si­on-Messschaltung +/- 20mA zu 0 bis 5V


Autor: Anfänger (Gast)
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Liebe Freunde
ich wollte mal fragen, ob ihr eine Schaltung habt, die  +/-20 mA-->  in 
0 bis 5V umwandlet.(OPV`s Schaltung). eine Schaltung aus reinen 
PräzisionsWiderstände habe ich bereits im Einsatz, leider ist in meinem 
Fall, ein Impedanzwandler nötig. Nun weiss ich nicht, wei so eine 
Schlatung aufbauen sollte, die auch Bipolar ist. Oder gibt es bereits 
fertige Bausteine, die sowas erledigen können.
Danke im Voraus

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Was bedeutet in diesem Fall denn präzise?

Es gibt zB bereits fertig getrimmte Differenzverstärker (zB. INA105). 
Mit einem solchen könntest Du die Spannung über einem Messwiderstand 
messen durch den der zu messenden Strom fließt.


Edit:
Wenn es Dir nur darum geht +/-20mA in +/-5V zu wandeln, dann würde es 
auch ein Transimpedanzverstärker tun. Dazu würdest Du nur einen 
Widerstand brauchen, der die Verstärkung bestimmt. Allerdings müsste der 
eingesetzte OP dann die +/-20mA liefern können. Solche OPs gibt es aber 
oder aber du verwendest noch einen Buffer (egal wie aufgebaut) hinter 
dem OP.
Eine solche Schaltung hätte eine Eingangsimpedanz nahe 0.


Ggf. reicht auch schon ein einfacher Impedanzwandler, wenn dein 
Messshunt gegen Masse hängen darf und ein Bürdewiderstand erlaubt ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Transimpedanzverstärker

Philipp C. schrieb:
> Was bedeutet in diesem Fall denn präzise?
Mit Präzise meine ich, dass ich gerne eine kleine Abweichung haben Will 
Der Messfehler darf nicht über 0,7%sein, natürlich kleiner ist immer 
besser:-)
>

>
> Wenn es Dir nur darum geht +/-20mA in +/-5V zu wandeln, dann würde es
> auch ein Transimpedanzverstärker tun. Dazu würdest Du nur einen
> Widerstand brauchen, der die Verstärkung bestimmt. Allerdings müsste der
> eingesetzte OP dann die +/-20mA liefern können. Solche OPs gibt es aber
> oder aber du verwendest noch einen Buffer (egal wie aufgebaut) hinter
> dem OP.
Ich möchte   +/-20mA in 0 bis 5V wandeln. Da mein AD wandler nur 
unipolar messen kann. ich konnte uach einen nehmen der Bipolar kann aber 
es gibt wirklich kaum ein  AD Wandler der Bipolar kann und auch 
gleichzeitig I2c kann. In meinem Fall ist I2c notwendig. Es gibt einen 
von maxim der ist leider zu teuer über 30 euro
besten Dank

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Ahh, sorry ich hatte die 0 bis 5V falsch interpretiert.

Dann musst Du doch einfach nur noch einen Offset hinzufügen. Dabei kommt 
es nun noch darauf an, was Du an Versorgungsspannung da hast.

Hast Du eine negative Versorgung zur Verfügung oder muss alles mit einer 
positiven Versorgung funktionieren?

Autor: Ritter (Gast)
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https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A...

Und dann packst du halt noch einen Offset drauf und simulierst das mal 
mit Spice.

Was hast du so an Spannungsversorgung? Würde mich aber wundern, wenn es 
da keine fertigen IC für die Messbereichsanpassung und foo geben würde.

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Eine einfache Möglichkeit für Single-Supply findest Du im Anhang. Falls 
es Dir nicht genau genug ist musst du R2/R3 entsprechend anpassen.

Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Dann musst Du doch einfach nur noch einen Offset hinzufügen. Dabei kommt
> es nun noch darauf an, was Du an Versorgungsspannung da hast.
das ist schon mal eine Idee :-), das gleiche ungefähr mache mache ich 
auch momentan mit meiner reinen Widerstandmesschaltung, leider ist die 
Abweichung nicht tolerierbar.
> Hast Du eine negative Versorgung zur Verfügung oder muss alles mit einer
> positiven Versorgung funktionieren?

eine negative 5 V ist bereits vorhanden. hast du einen Beispiel oder 
irgend einen Tutorial woman erstmal  das Prinzip als Anfänger verstehen 
kann  :-)

Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Eine einfache Möglichkeit für Single-Supply findest Du im Anhang. Falls
> es Dir nicht genau genug ist musst du R2/R3 entsprechend anpassen.

Sorry Philip ich habe deine vorherige Antwort nicht gesehen. Ich werde 
es simulieren und dann ausprobieren.
Ich freue mich, über solche leute wie du. Die bereits sind andere Leute 
zu helfen.
Danke sehr

Beitrag #5022151 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Anbei ein Plot des des Verhältnisses vom Strom der eingeprägt wird zu 
dem gemessenen Strom.
Vor dem Plot habe ich R3 noch um die 250Ohm des Shunts erhöht.

PS: Auf der X-Achse ist der eingeprägte Strom dargestellt

: Bearbeitet durch User
Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Anbei ein Plot des des Verhältnisses vom Strom der eingeprägt wird zu
> dem gemessenen Strom.
> Vor dem Plot habe ich R3 noch um die 250Ohm des Shunts erhöht.
>
> PS: Auf der X-Achse ist der eingeprägte Strom dargestellt

Danke, ich simuliere gerade die Schaltung und versuch es zu verstehen.
Falls ich nicht klar komme, würde ich die gerne hier weiter befrgaen.
Bisdahin wünsch ich dir eine schöne NAcht :-)

Autor: skusa82@yahoo.de (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> PS: Auf der X-Achse ist der eingeprägte Strom dargestellt

Hallo Philipp
hast du eventuell noch die Schaltung, irgendwie funktioniert meine 
Simultion nicht so rivhtig oder ist in der Schaltung was falsch.
Ich kriege kosntant am Ausgang 2,5 V??? hast du noch die Schaktung in 
Lt-Spice?

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Ja, habe die Datei noch gefunden.

Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Ja, habe die Datei noch gefunden.

Vielen Dank funktioniert aber leider meine Schaltung nicht, was mache 
ich hier falsch???

Autor: Peter (Gast)
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U1 hat keine Versorgungsspannung

Autor: Anfänger (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Ja, habe die Datei noch gefunden.
Die Schaltung hat am Ausgang bei-20ma ungefähr 60mV am ausgang. nur für 
mein verständniss kann man irgendwie hier durch die  Diemensionierung 
die Abweichung noch runterschrauben oder muss ich dies im controller 
mittels software korriegen?? Softwaremässig kriege ich Hin, kann man 
auch Hadrware Seite was machen?
Gruß

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Anfänger schrieb:
> Die Schaltung hat am Ausgang bei-20ma ungefähr 60mV am ausgang. nur für
> mein verständniss kann man irgendwie hier durch die  Diemensionierung
> die Abweichung noch runterschrauben oder muss ich dies im controller
> mittels software korriegen?? Softwaremässig kriege ich Hin, kann man
> auch Hadrware Seite was machen?
> Gruß

Da ist etwas falsch gelaufen in Deiner Simulation. Mit dem Spice-File, 
dass ich geschickt habe sollte es bei -20mA nahezu perfekt sein. Weit 
unter den geforderten 0,7%.
Aber vorsicht. Das ist nur eine Simulation. Du musst später 
entsprechende Widerstände haben.

Autor: THOR (Gast)
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Philipp C. schrieb:
> Du musst später
> entsprechende Widerstände haben.

Oder ne Kompensation in Software. Geht doch auf nen ADC.

Autor: Krökel (Gast)
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THOR schrieb:
> Philipp C. schrieb:
>> Du musst später
>> entsprechende Widerstände haben.
>
> Oder ne Kompensation in Software. Geht doch auf nen ADC.

Nix Deutsch - 'ne?

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