DMS Preamp Anforderugen

BlueAudio schrieb:
> Warum also einen teuren Instrumentenverstärker bemühen?

Einfach den HX711 benutzen

MfG Klaus

Martin B. schrieb:
> Geringes Rauschen nicht vergessen. Aus der DMS kommt sehr wenig
> raus. Wenns auch wenig rauschen soll, muss ein Differenzverstärker mit
> relativ niederohmigen Bauteilen aufgebaut werden. Dann gibt es dadurch
> Last an der Brücke (für beide Brückenhäften unterschiedlich)
> Da ist es hat einfacher mit instrumentation Amplifier. Der liefert von
> Haus aus auch gutes CMRR.

Für mein Verständnis sollte doch die Last für
Beide berückenzweige identisch sein bei einem entsprechend ausgelegten 
Differenzverstärker oder ?

Genrell gibt eine Last am DMS ja eigentlich nur eine Verringerung der 
Empfindlichkeit oder sehe ich das falsch?  Ein einer symmetrischen 
Brücke mit 4 DMs sollte das Signal ja
Auch mit Last nach wie vor linear sein

Martin B. schrieb:
> Ne, die sind unterschiedlich. Bei dem + Eingang des Differenzverstärkers
> hast Du R1+R2 gegen Masse als Eingangswiderstand, beim Minuseingang hast
> Du R1 gegen die Spannung den herunter geteilten U+ Eingang des OPVs. Die
> Last ist wirklich ziemlich asymmetrisch. Einen Differenzverstärker soll
> man mit deshalb Spannungsquellen an den Eingängen betreiben.

Verstehe was du meinst, an dieser Stelle hatte ich mit Unterschiedlichen 
Werten für den Nichtinvertierenden und Invertierenden Zweig gerechnet.

Allerdings merkt man dann, dass dies Maximal bei V= 1 oder 2 noch 
praktikabel ist, für größere Werte gehen die Absolutwerte für die beiden 
Zweige dann immer weiter auseinander sodass wieder ein Offset durch die 
Input Bias currents entsteht..auch wenn der recht klein sein sollte bei 
entsprechenden OP-Amps.

Also ich halte fest:

Die ungleichmäßige Last führt zur Verschlechterung der CMRR, generell 
wenn die Widerstände des Diff-Amps nicht gut gematcht sind.

Zu Große Widerstandswerte würden zwar die Belastung senken allerdings 
das Rauschen erhöhen.

Eine Assymetrische Belastung der Brückenzweige hätte konkret welche 
Folgen? nur CMRR?

Grüße und Merci

Nein, nicht nur CMMR. Man kann je nach Gestaltung des Aufnehmers nicht 
davon ausgehen, dass alle DMS symmetrisch belastet sind. Bei einem 
Stauchkörper z. B. sind zwei DMS mit der Stauchung S belastet und zwei 
mit der Dehnung -0,3*S.

Damit ist eine Verschlechterung der Linearität gegeben, wenn man einen 
Differenzverstärker nimmt.

Es gibt natürlich trickreiche Alternativen zum Instrumentenverstärker. 
Z. B. in der großartigen Linear Technology AN 43, Figure 6.

Was nicht automatisch bedeutet, dass der Aufwand gering wäre.

Wenn ich mir das so ansehe ist die CMRR der Brücke doch eh mieserabel. 
Sobald die Brücke aus dem abgeglichenen Zustand raus geht wird auch die 
CMRR schlechter..da hilft ja auch der OP nichts mehr. Das Liegt ja 
einfach daran dass Störungen die von der Versorgung der Brücke kommen je 
nach Übersetzungsverhältnis der Brückenzweige dann unter mechanischer 
Belastung des DMS eben nicht mehr Amplitudengleich sind.

Oder habe ich einen Denkfehler? Die CMRR des OP hilft nurnoch bei 
Störungen die NACH der Brücke unterwegs sind.

Grüße

dms freak schrieb:
> Bei einem
> Stauchkörper z. B. sind zwei DMS mit der Stauchung S belastet und zwei
> mit der Dehnung -0,3*S.
>
> Damit ist eine Verschlechterung der Linearität gegeben, wenn man einen
> Differenzverstärker nimmt.

Kannst du mir das vllt nochmal genauer erklären? Danke!

Ich kann ehrlichgesagt in der Simulation selbst bei Asymmetrischer 
Stauchung/Streckung der Widerstände um einen Faktor 2 und einen Faktor 
200 bei der Abweichung der Last für die Brückenzweige keine 
Nichtlinearität festestellen??

Martin B. schrieb:
> Ja, die asymmetrische Belastung führt nicht nur zu schlechtem CMRR.

Kann mir das mal jemand zeigen? Meine Simulation zeigt keine schlechtere 
CMRR für asymmetrische Brückenbelastung.

Mit der Simulation könnte ich das auch nicht.

Die Nichtlinearität bezieht sich nicht auf R, sondern auf die Dehnung, 
welche proportional zur gemessenen physikalischen Größe ist. Und die 
Größe möchtest du ja messen.

dms freak schrieb:
> Die Nichtlinearität bezieht sich nicht auf R, sondern auf die Dehnung,
> welche proportional zur gemessenen physikalischen Größe ist. Und die
> Größe möchtest du ja messen.

Aber an der Nichtlinearität der Dehnung vs. Widerstandsänderung ändert 
doch die Verstärkertopologie nichts oder übersehe ich da etwas ?

Aktuell sehe ich noch keinen Grund warum eine statische Last am 
Brückenausgang die Linearität beeinflussen sollte?

Martin B. schrieb:
> Bei Deiner Schaltung nicht. Da geht Common Mode der Brücke 1:1 zum
> Ausgang.

Stimmt so nicht. Ich bilde die Differenz sowohl rein mathematisch als 
auch mit dem Differenzverstärker. Ich bin (idealer OP) so gut wie es die 
Toleranzen der Widerstände zulassen.  Das geht auch in der Simulation.

Verstimme ich die Brücke allerdings, dann unterdrückt die 
Differenzbildung auch keine Störungen der Brückenversorgung mehr. Und 
dabei ist es egal ob das ein Instrumentenverstärker oder sonst was ist. 
Weil es dann keine Gleichtaktstörung mehr ist, da der Ripple auf der 
Versorgungsspannung jetzt mit ungleichen Amplituden in den beiden 
Brückenzweigen erscheit.

Die daraus resultierenden Störungen liegen für eine Ausgelenkte Brücke 
sicher über dem was die CMRR eines Diff-Amp bietet.

Martin B. schrieb:
> BlueAudio schrieb:
>> Martin B. schrieb:
>>> Bei Deiner Schaltung nicht. Da geht Common Mode der Brücke 1:1 zum
>>> Ausgang.
>>
>> Stimmt so nicht. Ich bilde die Differenz sowohl rein mathematisch als
>> auch mit dem Differenzverstärker. Ich bin (idealer OP) so gut wie es die
>> Toleranzen der Widerstände zulassen.  Das geht auch in der Simulation.
>
> Hmm ok. Du bildest die Differenz. Hatte R7 übersehen . . .
>
> Ich würde dann aber äusserst kurze Kabel nehmen wollen vom DMS zum
> Verstärker.

Also es geht hier auch nicht um den Aufbau einer konkreten Schaltung 
sondern generell um das Verständnis warum ein Instrumentenverstärker für 
eine Schaltung verwendet werden soll die eigentlich eine recht geringe 
Ausgangsimpedanz hat und für die eine statische Last wie es der Diff-AMP 
wäre eigentlich kein Problem darstellt (also wenigstens nicht für die 
Linearität)

Bleiben eigentlich nurnoch Themen wie Gleichtaktstörungen die auf die 
Zuleitung zwischen Messzelle und Verstärker einkoppeln und damit 
wirklich Common Mode sind und die generell guten Offset und 
Drift-Eigenschaften eins Instrumentenverstärkers.

BlueAudio schrieb:
> Warum also einen teuren Instrumentenverstärker bemühen?

Weil der DMS zwar (temperatur und temperaturausdehnungsmässig) 
kompensiert ist, aber sich dabei seine Ausgangsimpedanz ändert. Nur der 
Instrumentenverstärker tastet ab ohne dabei Fehler zu erzeugen, man will 
ja schliesslich auf x Nachkommastellen genau sein.

MaWin schrieb:
> BlueAudio schrieb:
>> Warum also einen teuren Instrumentenverstärker bemühen?
>
> Weil der DMS zwar (temperatur und temperaturausdehnungsmässig)
> kompensiert ist, aber sich dabei seine Ausgangsimpedanz ändert. Nur der
> Instrumentenverstärker tastet ab ohne dabei Fehler zu erzeugen, man will
> ja schliesslich auf x Nachkommastellen genau sein.

Danke! :) langsam kommen wir der Sache näher