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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Differential Druckmesser Signalverstärkung


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Autor: Andre R. (ltisystem)
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Hallo,

habe hier einen PasCal PC100 liegen. Dieser hat vier Anschlüsse, V+, 
COM, OUT und Ref. V+ und Com sind klar - ich habe ein Labornetzteil als 
Spannungsversorgung mit +12V (leider geht da nur eine Spannungsrichtung, 
pos oder neg, muss mit Bananenstecker umstecken geändert werden). Mit 
OUT und Ref habe ich so meine Probleme. Im Anhang befindet sich das 
Datenblatt des Sensors, leider werde ich aus dem Schematic nicht schlau.

Zum Problem:

Ich nutze das Teil um mit einer Sonde nach Fleisch (Pneumotachograph) 
einen Luftstrom zu messen, demnach ist der Druckunterschied zwischen 
Anfang und Ende der luftdurchströmten Sonde proportional zum Luftstrom. 
Soweit so gut, das funktioniert auch. Habe mir hier mit ein Teil 
zusammen gebaut, was mit ungefähr nen Luftstrom von 2ml/s gibt. Das 
Problem ist, das das Signal zwar messbar aber leider etwas schwach ist. 
Bei einem konstanten Flow von 2ml/s steigt die Spannung um ca. 50mV und 
bei einem negativen Flow entsprechend eine Senkung um 50mV - gemessen 
zwischen OUT und Ref. Da mein Messsystem bis +-10V misst würde ich das 
Signal gerne verstärken um den gesamten Messbereich und somit die volle 
Auflösung auszunutzen (wird das zusammen geschrieben?).

Ich habe allerdigns keine Idee wie ich das Verstärken soll. Habe eine 
Schaltung mit virtueller Masse aufgebaut, die ich für einen 
differentiellen Drucksensensor mit S+ und S- Kanal genutzt habe. Dort 
hats funktioniert. Schaltung ist im Anhang. Leider hat das Signal wieder 
nur eine Veränderung von 50mV gezeigt.


Hier ein paar Fakten:

- von OUT zu COM messe ich in Ruhe 4.892V
- von OUT zu V+ messe ich in Ruhe -7.055V
- von Ref zu COM messe ich in Ruhe 5.002V
- von Ref zu V+ messe ich in Ruhe -7.036V


Wo kommen die minus 7V her? Warum wird mein Signal nicht ums 1000-fache 
(wegen 1k zu 1M) verstärkt? Wie soll ich mit diesem Ref umgehen?


Vielen Dank für Anregungen

: Bearbeitet durch User
Autor: Christoph db1uq K. (christoph_kessler)
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Nach dem Schaltplan im Datenblatt ist REF einfach nur der (5V-)Ausgang 
eines Linearspannungsreglers. Das sind die gemessenen 5,002V von REF 
nach COM. Das eigentliche Messignal ist nicht differentiell 
herausgeführt sondern nur über OUT. Wieso der Hersteller hier nochmal 
einen externen Differenzverstärker vorschlägt ist mir nicht 
verständlich. Der linke 1M-Widerstand dürfte zwecklos sein, da REF laut 
"Fig.2:SchematicDiagram" sehr niederohmig direkt aus dem Spannungsregler 
kommt.

Datenblatt zum OP07:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07.pdf
die Zeichnung sieht korrekt beschaltet aus.

Autor: Andre R. (ltisystem)
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Christoph K. schrieb:
> Nach dem Schaltplan im Datenblatt ist REF einfach nur der (5V-)Ausgang
> eines Linearspannungsreglers. Das sind die gemessenen 5,002V von REF
> nach COM. Das eigentliche Messignal ist nicht differentiell
> herausgeführt sondern nur über OUT. Wieso der Hersteller hier nochmal
> einen externen Differenzverstärker vorschlägt ist mir nicht
> verständlich. Der linke 1M-Widerstand dürfte zwecklos sein, da REF laut
> "Fig.2:SchematicDiagram" sehr niederohmig direkt aus dem Spannungsregler
> kommt.
>
> Datenblatt zum OP07:
> http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07.pdf
> die Zeichnung sieht korrekt beschaltet aus.

heißt ja eigentlich, dass ich auch von out zu com messen könnte - was 
natürlich nicht funktioniert.

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Andre R. schrieb:
> heißt ja eigentlich, dass ich auch von out zu com messen könnte - was
> natürlich nicht funktioniert.

Nein, das heißt, dass das Ausgangssignal OUT ratiometrisch ausgewertet 
werden muss, i.e. proportional zu REF ist. Man könnte REF z.B. als 
Referenzsignal für einen hochauflösenden ADC verwenden und damit OUT 
digitalisieren.

Beim Auswerten kleiner Signale taucht natürlich sofort die Frage nach 
der erforderlichen Bandbreite auf, da das SNR zum Thema werden könnte

Autor: Andre R. (ltisystem)
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Okay ich hab eine Schaltung gebaut mit der es funktioniert. Da hab ich 
zwar ne Offset-Spannung von -0.6V aber damit beschäftige ich mich 
morgen. Dafür bekomme ich jetzt aber ca +-2V für die jeweilige Richtung. 
Schaltung ist im Anhang (LNT = Labornetzteil).


Grüße

Autor: Andre R. (ltisystem)
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Wolfgang schrieb:
> Andre R. schrieb:
>> heißt ja eigentlich, dass ich auch von out zu com messen könnte - was
>> natürlich nicht funktioniert.
>
> Nein, das heißt, dass das Ausgangssignal OUT ratiometrisch ausgewertet
> werden muss, i.e. proportional zu REF ist. Man könnte REF z.B. als
> Referenzsignal für einen hochauflösenden ADC verwenden und damit OUT
> digitalisieren.
>
> Beim Auswerten kleiner Signale taucht natürlich sofort die Frage nach
> der erforderlichen Bandbreite auf, da das SNR zum Thema werden könnte

Ok danke. Heißt ich könnte Ref an einen Arduino an ARef hängen und OUT 
an meinen MUX Kanal, richtig?

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