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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzverstärker Abweichung von mehreren mV


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Autor: Erik K. (Firma: miunske GmbH) (oleeiner)
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Hallo Zusammen,

ich habe für eine Temperaturmessung mit PT100 einen Differenzverstärker 
aufgebaut. In der Theorie sollte der mir bei etwa 24 °C eine Spannung 
von 10,9 mV ausgeben. Die 10,9 mV liegen auch am Eingang des 
Differenzverstärkers an (gemessen hinter dem Ausgang der 
Impedanzwandler). Allerdings rechnet der Subtrahierer falsch. Statt 10,9 
mV auszugeben gibt der OPV je nach Kanal 10,6 mV oder 11,5 mV aus.
Die Platine habe ich schon mehrfach überprüft und keine Fehler gefunden. 
Als OPV wird der OPA735 eingesetzt. Die Widerstände haben eine Toleranz 
von 1%.
OPV wurde ebenfalls schon getauscht, leider ohne Erfolg.

Gibt es einen Effekt des OPVs, welchen ich übersehe? Hat jemand eine 
Idee woher der Fehler kommt?

Meine Idee wäre jetzt aus der Verstärkung von 1 eine Verstärkung von 
1000 zu machen, damit dürften sich die Unterschiede nicht so extrem 
auswirken.

Viele Grüße,
oleeiner

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Erik K. schrieb:
> Die Widerstände haben eine Toleranz von 1%.
Sind die aus der gleichen Charge vom gleichen Gurt?

Autor: Erik K. (Firma: miunske GmbH) (oleeiner)
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Lothar M. schrieb:
>> Die Widerstände haben eine Toleranz von 1%.
> Sind die aus der gleichen Charge vom gleichen Gurt?

Ja, sollten sie sein. Aber ich werd die nochmal austauschen.

: Bearbeitet durch User
Autor: MiWi (Gast)
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Erik K. schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> ich habe für eine Temperaturmessung mit PT100 einen Differenzverstärker
> aufgebaut. In der Theorie sollte der mir bei etwa 24 °C eine Spannung
> von 10,9 mV ausgeben. Die 10,9 mV liegen auch am Eingang des
> Differenzverstärkers an (gemessen hinter dem Ausgang der
> Impedanzwandler). Allerdings rechnet der Subtrahierer falsch. Statt 10,9
> mV auszugeben gibt der OPV je nach Kanal 10,6 mV oder 11,5 mV aus.
> Die Platine habe ich schon mehrfach überprüft und keine Fehler gefunden.
> Als OPV wird der OPA735 eingesetzt. Die Widerstände haben eine Toleranz
> von 1%.
> OPV wurde ebenfalls schon getauscht, leider ohne Erfolg.
>
> Gibt es einen Effekt des OPVs, welchen ich übersehe? Hat jemand eine
> Idee woher der Fehler kommt?
>
> Meine Idee wäre jetzt aus der Verstärkung von 1 eine Verstärkung von
> 1000 zu machen, damit dürften sich die Unterschiede nicht so extrem
> auswirken.
>
> Viele Grüße,
> oleeiner

das ist genau die Schaltung die am allerwenigsten für diese Dinge zu 
gebrauchen ist. Nett gedacht doch ohne Fehlerabschätzung ist sie Mumpitz 
und das merkst Du bereits.

Schau dir zB.  AoE III an, da sind einige gute Alternativen aufgelistet.


MiWi

Autor: Bademeister (Gast)
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Eine wichtige Frage ist - sind die 10,9 mV am Eingang des 
Differenzverstärkers nur 10,9 mV zu 0 V oder liegt da noch ein 
Gliechtakt an? ALso z.B. 1,0109 V zu 1 V. Falls letzteres der Fall ist, 
braucht man eher einen Instrumentenverstärker - die drei OPs sind ja eh 
schon da.

https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker

Autor: Der Andere (Gast)
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MiWi schrieb:
> Nett gedacht doch ohne Fehlerabschätzung ist sie Mumpitz
> und das merkst Du bereits.

Ich meine im Tietze-Schenk ist eine Fehlerabschätzung drin im Vergleich 
Differenzierer zu Instrumentenverstärker.

Autor: Erik K. (Firma: miunske GmbH) (oleeiner)
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Bademeister schrieb:
> Eine wichtige Frage ist - sind die 10,9 mV am Eingang des
> Differenzverstärkers nur 10,9 mV zu 0 V oder liegt da noch ein
> Gliechtakt an?

Es ist wirklich so, dass noch ein Gleichtakt anliegt.



Ich werde mal einen Kanal (insgesamt sind es 4) umbauen und testen.

Der Andere schrieb:
> Ich meine im Tietze-Schenk ist eine Fehlerabschätzung drin im Vergleich
> Differenzierer zu Instrumentenverstärker.


Oh cool. Muss ich mir unbedingt durchlesen.

Autor: MiWi (Gast)
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Der Andere schrieb:
> MiWi schrieb:
>> Nett gedacht doch ohne Fehlerabschätzung ist sie Mumpitz
>> und das merkst Du bereits.
>
> Ich meine im Tietze-Schenk ist eine Fehlerabschätzung drin im Vergleich
> Differenzierer zu Instrumentenverstärker.

ich kenn einen T&S (irgendwann aus 1990) als auch AoE III und die 
Lesbarkeit der beiden ist ein riesiger Unterschied - mit anderen Worten: 
den T&S den ich kenne ist zwar mathematisch korrekt, das Verständnis 
einer Schaltungstopologie kann AoE allerdings um Welten durch 
Schaltungsprosa besser vermitteln.

Daher rate ich jedes mal bei solchen Verständnisfragen zum AoE, damit 
die Fragenden verstehen(!) worum es geht, der Rest (also das 
Dimensionieren einer Schaltung) ist ja dann "nur" mehr oder weniger 
Kleinkram...

MiWi

Autor: fast (Gast)
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MiWi schrieb:
> Schau dir zB.  AoE III an

Schon mal nach "AoE III" gegoogelt?

Autor: Erik K. (Firma: miunske GmbH) (oleeiner)
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fast schrieb:
> Schon mal nach "AoE III" gegoogelt?

Die Auflösung der Abkürzung würde mich auch interessieren. Ich glaube 
kaum, dass man in Age of Empires 3 die gewünschten Informationen findet.

Autor: Thomas E. (picalic)
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Erik K. schrieb:
> Es ist wirklich so, dass noch ein Gleichtakt anliegt.

Bei Gleichtakt schlagen evtl. Abweichungen der Widerstände voll durch. 
Und 1% Widerstände sind da schon sehr unpräzise, wenn am Ausgang 10tel 
mV zählen. Bei 1V Gleichtakt sind 1% ja schon 10mV.

Autor: Roland F. (rhf)
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Hallo,

>> Schon mal nach "AoE III" gegoogelt?
>
> Die Auflösung der Abkürzung würde mich auch interessieren. Ich glaube
> kaum, dass man in Age of Empires 3 die gewünschten Informationen findet.

THE ART OF ELECTRONICS, THIRD EDITION,

_/*sehr*/_ empfehlenswert. Es vermittelt das Verständnis und ist 
pragmatisch , während TS (Tietze-Schenk) ins mathematische Detail geht. 
Beide zusammen ergänzen sich perfekt.

rhf

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Die Gleichtaktverstärkung der Schaltung ist

Eine darauf angewandte Fehlerrechnung ergibt, dass bei vier nominell
gleichen Widerständen ein relativer Fehler f eines der Widerstände zu
einem absoluten Fehler der Ausgangsspannung von

führt. Sind alle vier Widerstände fehlerbehaftet, kann sich der Fehler
der Ausgangsspannung schlimmstenfalls (fast) vervierfachen, so dass dann

Für f = 1% und Ug = 1 V sind das immerhin 20 mV.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: ths (Gast)
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Kurz und gut: Nimm einen fertigen Instrumentenverstärker. LT1167 o.ä. 
Das funktioniert, ist einfacher und unterm Strich billiger.

Autor: Der Andere (Gast)
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MiWi schrieb:
> ich kenn einen T&S (irgendwann aus 1990) als auch AoE III und die
> Lesbarkeit der beiden ist ein riesiger Unterschied - mit anderen Worten:
> den T&S den ich kenne ist zwar mathematisch korrekt, das Verständnis
> einer Schaltungstopologie kann AoE allerdings um Welten durch
> Schaltungsprosa besser vermitteln.

Ich wollte nur darauf hinweisen daß dazu auch was im Tietze Schenk steht 
und das war soweit ich mich erinnere nicht so unverständlich.
Das war als ergänzender Hinweis gedacht, denn es soll Leute geben die 
einen T&S zuhause haben aber keinen Art of Electronics.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Erik K. schrieb:

> Gibt es einen Effekt des OPVs, welchen ich übersehe?

Die Offsetspannung?

Autor: J Zimmermann (Gast)
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Sofern Dein PT100 guten thermischen Kontakt zur Messstrecke hat, kannst 
Du den Strom durchs PT100 vielleicht etwas grösser machen, dann stört 
der Offset nicht ganz so.
Verstärkung erhöhen dürfte nicht helfen, wenn die Fehler am Eingang 
passieren, die werden dann mit verstärkt.
Offset der OPV - lt. Datenblatt 5µV - eher nicht, auch Bias-Strom kanns 
nicht sein.
Widerstände ausmessen und 4 möglichst gleiche auswählen?
mfg

Autor: at suppertime (Gast)
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Erik K. schrieb:

>
> Gibt es einen Effekt des OPVs, welchen ich übersehe? Hat jemand eine
> Idee woher der Fehler kommt?

Studiere ggf. mal die AN4586 von ST da gibt es recht anschaulich 
worst-case Betrachtungen zu den drei gebräuchlichen Konfigurationen. 
hier S. 4 u. 5

Autor: Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite
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Wie sieht denn der Rest der Schaltung aus? Warum muss es überhaupt 
differentiell gemessen werden. Ändere doch einfach die Stromquelle 
entsprechend.

Autor: Dieter (Gast)
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Schau Dir die Schaltungen genau an.

Bademeister schrieb:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker

Der dort kritische Widerstand ergänze um ein Poti das höchstens 2% 
verändert, oder lass noch Platz auf der Platine für eine Serien- und 
Parallelwiderstand für das Feintuning.

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