Hi Leute! Ich hoffe sehr, dass ihr mir helfen könnt. Ich habe auch schon nach meinem Problem im Forum gesucht aber noch nicht wirklich etwas was mir weiterhilft. Nun zu meiner Frage. Ich soll in einer Vorlesung eine Schaltung bauen. Mir wurde eine Verstärkerschaltung für das Thermoelement Typ K mit Visualisierung mit dem LM3914N zugewiesen. Leider hatte ich mit sowas noch nie Kontakt und verzweifele etwas. Die Forderung meines Profs ist, dass ich ein Thermoelement verstärke, welches im Temperaturbereich von 20-30°C messen soll. Dieses Signal soll dann an den LM3914N geleitet werden, welcher dann für 21°C die erste LED leuchten lassen soll, für 22°C die zweite usw. Zudem möchte er, dass 20°C 2V entsprechen und 30°C 3V. Soweit so gut. Ich habe mir die Referenztabelle für das Thermoelement genommen und gesehen, dass für 20°C das Element eine Spannung von 0,798mV ausgibt. Somit habe ich die Verstärkung berechnet um auf 2V zu kommen. Dann habe ich zwei LM741 genommen und den ersten mit einer Verstärkung von 23 versehen den zweiten mit einer Verstärkung von 101. Somit komme ich knapp an die 2V. Jetzt habe ich aber gemerkt Moment mal das Thermoelement misst nur Differenzen. Das heißt ich habe gar keine 0,798mV am Ausgang. Dann ist auch die Frage auch welche Differenz beziehen sich die 0,798mV? Mein Prof hat auch noch etwas von einem Differenzverstärker erwähnt. Allerdings weiß ich nicht wie das funktionieren soll, da ich nicht weiß welche Differenz er meint. Im Anhang habe ich mal ein Schaltbild von meiner Verstärkerschaltung und der Beschaltung des LM3914N. Dieser ist mir leider auch noch nicht zu 100% klar. Ich versorge diesen mit 5V. Er soll ja ab ca. 2V anfangen zu arbeiten. Deshalb habe ich an Rlo einen Spannungsteiler um den Eingang mit 2V zu versorgen. Nun kam ich an Refout. Hier bestimmt der Widerstand den LED Strom. Nach Formel habe ich 1kOhm genommen. Für Rhi habe ich es mit der anderen Formel berechnet. Für Ref out V habe ich dann meine Endspannung von 3V eingesetzt und für R=1,5kOhm bekommen. Dann habe ich Rhi mit Ref out verbunden um die 3 V dort anzulegen. Habe ich das soweit richtig oder habe ich einen Denkfehler oder auch mehrere? Die Verstärkerschaltung ist vermutlich nicht so richtig… Messgenauigkeit ist nicht so wichtig es sollen lediglich LEDs angehen, wenn man das Thermoelement erwärmt. Offset der OPs habe ich auch soweit minimiert (so gut es halt geht beim LM741). Auf dem Steckbrett funktioniert die Verstärkerschaltung schon ein bisschen, allerdings ist diese extrem empfindlich und wenn ich am Steckbrett an den Poti komme ist alles direkt verstellt und es funktioniert nichts mehr…. Ich hab echt Angst, dass er mich durchfallen lässt wenn die Schaltung nicht geht… So ich hoffe ich habe noch keinen abgeschreckt. Über Hilfe wär ich super glücklich…. Bei Fragen einfach Fragen ? Vielen Dank euch schon mal! Viele Grüße Tobias
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Kleiner Tipp, guck dir diesen Baustein an "AD 8495 AR", den gibt es bei Reichelt elektonik...
LM741 ist völlig ungeeignet, viel zu hoher Offsetspannungsdrift. Und eine Eispunktkorrektur fehlt auch.
leider wenig Zeit um Fragen zu beantworten... schrieb im Beitrag #5462260: > Kleiner Tipp, guck dir diesen Baustein an "AD 8495 AR", den gibt > es bei > Reichelt elektonik... Und als fertiges Platinchen vom Freundlichen.
> Dann habe ich zwei LM741 genommen Mal eine Frage die mich wirklich interessiert. Wie kommt eigentlich ein vermutlich 20jaehriger Student auf die Idee einen LM741 zu nehmen? Steht das im Script deines 80jaehrigen Professors? Das Teil war schon total veraltet als ich Student war. Oder muesst ihr den nehmen damit ihr die Unterschiede zwischen realen und idealem OP kennen lernt? :-) Noch ein Tip. Bau deine Schaltung erstmal mit LTSpice auf. Das Programm wird sowieso noch dein Freund. Nimm dort fuer die Simulation irgendeinen nicht zu schnellen R2R Opamp. z.B LT1006. Damit kannst du deine Ideen in Ruhe durchtesten. Eispunktkompensation kannst du mit irgendeinem Temperaturfuehler machen. LM35 oder sowas. Ich bin mir sicher das Linear/Analog dazu in den 80ern mal eine Applikation zu hatten.
Das wär schon mal eine Notlösung. Allerdings gehe ich davon aus dass mein Prof das selbst gesteckt haben möchte. Wenn ich mich nicht täusche sind in dem Bauelement 1 Invertierender, ein nicht invertierender und 1 Differenzverstärker verbaut. Könnte man diese auch selbst stecken und wie funktioniert die Eispunktkorrektur? Ich merk aber gerade dass es nicht so trivial ist wie gedacht. Andere in meinem Kurs bauen ne Ampel oder einen Zähler..... Was könnte er mit Differenzverstärkung gemeint haben? Das Problem ist er beantwortet keine Fragen mehr weil die Vorlesung schon rum ist. Sollen jetzt bis zum 02.07 die schaltungen fertig haben und vorstellen. Was ist bei dem AD8495AR mit Vref gemeint? Ist das die Spannung die zur Verstärkung dazu addiert wird? Also Vout=T*5mV/°C + Vref.
Hi Olaf ja mir wurde gesagt ich sollte den nehmen... ich versteh das auch nicht der offset ist einfach jenseits von gut und böse... ich muss versuchen die schaltung einfach zum laufen zu bringen. Ich bin über jeden tipp dankbar. Auch mit anderen Ops. Ich versuch das mal mit LTspice sollten uns eigentlich in eagle einarbeiten aber ich hab auch noch andere klausuren wie nur das.... aber naja. Ich hoffe dass ihr mir helfen könnt. vorallem verstehe ich nicht wie das mit den 20°C=2V und 30°C=3V funktionieren soll...
Tobias G. schrieb: > Allerdings gehe ich davon aus dass > mein Prof das selbst gesteckt haben möchte. Vor allem möchte er, daß du es selbst löst. Es ist nämlich eine kluge Aufgabenstellung an der man ein Menge über deine Fähigkeiten erkennen kann. Er will nicht wissen, ob du Trottel im Internet findest, die dir deine Hausaufgaben machen. RefHi aus RefOut abzuleiten, aber RefLo aus einen Trimmpoti von der Versorgungsspannung, ist doch nicht dein Ernst. Und wenn man schon den LM3914 mit 0V/5V fährt, aber 2V bis 3V anzeigt, sollten die 0V/5V auch für die OpAmps reichen, natürlich nicht den uA741. Fehlt noch ein Absolutwerttemperatursensor, da das Thermoelement eine absolute Spannung liefert, wäre ein absolutspannungslieferender Temperatursensor auch klug, vielleicht AS22100.
> ..vorallem verstehe ich nicht wie das mit den 20°C=2V und 30°C=3V
funktionieren soll...
Naja. Das bedeutet der Verstaerker soll so bemessen sein, dass 100mV/K
(1V pro 10K) rauskommen. Ein Typ K Thermoelement bringt um die 40uV/K,
bedeutet also die Verstaerkung sollte etwas in der Richtung von
100mV/40uV = 2500 sein. Das kann man zB mit 2 OpAmps in Serie mit je
Gain 50 machen.
Und den Nullpunkt muss man noch etwas verschieben. Sodass 20Grad=2V.
Wenn der OpAmp eine Drift von 1mV/K hat muss man eben dessen Temperatur
festhalten ... wir tun das mal in Gedanken.
:
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Hi Michael. Ich denke nicht, dass ich hier einen "Trottel" suche, der mir meine Hausaufgaben macht. Den Anspruch das selbst zu verstehen habe ich schon. Ich habe z.B. noch nie was von dem LM3914N gehört auch noch nie in meinem Leben irgendeinen Kontaktpunkt damit gehabt. Elektronik ist jetzt auch nicht gerade meine Stärke. Die Erklärung für Ref hi und Ref out habe ich mir aus dem Schaltbild aus dem Datenblatt gemacht. Was meinst du mit Refhi aus Ref low abzuleiten? Vorher hatte ich das auch mit nem Poti eingestellt aber laut Datenblatt hab ich es so verstanden, dass es über die Formel Ref out=1,25V*(1+R1/R2) berechnet wird. Ich lass mir das gerne erklären damit ich es verstehe. @Zitronen F. ja so habe ich das auch verstanden. Allerdings gibt mir mein Thermoelement bei 20°C keine 0,798mV aus sodass ich ja eigentlich keine Spannung bekomme wenn Spitze und Referenzstelle 20°C habe. Wie bekomme ich dann die 2V an Ausgangsspannung hin? Über den Offset nicht oder? Sorry wenn ich für den ein oder anderen so blöde Fragen stelle. Ein signal von 5mV auf 5V zu verstärken ist kein Problem das haben wir in der Vorlesung gelernt... Diese schaltung ist halt doch etwas schwieriger. Ich möchte das auch selbst hin bekommen brauche aber den ein oder anderen Tipp damit ich auf den richtigen weg komme...
Dann fehlt also noch ein Subtrahierer, dann kann man den Offset der Ausgangsspannung irgendwohin verschieben. Du moechtest 2V addieren, bedeutet -2V zu subtrahieren. Bedeutet, dann auch bipolar gespiesen.
Olaf schrieb: > Wie kommt eigentlich ein > vermutlich 20jaehriger Student auf die Idee einen LM741 zu nehmen? Steht > das im Script deines 80jaehrigen Professors? Ich weiss garnicht was du willst, ich habe im physikalischen Praktikum 15 Versuche mit Röhren machen müssen, Messen der Barkhausenschen Röhrengleichung und so, einen einzigen Versuch gab es mit einem NPN-Transistor, sozusagen als Alibi, denn auch damals gab es praktisch keine Röhrenschaltungen mehr. So gesehen ist doch ein 741 schon ein bemerkenswerter Fortschritt in unserem Bildungssystem, es gibt ihn ja immerhin noch. Olaf schrieb: > irgendeinen > nicht zu schnellen R2R Opamp. z.B LT1006 Aus vielen Threads hier kann man entnehmen, dass das Konzept von Single Supply und Rail-to-Rail heutigen Studenten noch weitgehend unbekannt ist. Da wundert es nicht dass die deutsche Autoindustrie das E-Auto einfach unbeachtet lässt, es gibt wohl kein qualifiziertes Personal dafür, ausser man verpflichtet ein paar Chinesen oder schickt unsere Studenten nach Shanghei. Georg
> ja mir wurde gesagt ich sollte den nehmen... ich versteh das auch nicht > der offset ist einfach jenseits von gut und böse... Naja, fuer Studenten liegt da ein gewisser Sinn drin. Wuerdest du einen modernen OP nehmen so waere der schon sehr nahe an einem idealen Operationsverstaerker und haette kaum Fehler. Es schadet aber nicht zu wissen das es diese Probleme gibt. Auch wenn natuerlich gerade fuer deine Anwendung der LM741 wirklich so das schlimmste ist was man sich vorstellen kann. Kuck mal hier: http://www.itiomar.it/pubblica/Telecomunicaz/applic_notes/an_LM335-1.pdf Ich wusste doch das ich das schon mal irgendwo gesehen hatte... AN225 von 1979 von National. Olaf BTW: Ich hab ab 1990 studiert und bin mir relativ sicher das wir uns am LM324 abarbeiten mussten. Der kann immerhin schonmal das untere Rail verwenden.
Oder man macht es so wie unsere Vorfahren es gemacht haben als es noch keine OPs gab. Zwischen Thermoelement und Verstaerker wurde ein Zerhacker geschaltet und aus der Gleichspannung eine Wechselspannung gemacht. Das kann man mit FETs oder wie frueher ueblich mittels Relaiskontakt machen. Dann hat man eine kleien AC Spannung die man problemlos, offsetfrei verstaerken kann. Hinter dem Verstaerker kommmt dann wieder ein Zerhacker (Chopper) der diese Wechselspannung syncron gleichrichtet.
@Zitronen F. Okay ja macht sinn. Dann würde ich also das Signal des Thermoelementes auf 100mV verstärken und dann den Differenzverstärker dahinterschalten mit V1=100mV variabel abhängig vom Element und V2=-2V konstant. Damit der Differenzverstärker eine Verstärkung von 1 hat muss ich alle Widerstände gleich wählen richtig? Das würde sinn machen. Ohne Eispunktkorrektur. Von der war auch nie die rede deswegen auch vermutlich der Bereich von 20-30°C.
Ich hatte auf dem Gymnasium Elektrotechnik Leistungskurs.... und das war die Hölle ich hatte gehofft es nie wieder machen zu müssen aber es kommt alles wieder. Die Widerstände des Differenzverstärkers sollte ich Hochohmig wählen damit die Signalquellen nich zu stark belastet werden oder? Danke für den Link Olaf!
Tobias G. schrieb: > Ich hatte auf dem Gymnasium Elektrotechnik Leistungskurs.... und > das war die Hölle ich hatte gehofft es nie wieder machen zu müssen aber > es kommt alles wieder. Die Widerstände des Differenzverstärkers sollte > ich Hochohmig wählen damit die Signalquellen nich zu stark belastet > werden oder? > > Danke für den Link Olaf! Und was studierst du nun bei dem solche Aufgaben auftauchen???
Angewandte Physik studier ich. Ist sehr Ingenieurfach lastig. Da haben wir eine Vorlesung zu Halbleiter in der alles mal angeschnitten wird und als Abschluss soll jeder ne Schaltung bauen.
Tobias G. schrieb: > Ich habe mir die Referenztabelle für das Thermoelement genommen und > gesehen, dass für 20°C das Element eine Spannung vo Bist Du sicher, dass Du weißt, was ein Thermoelement macht?
Tobias G. schrieb: > Was meinst du mit Refhi aus Ref low abzuleiten? Ich schrieb dass man RefLo aus RefOut ableiten sollte. Liest du immer so aufmerksam ?
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