Hallo zusammen. Ich hätte eine Frage bezüglich der Spannungsversorgung eines Instrumentenverstärkers. Der Instrumentenverstärker soll einen Shunt abtasten der bipolaren Strom führt: Verbraucherstrom und Ladestrom Die angehängte Zeichnung zeigt die Struktur grob umrissen. Die gestrichelten Linien zeigen die Messleitungen des Shunts. Auf eines von beiden Potentialen (Vers-[1] oder Vers-[2]) wird der Minus-Pol der Elektronik gelegt, natürlich über eine separate Leitung. Vers-[1] hat den Vorteil, dass die Elektronik ihren eigenen Stromverbrauch auch messen kann. Für mein Problem ist das aber ohne Belang. Dadurch, dass der Strom bipolar ist, wird das Shunt-Potential, das nicht auf Masse gelegt wird, zwingend zeitweise gegenüber diesem negativ. Meiner Meinung nach brauche ich also eine bipolare, d.h. negative Spannungsversorgung für den Instrumentenverstärker, oder? Und das selbst dann, wenn dessen Ausgangsleitung nicht auf Massepotential sondern z.B. auf die 2,5V Referenzspannung eines AD-Wandlers bezogen wird. Vielen Dank schon mal.
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Michael S. schrieb: > Ich hätte eine Frage bezüglich der Spannungsversorgung eines > Instrumentenverstärkers. Für mich hört sich dein Problem nach Analogelektronik an. Warum nimmst du nicht einfach einen INA240? (Versorgung unipolar 2.7 .. 5.5V, Sense-Eingänge -4 .. +80V). Oder warum muss die Spannung am Shunt so besonders hochohmig mit einem Instrumentenverstärker abgenommen werden?
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Vielen Dank für die schnelle Antwort. Zweifellos ist das ein Analogelektronikproblem. Da sollte es auch hin. Scheinbar hab ich den Thread falsch eingeordnet. Ist mein Erster, wahrscheinlich hab ich die Auswahl des Technikbereichs übersehen. Der INA240 ist interessant. Der erfüllt zwar nicht die Anforderungen: Er müsste im DIP-Gehäuse verfügbar sein. Aber da findet sich bestimmt ein anderer, entsprechender. Aber ich seh ein anderes Problem: Die Referenzspannung ist intern. Die ist zwar durch den Spannungsteiler in etwa bei 50% der Versorgungsspannung, aber veränderlich durch die Gleichtaktspannung. Gut die krieg ich weg, denn dieser Eingang wird ja auf Masse gelegt. Trotzdem seh ich das Problem, dass der Nullpunkt nicht stimmen könnte, da ich beim uC die selbe AD-Referenzspannung erwischen muss. Beim Überfliegen des Datenblatts konnte ich die Widerstandswerte nicht finden. Aber wahrscheinlich spielt die Stromaufnahmme der Eingangsleitungen bei einem Milliohmshunt wirklich keine Rolle. Dieser Baustein entspricht quasi der zweiten Stufe eines Instrumentenverstärkers, oder? D.h. nur der Dritte der in einem Instrumentenverstärker verbauten Operationsverstärker. Die ersten beiden sind nur zur Reduktion der Stromaufnahme? Die Messgenauigkeit müsste daher vergleichbar sein... Aber ansonsten: Der Instrumentenverstärker würde eine bipolare Spannungsversorgung benötigen?
Um einen Shunt zu verstaerken genuegt ein guenstiger MCP616, vorausgesetzt man hat die Analogik auch gleich auf demseblen Potential wie der Shunt. Vorsicht mit der Leiterfuehrung.
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Michael S. schrieb: > Meiner Meinung nach brauche ich also eine bipolare, d.h. negative > Spannungsversorgung für den Instrumentenverstärker, oder? Nö. Du sagst ja selbst... Michael S. schrieb: > Und das selbst dann, wenn dessen Ausgangsleitung nicht auf > Massepotential sondern z.B. auf die 2,5V Referenzspannung eines > AD-Wandlers bezogen wird. ...dass du einen Offset gut brauchen könntest. Im Anhang ( https://electronics.stackexchange.com/questions/103417/determining-correct-requirements-of-instrumentation-amp-in-measuring-large-curre ) von +in nach VCC ein Pullup und du hast deinen Offset. mfg mf
PS: Statt VCC natürlich "+VS". Muss aber stabil und weitgehend rauschfrei sein, da das direkt am Ausgang sichtbar wird. "-VS" kommt dann an Masse ran.
Michael S. schrieb: > Aber ansonsten: Der Instrumentenverstärker würde eine bipolare > Spannungsversorgung benötigen? Die Antwort darauf lautet: kommt drauf an. "Klassische" Instrumentenverstärker mit dem oben von dir skizzierten 3-OpAmp Design sind tastächlich recht heikel, was den Gleichtaktbereich am Eingang angeht. Nicht nur der Eingang selbst darf nicht in Sättigung gehen, sondern auch die beiden Ausgäne der ersten Verstärkerstufe dürfen es nicht. Ob es da Probleme geben könnte hängt ab von - der Gleichtaktspannung des Eingangs - der Differenzspannung am Eingang - dem Wert von Vref - der eingestellten Verstärkung - dem konkreten Instrumentenverstärkerbaustein Eine allgemeine Antwort gibt es also nicht, es kommt auf den konkreten Fall an. Analysiert wird das üblicherweise anhand des Diamond-Plots https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN-1401.pdf Um den Nutzern das Leben leichter zu machen haben diverse Herstelle entsprechende Online-Tools, die die Rechnung für dich übernehmen. Siehe z.B.: https://www.analog.com/designtools/en/diamond/#difL=-0.1&difR=0.1&difSl=-0.1&gain=100&l=-8&pr=AD8422&r=8&sl=-8&tab=1&ty=1&vn=-15&vp=15&vr=0 Du gibst alle relevanten Daten deines Verstärkers ein und kannst ablesen, ob du im erlaubten Bereich bleibst.
Also vielen Dank nochmal für die prompten Antworten. Ich werde wahrscheinlich tatsächlich den INA240 nehmen. Ich muss noch schauen, ob das mit den Shunts die schon vorhanden sind, und dem gewünschten Messbereich passt. Falls nicht, und ich nicht weiter weiß, dann melde ich mich nochmal. Aber bis dahin, wie gesagt, vielen Dank.
Falls der Strom sich nicht zu schnell ändert, wäre eine Instrumentenverstärkerlösung mit kapazitiver Übertragung möglichereise eine Vereinfachung. Siehe LTV2053 und ähnliche Produkte..
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