Hallo zusammen, ich arbeite momentan an einem Projekt mit einem Sensor der eine Spannung zwischen ungefähr -1mV bis +3mV erzeugt. Ein Arduino soll die Spannung mit einem ADC auslesen. Eine postive Spannung mit einem OpAmp und der Arduino Versorgungspannung zu verstärken ist ja recht einfach. Aber wie bekomme ich es hin den Bereich von -1mV bis 3mV zu verstärken, ohne das der negative Anteil verloren geht und dieser ebenfalls verstärkt wird. Quasi ein Offset vor dem OpAmp. Ich wäre für jede Antwort dankbar! Schönen Abend euch Robin
In dem du vor der Verstärkung einen Offset von 3mV addierst bzw. hinterher von VRef/2. Dann kommt nach der Verstärkung z.B. 0 bis 1V bei raus, und liefert 0.5V wenn der Sensor genau 0mV liefern würde, 0V bei -3mV und 1V bei +3mV. Allerdings: wenn du genau messen willst, sollte man den Offset nicht annehmen, sondern mitmessen. Und wenn dein 1mV mit 1024 (10 bit) oder mehr Auflösung gemessen wird, bewirkt schon eine Thermospannung unterschiedlicher Metalle im Mikrovoltbereich einen Messfehler von mehreren bit. Man misst dann mit abwechselnder Polarität, um Messfehler durch Thermospannungen eliminieren zu können. Zudem nutzt man Chopper(auto zero)Operationsverstärker damit der Fehler durch Verstärkung nur im Mikrovolt Bereich bleibt. Und man würde als Spannung dieselbe Spannung nutzen, die auch der A/D Wandler als Referenz nutzt, damit man keine Fehler durch 2 unterschiedlich sich mit Temperatur und Alterung ändernde Referenzspannungen hat. Messen mit einem Messbereich von Millivolt und einer Auflösung und gewünschten Genauigkeit von Mikrovolt ist also anspruchsvoll und erfordert mehr Aufwand. Schon das Biegen einer Leiterplatte führt zum Drift im Mikrovoltbereich, Erwärmung erst recht, die 50Hz der Netzwechselspannung auch und Einstreuung vom danebenliegenden Handy können mehr als 100% Messfehler bewirken.
Danke zunächst für die Anworten! Luca E. schrieb: > https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset Ja die hatte ich auch schon ausrpobiert, leider kommt da nichts Erwünschtes bei raus. Vermutlich weil die Offsetspannung von der Sensorspannung abgezogen wird und dann verstärkt. MaWin schrieb: > In dem du vor der Verstärkung einen Offset von 3mV addierst bzw. > hinterher von VRef/2. Wie genau wird aber dieser Offset in der Schaltung realisiert? Nach dem OpAmp bringt es mir ja nichts mehr, da der negative Anteil ja verloren geht. Und vor dem OpAmp hab ich bisher nichts gefunden, was funktioniert hat. MaWin schrieb: > Messen mit einem Messbereich von Millivolt und einer Auflösung und > gewünschten Genauigkeit von Mikrovolt ist also anspruchsvoll und > erfordert mehr Aufwand. Das stimmt und wird mich wahrscheinlich auch noch vor Probleme stellen. zunächst aber erstmal die Verstärkung. Dank auf jeden Fall für den Hinweis hierzu.
Robin H. schrieb: > zunächst aber erstmal die Verstärkung. Nein, Du kannst die Verstärkung nicht getrennt von den anderen erforderlichen Eigenschaften betrachten. Wahrscheinlich wäre ein integrierter Instrumentierungsverstärker eh besser geeignet als eine diskrete OP-Schaltung. Und wenn das ganze halbwegs störarm und hochauflösend sein soll, könnte man auch über einen separaten ADC nachdenken. Das A&O ist zudem eine ordentliche Betrachtung der Bezugspotentiale.
Robin H. schrieb: > Wie genau wird aber dieser Offset in der Schaltung realisiert? Durch Addieren, da gibt es zumindest 2 Standardschaltungen, per Widerstand oder OpAmp > Nach dem > OpAmp bringt es mir ja nichts mehr, da der negative Anteil ja verloren > geht Der geht nicht verloren, wenn der OpAmp mit einer ausreichend negativen Versorgungsspannung (z.B. -5V) betrieben wird, um auch negative Spannungen ausgeben zu können.
Angehängte Dateien:
-
temp.jpeg
400 KB
Moin, wie wäre es wenn Du dein Signal DC entkoppelst und über Kondensator mit Spannungsteiler dahinter in den OPamp fütterst? Du müsstest dann halt nur wissen wie schnell dein Messsignal ist weil ja der Filter mit C1 zu R1 da ist... Die Sprungantwort vom OPamp ist vernachlässigbar. gruß, michi (:
:
Bearbeitet durch User
MaWin schrieb: > Der geht nicht verloren, wenn der OpAmp mit einer ausreichend negativen > Versorgungsspannung (z.B. -5V) betrieben wird, um auch negative > Spannungen ausgeben zu können. Mit negativen Spannungen kann der ADC des Arduino nichts anfangen. Wozu soll der OpAmp die dann ausgeben (können)?
Micha W. schrieb: > Du müsstest dann halt > nur wissen wie schnell dein Messsignal ist weil ja der Filter mit C1 zu > R1 da ist... Hallo Michi, danke für den Vorschlag und der Skizze! Ich glaube aber das ist ein wenig zu ungenau. Andreas S. schrieb: > Wahrscheinlich wäre ein > integrierter Instrumentierungsverstärker eh besser geeignet als eine > diskrete OP-Schaltung. Ja wahrscheinlich schon, geht hier mehr um die Grundlagen und nicht Genauigkeit. Ich hab auch die Möglichkeit das zu testen. Ist bestimmt interessant zu sehen wie wesentlich sich die Schaltung verbessert. Aber: Kann es sein das die Schaltung nicht funktionieren wird, wenn der OP-Amp nicht mit -/+ Versorgungsspannung betrieben wird? Dann sollte die Schaltung ja mit einem Verstärker mit Offset funktionieren.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.