Differenzverstärker?

[Andreas H. (andreas_h866)]

Hi Forum,
ich arbeite gerade an einem Projekt, dass ein Drucksensor von Honeywell

(https://www.mouser.de/ProductDetail/Honeywell/26PCBFB6G?qs=pLJKYPamQJzRdBmW89V%2Ftw%3D%3D)

beinhaltet. Dieser Sensor gibt mir -50 mV bei -5psi und +50 mV bei +5psi 
als ausgansspannung an. Ich möchte das ganze auf einen Beckhoffknoten 
einspeißen können, der mit 0-10V auflösen kann. Ich habe mir dafür eine 
Differenzverstärkerschaltung überlegt, aber ich hab irgendwo noch ein 
Denkfehler drin. Hat einer von euch eine Idee?

*Potentiometer sind beide 2kOhm Potis mit 10Gang

**der Wunschgedanke war: 5V=0psi, 0V=-5psi, 10V=+5psi

[Stefan F. (Gast)]

Wie hoch ist denn da der Verstärkungsfaktor?

Der hängt wohl von der Einstellung von X2 ab, war das beabsichtigt?

Überprüfe auch, ob Spannungen am Eingang des OP-Amp im gültigen bereich 
liegen.

Ich denke, der Ausgang kann nicht ganz auf 0 Volt herunter gehen. Da 
bleiben einige mV übrig. Ist das für deine Anwendung akzeptabel?

[Andreas H. (andreas_h866)]

Danke schonmal für deine Antwort!

Der Verstärkungsfaktor ist 100.
X1 und X2 sind 2k Ohm, laufen beide auf 50% (1kOhm)

Das war beabsichtigt um den null punkt genau zu bestimmen.

Spanungen am OP sind in Ordnung.

Wenn es nicht ganz auf 0V geht ist das vollkommend in Ordnung, da ich 
nicht unter 4psi komme.

[Günter Lenz (Gast)]

von Andreas H. schrieb:
>aber ich hab irgendwo noch ein
>Denkfehler drin. Hat einer von euch eine Idee?

Die Eingangswiderstände der beiden Eingänge sind
unterschiedlich, der +Eingang 100 kOhm und der
-Eingang fast 0 Ohm. Ob das in deiner Anwendung
stört weiß ich nicht. Wenn das nicht sein soll,
müstest du X1 0 Ohm machen und X2 100 kOhm.

[Andreas H. (andreas_h866)]

Die beiden Potentiometer sind beide auf 1kOhm gestellt.
Ich dachte immer in der Differenzverstärkerschaltung ist X1=X2 und 
R3=R4? Wie kommt du auf die 0 und 100kOhm?

[Karadur (Gast)]

Deine Annahmen gelten für den Instrumentenverstärker != Subtrahierer.

Deine Schaltung ist ein Subtrahierer. Schau mal nach Grundschaltungen.

[Günter Lenz (Gast)]

von Andreas H. schrieb:
>Wie kommt du auf die 0 und 100kOhm?

+Eingang = 100 kOhm weil R4 100 kOhm ist,
-Eingang = 0 Ohm weil es da eine Gegenkopplung
gibt, virtueller Kurzschluß.

[Achim S. (Gast)]

Andreas H. schrieb:
> Wie kommt du auf die 0 und 100kOhm?

Ausgang 2 deines Sensors sieht 101kOhm gegen Masse. Ausgang 2 deines 
Sensors sieht 1kOhm gegen das Potential, dass der OPV an Pin 2 fest 
vorgibt. Damit belastest du die beiden Teilsignale deines Sensors sehr 
ungleichmäßig. Und weil der Innenwiderstand deines Sensors im Bereich 
2,5kOhm liegt, verzieht das dein Sensorsignal.

Mit dem von Karadur vorgeschlagenen Instrumentenverstärker hast du das 
Problem nicht, da sind beide Eingänge wirklich hochohmig.

[MaWin (Gast)]

Andreas H. schrieb:
> aber ich hab irgendwo noch ein Denkfehler drin.

1. Du verstärkst nur eine positive Differenz. Möchtest du 0 bei 5V 
haben, muss R4 auch an 5V.

2. ein 50mV Signal mit einem superspottbilligen OpAmp zu verstärken der 
schon 7mV Fehler jat ist grober Unsinn. Nimm mindestens LT1013 oder 
OPA196.

3. Die Differenzspannung ist proportional zur Versorgungsspannung. Du 
brauchst sehr stabile 15V wenn du mit dem Messergebnis was anfangen 
können willst.

4. Du beziehst den Verstärkungsfaktor auf den Widerstand der 
Messebrücke, und da noch per Poti einstellbar. Potis sind immer ungenau. 
Man verstärkt Differenzen mit 0.1% Festwiderständen und entkoppelt 
Brücke von Differenzverstärker durch Buffer -> Instrumentenverstärker.

[Andreas H. (andreas_h866)]

Danke schonmal allen für die Mühe!

Ein bisschen zu mir. Ich fang in einer Woche mein zweites Jahr als 
Techniker für Elektrotechnik an und da bekomm ich dann erst 
schaltungstechnik beigebracht, deswegen bin ich leider noch nicht so 
familiär mit dem ganzen Thema. Das ganze hier soll meine Projektarbeit 
für das kommende Jahr werden!

Also.. ich hab mir den Instrumentenverstärker mal durchgelesen und 
aufgebaut. Die Funktion ist schonmal da!

MaWin schrieb:
> ein 50mV Signal mit einem superspottbilligen OpAmp zu verstärken der
> schon 7mV Fehler jat ist grober Unsinn. Nimm mindestens LT1013 oder
> OPA196.

Danke für die Infos, ich hab den L324 erstmal als "Grobes Versuchsobjet" 
da ich den noch zuhause hatte. Sollte das ganze dann funktionieren, 
werde ich mich dann auf die Genauigkeit arbeiten.

MaWin schrieb:
> Die Differenzspannung ist proportional zur Versorgungsspannung. Du
> brauchst sehr stabile 15V wenn du mit dem Messergebnis was anfangen
> können willst.

Wird ein Spannungsregler L7815CV stabil genug sein?

MaWin schrieb:
> Du beziehst den Verstärkungsfaktor auf den Widerstand der
> Messebrücke, und da noch per Poti einstellbar. Potis sind immer ungenau.
> Man verstärkt Differenzen mit 0.1% Festwiderständen und entkoppelt
> Brücke von Differenzverstärker durch Buffer -> Instrumentenverstärker.

Kann ich das ganze mit Poti als Versuch aufbauen und dann genaue 
Festwiderstände mir besorgen oder wird die Funktion damit 
beeinträchtigt?

Ich bekomme jetzt 1-5V bei Druck aber auch 1-5V bei Unterdruck

*Sorry für 3x das gleiche Bild

[Harald W. (wilhelms)]

Andreas H. schrieb:

> Also.. ich hab mir den Instrumentenverstärker mal durchgelesen und
> aufgebaut. Die Funktion ist schonmal da!

Sowas baut man heutzutage nicht auf, sondern kauft es fertig als IC.

[Andreas H. (andreas_h866)]

Harald W. schrieb:
> Sowas baut man heutzutage nicht auf, sondern kauft es fertig als IC.


Danke für die Info, aber da es ein Schulprojekt ist, würde ich 
wenigstens gern das ganze verstehen bevor ich es verbau!

[Harald W. (wilhelms)]

Andreas H. schrieb:

>> Sowas baut man heutzutage nicht auf, sondern kauft es fertig als IC.
>
>
> Danke für die Info, aber da es ein Schulprojekt ist, würde ich
> wenigstens gern das ganze verstehen bevor ich es verbau!

Nun, wenn Du keinen Wert auf genaue Messungen legst...

[Karadur (Gast)]

Für ein negatives Signal benötigst du auch eine bipolare Versorgung des 
OPs.