Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzverstärker


von Sebastian M. (basti_481803)


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Hallo, ich möchte mit dem INA105 Differenzverstärker Spannungen 
ermitteln lassn und über den MCP3008 einlesen und anschließend auf einem 
Raspi anzeigen lassen. Wie genau muss ich den Differenzverstärker 
anschliessen ? IN+ und IN- ist mir klar, genauso wie Output !
Habe 5V zur Verfügung die dann an V+ oder,? Masse an V- und Ref auch ? 
was ist sense ?

danke

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> mit dem INA105
Du musst mal auch auf die nachfolgenden Seiten des Datenblattes 
umblättern...

> Habe 5V zur Verfügung die dann an V+ oder,? Masse an V-
Vergiss es. Das Ding ist für typisch +-15V und minimal +-5V 
spezifiziert. Da kommst du mit diesen 0V/5V nirgendwo hin.

> ich möchte mit dem INA105 Differenzverstärker Spannungen
> ermitteln lassn
Beschreib doch mal dein eigentliches Problem und nicht deinen 
Lösungsversuch.

: Bearbeitet durch Moderator
von Sebastian M. (basti_481803)


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ok ich habe es befürchtet!
Will Spannungen aus seriellen Spannungsquellen lesen und der Mcp kann 
maximal 5V und die Spannungen sind ca 3V.
Wie wäre es sonst möglich?
andere differenzverstärker?

von Michael D. (Firma: indEAS) (indeas)


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Wie genau möchtest du denn messen? Auflösung?
Wie sieht das Teil aus, das die zu messende Spannung erzeugt?

: Bearbeitet durch User
von was? (Gast)


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Was sind denn "seriellen Spannungsquellen"?

von Sebastian M. (basti_481803)


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auflösung nicht so entscheident es reicht eine Nachkommastelle und die 
ist nichtmal ausschlaggebend !

sind Batterien die in Reihe sind?

wie wäre die verschaltung des differenzverstärker wenn ich +15v und -15V 
anlegen könnte.

alternativen ?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm
Das ist die einfache Ausführung eines Differenzverstärkers mit nur einem 
OP. Der Eingangswiderstand ist nicht so groß wie bei der 3-OP-Version.
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/diffamp.htm
Kapitel "Der "echte" Differenzverstärker oder der 
Instrumentationsverstärker"

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> wie wäre die verschaltung des differenzverstärker wenn ich +15v und -15V
> anlegen könnte.

am einfachsten genau so, wie im Datenblatt als Fig. 1 gezeigt. Du 
müsstest aber auch bei Versorgung mit +-15V immer noch darauf achten, 
dass die Eingangsspannungen im erlaubten Bereich liegen.

Sebastian M. schrieb:
> sind Batterien die in Reihe sind?

Bitte wenn möglich am Ende von Fragen ein Fragezeichen setzen und am 
Ende von Aussagen einen Punkt. Das macht die Interpretation einfacher...

von Michael D. (Firma: indEAS) (indeas)


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Du möchtest also bei einer Reihenschaltung von z.B. Batterien oder Akkus 
schauen, ob die einzelnen Zellen OK sind?
Ist das ein Ladegerät?
Es reicht dir dann wahrscheinlich schon ein einfacher Spannungsteiler 
für jeden Abgriff. Du kannst aus den einzelnen AD-Werten den Rest 
berechnen....

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> sind Batterien die in Reihe sind?
Wie viele mit welcher Spannung?
Und wie genau willst du deren Spannung ermitteln?

von Sebastian M. (basti_481803)


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sorry habe mich vertippt

die Zellen werd entladen und ich überwache den Wert.

Sind wahrscheinlich 8 aber das ist nicht relevant wie viele es sind

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> Sind wahrscheinlich 8 aber das ist nicht relevant wie viele es sind
Ja, natürlich ist es relevant, denn du willst ja eine Schaltung dafür 
entwickeln...

Ich habe diese Fragen nicht zum bloßen Zeitvertreib gestellt, sondern 
weil diese Angaben wichtig für die Schaltungsauslegung sind.

von Michael D. (Firma: indEAS) (indeas)


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Um die Spannungen direkt über (hochohmige) Teiler zu messen, würden ein 
paar µA abfließen und die Akkus entladen. Ein OP als Spannungsfolger 
wäre da schon ein guter Ansatz. Der LM2904 hat nur 10nA als 
Eingangsstrom und wäre für Spannungen bis 36V OK.
Danach dann einen einfachen Spannungsteiler und diese Spannung mit 10 
Bit auflösen. Damit beträgt bei 30V Eingangsspannung die Auflösung ca. 
30mV.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> wie wäre die verschaltung des differenzverstärker wenn ich +15v und -15V
> anlegen könnte.
>
> alternativen ?
Ob mit einzelnen OPAs oder mit dem INA105: bei richtiger Wahl des OPA 
geht beides. ±15V braucht man nicht, aber 0V und VCC, das größer ist als 
die Summenspannung der acht Zellen.

Sebastian M. schrieb:
> Sind wahrscheinlich 8 aber das ist nicht relevant wie viele es sind
Es ist insofern relevant, dass man ja an der obersten messen will und 
das nur geht, wenn die Versorgungsspannung größer ist als die 
Summenspannung.

Wenn ich deinen Schaltungswunsch richtig verstanden haben, dann könnte 
das so aussehen wie im Anhang.
Dabei entspricht die Anordnung in dem Rechteck dem INA105. Er verwendet 
intern Widerstände, die vermutlich aufeinander abgestimmt und 
abgeglichen sind, der Wert selber ist weniger kritisch. Ich habe ihn 
'diskret' aufgebaut mit dem AD820 und zudem noch einen Spannungsfolger 
davor geschaltet.
Es geht auch ohne diesen, dann werden die Zellen aber mit den Strömen 
durch die Widerstände belastet und entladen sich. Ob es für deine 
Anwendung egal ist, wenn da ein paar µA/mA zusätzlich fließen, kann ich 
nicht beurteilen, jedenfalls werden die oberen Zellen stärker belastet.

von MaWin (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Sind wahrscheinlich 8 aber das ist nicht relevant wie viele es sind

Natürlich ist das relevant, weil das was zu den erwartbaren Spannungen 
aussagt, sonst sind die Antworten auch nicht relevant.


Vielleicht hilft dir der INA117

von ths (Gast)


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Bei Spannungen unter 18 V kann man auch mit dem LTC6943 einiges 
anstellen. s. Figure 1

von Sebastian M. (basti_481803)


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Danke, ich kann ja die Spannung der letzten Zelle also die maximal 
Spannung an den OPV anlegen oder ??
welche funktion haben die opvs vor dem INA 105 ? danke schonmal

von Sebastian M. (basti_481803)


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Aber meine Hauptfrage konnt noch keiner beantworten! die 8 Anschlüsse 
des OPVs !
1 Ref ist nir klar und muss auf groubd
2 und 3 ist auch klar
4 ist V- das auch auf groubd
5 sense was ist das genau
6 ist klar und 7 sind 15V

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> ich kann ja die Spannung der letzten Zelle
Welche Spannung ist das? Hast du meine Fragen im 
Beitrag "Re: Differenzverstärker" nicht gesehen?

Es hat durchaus Auswirkungen auf die Schaltungsauslegung, ob du da 8 
Bleiakkus mit 12V überwachen willst, oder 8 NiCd Akkus mit 1,2V.

> welche funktion haben die opvs vor dem INA 105 ?
Das sind Puffer. Sie sind aber im Grunde nicht nötig, weil die Akkus ja 
hoffentlich niederohmig genug sind.

> dem INA 105 ?
Du wirst da wahrschienlich nicht glücklich, wenn du einen INA105 
einsetzt, weil du bei dem wieder mal den Eigangsgleichtaktbereich (Input 
Common Mode Voltage Range) verletzt.

Sebastian M. schrieb:
> Aber meine Hauptfrage konnt noch keiner beantworten!
> die 8 Anschlüsse des OPVs !
Wenn du die Funktion eines Differenzverstärkers grundlegend kapiert 
hast, dann ist dier auch klar, wofür  die die Anschlüsse des 
Differenzverstärkers (das ist kein simpler OP!) sind.
Dein Problem ist also nicht dieses spezielle IC, sondern, dass du nicht 
weißt, wie die Schaltung funktioniert.

> 5 sense was ist das genau
Siehe Seite 1 des Datenblatts das Bild rechts unten:
Der Anschluss des Rückkopplungsiwderstandes.

: Bearbeitet durch Moderator
von Sebastian M. (basti_481803)


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Ich habe 15Zellen sogar in Reihe wie ich jetzt erfuhr. (Spannung -3V bis 
4,25V)

Kann mir jemand einen Differenzverstärker nennen bzw hat wer Erfahrungen

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian M. schrieb:
> Spannung -3V bis 4,25V
Das Minuszeichen ist ein Schreibfehler, oder?

> Kann mir jemand einen Differenzverstärker nennen
Welche Versorgungsspannung hast du?

> 15 Zellen ... in Reihe ... bis 4,25V
Also bis fast 65V. Und ein wenig Reserve sollte ja auch noch sein.

Der INA117 geht in die richtige Richtung, braucht aber für 0..3V am 
Ausgang aber eine negative Versorgung von ca. -5V.

> hat wer Erfahrungen
Wurde im Grunde auch schon gefragt: soll damit der Ladezustand eines 
Gerätes gemessen und laufend überwacht werden? Falls ja, dann musst du 
nämlich diese Messung sparsam durchführen, denn sonst wird der Akku 
laufend von der Überwachungsschaltung entladen.

Mein Tipp: lies die Antworten auf deine Fragen und denk darüber nach. 
Die meisten, die dir antworten, wissen mehr als du und ihre Impulse 
sollten dich zum Mitdenken anregen.
Immer nur zu jammern: "Schlagt mir was vor!" führt dazu, dass sich diese 
Leute langweilen und lieber was Anderes machen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Sebastian M. (basti_481803)


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Versorgungsspannung vom Raspi 5V aber könnte durch ein netzteil eine 
andere anlegen. Im datenblatt steht bei V- make no connection (S.3 bild 
oben links) keine eure Antworten beziehen sich auf meine Grundfrage des 
INA105. -3V ist kein schreibfehler und ich will dauerhaft überwache der 
Akku packt das ich habe da bereits alles

von Sebastian M. (basti_481803)


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Wieso werde ich mit den INA105 nicht glücklich. +-10V erfülle ich ja mit 
dem Netzteil?

von HildeK (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Im datenblatt steht bei V- make no connection (S.3 bild
> oben links)
Du musst alles lesen: heißt nur, dass das Blechgehäuse der TO-99 
Ausführung intern an V- liegt und du extern keine Verbindung herstellen 
sollst.

Sebastian M. schrieb:
> Wieso werde ich mit den INA105 nicht glücklich.

Weil die Common Mode Range nur bis ±20V garantiert ist, wenn du mit ±15V 
versorgst. Maximal darf er mit ±18V versorgt werden oder eben mit 0V/36V 
und dann ist der Common Mode Range nur zulässig im Bereich von -5V bis 
+41V (vielleicht auch etwas mehr bei ±18V, das geht nicht klar aus dem 
Datenblatt hervor).
Das geht gerade noch mit acht zu überwachenden Zellen á 3V, nicht aber 
mit den neuerdings 15 Stück.
Dann kommt noch hinzu, dass deine Zellen offenbar auch -3V haben können. 
Wenn das bei allen so wäre, dann müsstest du beim Common Mode bei 8 
Zellen bis -24V können. Geht auch nicht.
In dem Fall müsste er symmetrisch versorgt werden mit ±18V und kann aber 
nur bis ±20V messen. Also höchstens 4 Zellen.

Kann sein, dass ich in dem einen oder anderen Punkt nicht ganz richtig 
liege - die Richtung stimmt aber. Das Datenblatt detailliert lesen und 
verstehen solltest du selber.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Für sowas gibt's doch fertige Chips, bei LTC hab ich mal welche gesehen. 
Mittlerweile wirds etliche auch aus Fernost geben.

Zu Fuß kann man das mit Übertrager und schaltbaren Impedanzen 
realisieren.

von Sebastian M. (basti_481803)


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>
> Weil die Common Mode Range nur bis ±20V garantiert ist, wenn du mit ±15V
> versorgst. Maximal darf er mit ±18V versorgt werden oder eben mit 0V/36V
> und dann ist der Common Mode Range nur zulässig im Bereich von -5V bis
> +41V (vielleicht auch etwas mehr bei ±18V, das geht nicht klar aus dem
> Datenblatt hervor).
> Das geht gerade noch mit acht zu überwachenden Zellen á 3V, nicht aber
> mit den neuerdings 15 Stück.
>
>
> Kann sein, dass ich in dem einen oder anderen Punkt nicht ganz richtig
> liege - die Richtung stimmt aber. Das Datenblatt detailliert lesen und
> verstehen solltest du selber.

Ok danke schonmal könntest du einen anderen DiffVerstärker empfehlen
-3V kann höchstens eine Zelle haben

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