OpAmp für ph-sensor

[Lino Z. (lino_z)]

Hallo,

ich würde gerne auf meiner Platine die Auswertung eines PH-Sensors 
integrieren und die angehängte Schaltung nachbauen, da ich den 
verwendeten OpAmp relativ teuer finde und aktuell nicht bekomme habe ich 
überlegt als alternative den GS8331 zu nehmen. Der sollte auch 
funktionieren oder übersehe ich was?

Würde den auch für die Bias Schaltung nehmen wobei da ja vermutlich? 
fast jeder Standart opAmp geht.

Viele Grüße
Lino

[W.S. (Gast)]

Also erstens: der OpV für das Abtasten der Spannung sollte so hochohmig 
wie nur möglich sein. Denk mal an einen Eingangswiderstand im 100 MOhm 
Bereich. Oder noch größer.

Und wozu du einen OpV zum Erzeugen einer Offsetspannung zu brauchen 
meinst, ist mir nicht verständlich. Die dort angeschlossene "Last" liegt 
ja ebenfalls im 100 MOhm Bereich.

Alternativ könntest du mit einem 7660 o.ä. dir eine negative 
Betriebsspannung für den OpV machen. Das halte ich für zielführender als 
mit einem TL431 eine Offsetspannung erzeugen zu wollen.

W.S.

[Andrew T. (marsufant)]

Lino Z. schrieb:
> habe ich
> überlegt als alternative den GS8331 zu nehmen.

Hast Du ihn?
Oder musst Du ihn erst ordern?
Was ist der Grund einen relativ wenig bekannten OPamp eines relativ 
unbekannten Herstellers zu nehmen?

z.B. Maxim sendet dir aktuell 4 samples kostenfrei eines gleichwertigen 
Produktes zum TI zero drift OPamp zu.

[Andrew T. (marsufant)]

W.S. schrieb:
> Also erstens: der OpV für das Abtasten der Spannung sollte so hochohmig
> wie nur möglich sein. Denk mal an einen Eingangswiderstand im 100 MOhm
> Bereich. Oder noch größer.

Hochohmig allein reicht nicht bei pH Sonden. Zusätzlich:
Und einen sehr geringen Bias Strom und Biasstromdrift haben.


> Und wozu du einen OpV zum Erzeugen einer Offsetspannung zu brauchen
meinst, ist mir nicht verständlich. Die dort angeschlossene "Last" liegt
ja ebenfalls im 100 MOhm Bereich.

Schau mal hier:

https://www.e-tinkers.com/2019/11/measure-ph-with-a-low-cost-arduino-ph-sensor-board/

[Andrew T. (marsufant)]

Lino Z. schrieb:
> aktuell nicht bekomme

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/747192/tlc4502-need-replacemet-for-this-part

für von TI empfohlenen Ersatz.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc4502am.pdf
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1810211711_Gainsil-GS8331-TR_C157712.pdf

Beides sind Chopper-OPs, Betriebsspannungen, Eingangsströme, Rauschen 
und Geschwindigkeit (hier weniger wichtig) und Offset liegen in 
ähnlicher Gegend. Die digitale Selbstkalibration hat nur TI. Ich würde 
vielleicht noch andere Hersteller, z.B. AD nach Chopper-OP absuchen.

[Lino Z. (lino_z)]

Andrew T. schrieb:
> Lino Z. schrieb:
>> habe ich
>> überlegt als alternative den GS8331 zu nehmen.
>
> Hast Du ihn?
> Oder musst Du ihn erst ordern?
> Was ist der Grund einen relativ wenig bekannten OPamp eines relativ
> unbekannten Herstellers zu nehmen?
>

Nein habe ich nicht, da er aber bei LCSC (wo ich eh bestellen will) 
verfügbar ist, dabei recht günstig und (glaube ich, daher die frage) für 
den Einsatz geeignet ist.

> z.B. Maxim sendet dir aktuell 4 samples kostenfrei eines gleichwertigen
> Produktes zum TI zero drift OPamp zu.
Okay das wusste ich nicht.

[Thorsten S. (thosch)]

Schon der original verwendete OpAmp ist jetzt nicht unbedingt optimal 
als Meßverstärker für eine Ph-Elektrode.

Von TI gibts für diesen Zweck z.B. den LMP7721, der hat
bei 25°C nur +/-20fA BIAS-Strom.

Und das mit der einfachen Spannungsversorgung und der dadurch nötigen 
Offset-Spannung würde ich ganz schnell vergessen wollen.

Denke lieber über einen aktiven Guard-Treiber nach, wie es im 
LMP7721-Datenblatt beschrieben ist.

Das Layout erfordert auch besondere Sorgfalt, wenn es wie bei 
pH-Elektroden um das Messen einer Spannung von ~ +/-500mV mit einer 
Quellimpedanz von 10MΩ...1000MΩ geht.
Ein Guard-Ring um die empfindlichen Eingänge des Verstärkers ist da 
sicher kein überflüssiger Luxus.

Auch sollte das Layout bezüglich Kriechströmen optimiert werden 
(möglichst große Kriechstrecken zu Spannungsversorgungsleitungen!)

Peinlichste Sauberkeit der Platine (gründliches Enfernen aller 
Flußmittelreste nach dem Löten) und das Beschichten mit einem geeigneten 
Coating gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit sind dann eher 
Selbstverständlichkeiten.

[Michael B. (laberkopp)]

Lino Z. schrieb:
> überlegt als alternative den GS8331 zu nehmen.

Kommt immer drauf an, wie genau man auch in hochohmigen = sauberem 
Wasser messen will und wie schnell die Sonde degradieren darf.

Es wurden such schon pH-Meter gebaut mit einfachem 
Mikroampere-Drehspulmesswerk.

Insgesamt finde ich das 1pA des TLC4502 schon recht hoch und die 20pA 
des GS8331 zu hoch.

Häufig verwendete pH-Meter-OpAmps sind

INA116 (1-200fA), AD549L (40-250fA, 500uV) AD515 (75-300fA), LMC6001A 
(25fA-4pA 1.35mV, 20 EUR), LMC6482A (20fA-4pA 0.75-3.8mV 2 EUR), 
LPC660/LPC662/LMC6041 (2fA-100pA), aber auch CA3140 wenn es billig sine 
muss.

[PC-Freak (Gast)]

Ich schmeiß mal den TL072P in die Runde. Der ist auch lieferbar.