Hallo, ich suche nach einer Möglichkeit, die Stromänderung durch einen (Sensor)Widerstand zu messen. Ich habe je 2 Widerstände, die fast gleich sind (also Widerstand (je nach paar zwischen 40 und 300Ohm), thermischer drift etc.) Der eine kann also als Referenz, der andere zum messen genutzt werden. Beim messen ändert sich der Widerstand um etwa +-2%. Bis jetzt hatte ich immer über eine Messbrücke gemessen, doch da die Spannungen sehr niedrig sind (im mV Bereich) wollte ich einmal testen ob sich die STNR bei Verwendung eines Transimpedanzverstärkers verbessert. Doch das Problem ist klar, nutze ich einen "gewöhnlichen" TIA, ändert sich auch der Spannungswert nur um diese +-2%. Deshalb wollte ich fragen, ob jemand eine Schaltung parat hat, bei der man eine Art "Offsetstrom" abziehen kann. Ich dachte an z.B. einen fully differential OPV, wobei beide Rückkoppelpfade als TIA genutzt werden, und an einen Eingang den einen Widerstand und an den anderen eingang den anderen Widerstand hänge. Finde für solche eine Anwendung leider keine Schaltung, mir fehlt es aber auch an passenden Suchbegriffen (offset und current kommt auf jeder Seite vor bei der es um einen TIA geht) Hat da jemand etwas?
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Naja, ich habe ja nach einer Schaltung gefragt. Meine Idee soll wie im angehängten Bild skizziert sein. Ich habe das allerdings noch nicht durchdacht, das wollte ich morgen machen :D
Ja, es gibt eine OPV-Schaltung, die Ströme voneinander "abziehen" kann. Und zwar ist das der Addierer. Eigentlich rechnet man da ja immer mit Spannungen aber bei genauer Betrachtung sieht man, dass der Addierer Ströme addiert und wenn du einen positiven Strom mit einem negativen Strom addierst… ;)
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Bei Millivöltern würde ich nicht mit LT1994 o.ä. hantieren. Hier je 1 Skizze für parallele und serielle Anordnung. Wobei man in letzer Schaltung auch einen Addierer nehmen könnte, aber bis du die Widerstände selektiert hast, ist das vielleicht eine ungünstige Lösung.
Was vergessen. Du könntest u. U. den fixen Widerstand als Messwiderstand der Stromquelle verwenden. Im Datenblatt des LTC1043 gibt's eine superelegante Lösung dazu, aber halt nur quasistatisch.
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Hi, danke Thomas für deine Ideen. Allerdings habe ich hier ebenfalls das oben angesprochene Problem, da ich hier erst den kompletten Strom in eine Spannung wandle, und deswegen bei der verstärkung beschränkt bin. Und ebenfalls vielen Dank an Michael, das ist schon ne Weile her mit der Erklärung warum ein Summenverstärker so funktioniert wie er das tut. Du hast natürlich vollkommen recht. Ich habe nun angehängte Schaltung entworfen. Mit dem Poti kann ich dann einen Offset korrigieren (Falls die Widerstände nicht genau sind) und durch den Offset am nicht invertierenden Eingang am Summentransimpedanzwandler (So nenn ich das jetzt :D ) spare ich mir die negative Referenz. Danke nochmal, falls noch jemand was einzuwerfen hat, immer her damit :) (Natürlich wird dabei beachtet, dass das Signal noch invertiert werden muss)
Gerald, wir stellen Widerstandsmessgeräte her. Die funktionieren aber ganz anders. Ich lege ein gutes Wort für dich ein bzgl. Rabatt. :-)
Na wenn ihr ein habt was mir den Widerstand in 500kHz abtastet und mir eine analoge Ausgangsspannung raus gibt, immer her mit dem Angebot. Geld ist noch genug da :D Aber wenn ich meine Schaltung anschaue, ist das ja kein Durchbruch :( den utneren OPV brauche ich nicht da ja direkt auf den nicht invertierenden Eingang gegangen wird. Ordne ich dann noch die Widerstände um, habe ich eine Messbrücke -_-"
Wir haben Zeit zum Messen. Nimm Schaltung #2, aber mit anderem Verstärker.
Gerald M. schrieb: > Aber wenn ich meine Schaltung anschaue, ist das ja kein > Durchbruch :( Eine einfache, dem Zweck angepasste Lösung ist kein Durchbruch?! Na dann... > den utneren OPV brauche ich nicht da ja direkt auf > den nicht invertierenden Eingang gegangen wird. Richtig erkannt. > Ordne ich dann noch die Widerstände um, habe ich eine > Messbrücke -_-" Richtig, aber noch nicht vollständig: Du hast eine Messbrücke (die den großen "Offset" eliminiert) sinnvoll mit einem Transimpedanzverstärker (der die hohe Messempfindlichkeit liefert) verheiratet. Du hast also exakt das Problem gelöst, das Du ganz oben formuliert hast. Aber ich verstehe schon... es funktioniert ohne FPGA, ohne 8-Lagen-Platine und mit einem einzige stinknormalen OPV, also muss es ja Scheisse sein... :-/ Ganz abgesehen von meinem Unverständnis ist die Schaltung ein interessanter Hybrid; man kann ja Messbrücken im Leerlauf (was der übliche Fall ist), aber auch im Kurzschluss betreiben. Deine Schaltung ist halbe-halbe; der Offset-Zweig ist im Leerlauf, der Mess-Zweig dagegen im Kurzschluss.
@ Possetitjel Ja, das dachte ich zunächst auch. Doch auf den zweiten Blick (oder wenn man den Text nicht gelesen hat auf den ersten) erkennt man, dass es ein stink normaler Addierer ist :P Ich setze die virtuelle Masse mit dem Poti auf etwa 10mV. anschließend addiere ich die beiden Spannungen die an Rmess und Rref abfallen, wobei durch die Referenz zu den 10mV die eine Spannung eben positiv und die andere negativ ist. Dann wird das ganze verstärkt. Ich war ja so enttäuscht, da mir aufgefallen ist, dass ich diese Schaltung ja bereits nutze. Also Messbrücke mit anschließendem Instrumentenverstärker. Von daher wird hier keine Besserung zu erwarten sein, da der Instrumentenverstärker noch unempfindlicher gegen äußere Einflüsse ist als ein OPV. @ thomas Also zunächst mal, der LTC1043 ist ja mal super. Wusste garnicht dass es so etwas gibt. Allerdings erschließen sich mir die beiden Instrumentenverstärker in deiner zweiten Schaltung nicht. Gut, sie arbeiten als Vorverstärker, die die Spannung welche an den Widerständen abfällt verstärkt und danach wird dann die Differenz verstärkt, aber das gleiche kann ich doch erreichen, wenn ich mit einer konstanten Spannung an die Wheatston-Brücke gehe. Nur verstärke ich eben gleich mit dem gewünschten Faktor und nicht auf zwei Mal.
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Was möglicherweise daran liegt, dass mir die Aufgabenstellung noch nicht 100%-ig transparent ist.
Also vom Prinzip her hast du es schon verstanden. Ich möchte eine Spannung die proportional zur Änderung des Widerstandes ist. Und zwar so dass die Spannung bei 0V liegt wenn der Messwiderstand noch nicht misst. Deine Schaltung ist für mich vom Prinzip her ein Instrumentenverstärker, allerdings anstatt aus OPV aus Instrumentenverstärkern aufgebaut. Und da verstehe ich nicht warum das besser sein soll als ein einzelner Instrumentenverstärker, da ja der ganze Vorteil, wie fast gleiche Widerstände (Hier die externen Gain Widerstände), gleiche Temperatur (da auf einem IC) usw. durch den diskreten Aufbau zerstört wird.
Im Prinzip hast du meine Schaltung also nicht verstanden...
Deswegen habe ich nachgefragt, was der Vorteil gegenüber einem einzelnen Instrumentenverstärker ist. Was die einzelnen Teile machen ist mir klar, auch die gesamte Schaltung. Doch wie gesagt, der Vorteil zum Instrumentenverstärker fehlt mir. Gehe ich von einem Einfluss (sei es von außen oder z.B. eine rauschende Strom/Spannungsquelle) aus, wirken sich nur die bei deiner Schaltung wahrscheinlich unterschiedlicheren R_gain stark aus, alles andere sollte gleich sein.
Gerald M. schrieb: > Ja, das dachte ich zunächst auch. Doch auf den zweiten > Blick (oder wenn man den Text nicht gelesen hat auf den > ersten) erkennt man, dass es ein stink normaler Addierer > ist :P Das ist falsch. Genauer: Es ist der Topologie nach ein Addierer, aber er ist nicht "stinknormal". > Ich setze die virtuelle Masse mit dem Poti auf etwa 10mV. > anschließend addiere ich die beiden Spannungen die an Rmess > und Rref abfallen, Das ist falsch. Ein Addierer addiert im strengen Sinne keine Spannungen. (Wäre Deine Behauptung richtig, müsste Deine Schaltung eine konstante Ausgangsspannung liefern, weil nämlich die Spannungsabfälle an R_ref und R_mess konstant sind. *Die Ausgangsspannung ist aber nicht konstant!* ) > Ich war ja so enttäuscht, da mir aufgefallen ist, dass > ich diese Schaltung ja bereits nutze. Also Messbrücke mit > anschließendem Instrumentenverstärker. Das ist AUCH falsch. Die von Dir oben gezeigte Schaltung enthält keinen Instrumenten- verstärker, sondern einen Transimpedanzverstärker . Mal ehrlich: Ich diskutiere sehr gern über Analog-Elektronik, aber nicht auf dem Niveau. Einer schreibt wilde Behauptungen, und der andere tippt sich die Finger wund, um das wieder richtigzustellen?! Nee, nicht wirklich.
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