Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Womit Spannungen zusammen führen und Mittelwert erzeugen?


von Newman A. (newman)


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Hi Leute, kleines Problem.

Ich suche eine Möglichkeit, zwei Sensoren, die eine Spannung von 1V bis 
5V erzeugen, zusammen zu fassen, und daraus einen Mittelwert zu 
erzeugen.

Beispiel: Sensor 1 erzeugt 5V, Sensor 2 erzeugt 1V, am Ausgang der 
Schaltung sollten dann 3V rauskommen.

Wie oder womit lässt sich das bewerkstelligen?

Die Sensoren werden mit 1KHz abgefragt. So "schnell" sollte die 
Schaltung also schon arbeiten.
Vorhandene Versorgungsspannung liegt bei 12-14V DC, die allerdings durch 
Spannungsspitzen von bis zu 100V (im µS-Bereich) überlagert werden kann.

Ich hatte schon mal nach nen "Differenzverstärker" gegooglet, aber das 
war irgendwie nicht das, was ich suche. Habt ihr nen Tipp, wonach ich 
suchen könnte?

MFG Andy

von Wolfgang A. (Gast)


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Newman A. schrieb:
> Ich suche eine Möglichkeit, zwei Sensoren, die eine Spannung von 1V bis
> 5V erzeugen, zusammen zu fassen, und daraus einen Mittelwert zu
> erzeugen.

Du suchst einen Summierverstärker mit zwei Eingängen, bei dem du die 
Verstärkung auf 1/2 dimensionierst
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Potentialdifferenzverst.C3.A4rker

von Amateur (Gast)


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Such' mal nach Summenverstärker, meist invertierend, und dann 
(nachschalten) nach Inverter.

von Tcf K. (tcfkao)


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Duale Versorgung dann nicht vergessen... und saubere Filterung sowieso.

von Max D. (max_d)


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Also wenn die Sensoren genuggenug Strom liefern können, dann kannst du 
das mit 2 Widerständen lösen. In Serie zwischen die beiden Ausgänge, 
dann kannst du deinen Mittelwert in der Mitte zwischen beiden abgreifen.

von Wolfgang A. (Gast)


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Amateur schrieb:
> Such' mal nach Summenverstärker, meist invertierend, und dann
> (nachschalten) nach Inverter.

Du machst deinem Nick alle Ehre

Tcf K. schrieb:
> Duale Versorgung dann nicht vergessen... und saubere Filterung sowieso.

Wozu duale Versorgung, wenn die Spannungen alle positiv sind. Einen 
Inverter will hier wegen des Mehraufwandes bei der Spannungsversorgung 
niemand so wirklich. Ein Rail-to-Rail Op wäre allerdings angesagt.

Falls das das Ding allerdings auch bei 0V noch richtig sauber arbeiten 
und zusätzlich evtl. noch Strom am Ausgang liefern soll, würde man 
allerding eine negative Hilfsspannung brauchen.

von Rechner (Gast)


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.. und wie war das mit dem Mittelwert?
5V + 1V = 3V funktioniert nicht mit einem Summierer.

Die Versorgungsspannung(!) kann durch "Spannungsspitzen überlagert 
werden" (100V), das riecht nach "wir wissen nicht alles" oder der TO 
kann sich nicht richtig ausdrücken.

1kHz... Die Signale oder die Abfrage der Messwerte? Was hat das eine mit 
dem anderen zu tun?

Ohohoh...

von kubi (Gast)


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Ein Rail-to-Rail ist völlig überflüssig bei max. 5V am Eingang und 12V 
Versorgung. Da tuts z.B. ein LM358 völlig, Hauptsache er geht auf 0V 
runter.

von Newman A. (newman)


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>Die Versorgungsspannung(!) kann durch "Spannungsspitzen überlagert
>werden" (100V), das riecht nach "wir wissen nicht alles" oder der TO
>kann sich nicht richtig ausdrücken.

Das ganze soll Sensoren am Automotor abfragen. Ergo: Versorgung: 12-14 
VDC, mit Spannungsspitzen überlagert.

1KHz ist die Abfrage des Motorsteuergerätes, welches das aufbereitete 
Signal verarbeiten soll. Die Schaltung sollte also die Abfrage NICHT 
ausbremsen.

Ein Arbeiten bis runter zu 0V wäre wünschenswert. Obs wirklich nötig 
ist, müsste ich aber noch klären.

MFG Andy

von Georg (Gast)


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Rechner schrieb:
> .. und wie war das mit dem Mittelwert?
> 5V + 1V = 3V funktioniert nicht mit einem Summierer.

Ändere deinen Nicknamen. Mittelwert = (A + B) / 2. Im Beispiel 5 + 1 = 6 
/ 2 = 3. Was bitte ist daran falsch?

Georg

von Wolfgang A. (Gast)


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Rechner schrieb:
> .. und wie war das mit dem Mittelwert?
> 5V + 1V = 3V funktioniert nicht mit einem Summierer.

Mit Zahlen und Formeln hast du es nicht so, oder?

Wenn du beim Potentialdifferenzverstärker R0' halb so groß wie Ri' 
wählst, steht in der Formel genau der Faktor 1/2, den man braucht, um 
bei zwei Summanden von der Summe auf den Mittelwert umzurechnen.
[[Operationsverstärker-Grundschaltungen#Der_Potentialdifferenzverst.C3.A 
4rker]]
Operationsverstärker-Grundschaltungen

von Falschrechner (Gast)


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Georg schrieb:
> Ändere deinen Nicknamen.

Damit verstoße ich zwar gegen die Forenregeln, wird aber angenommen.
Wer austeilt muß auch einstecken können.


Die Spitzen können TP gefiltert werden. Zu Bordnetzverhältnissen wurde 
hier schon viel gesagt, gibt es Schaltungsvorschläge, siehe

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.20.1


Ex Rechner

von Max H. (hartl192)


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WIe wär's damit:
1
Sensor 1 -----+
2
              |
3
             1kΩ 
4
              |
5
              +------> Mittelwert
6
              |
7
             1kΩ 
8
              |
9
Sensor 2 -----+

: Bearbeitet durch User
von Tcf K. (tcfkao)


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Noch durch OPs puffern, dann sollte es das sein...

von Possetitjel (Gast)


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Max H. schrieb:

> WIe wär's damit: [...]

Völlig indiskutabel.

a) Löst das Problem des OP ...
b) ...auf denkbar einfachste Weise.

Das ist in einem Forum wie diesem nicht akzeptabel!
Sachkunde kann einer lebhaften Diskussion nur abträglich
sein!

von Falschrechner (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> auf denkbar einfachste Weise.

Wenn die Sensoren identisch sind, gleiche Ausgangswidestände besitzen. 
Daher der Hinweis von Tcf Kao.

von Hp M. (nachtmix)


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Newman A. schrieb:
> Beispiel: Sensor 1 erzeugt 5V, Sensor 2 erzeugt 1V, am Ausgang der
> Schaltung sollten dann 3V rauskommen.

Das ist nur ein Punkt. Damit kann man nicht viel anfangen.
Z.B. wird das von einer 3V Batterie erfüllt, an welche die 
Eingangssignale gar nicht angeschlossen sind.

Wie also lauten weitere Zusammenhänge?

von Earl S. (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Das ist nur ein Punkt. Damit kann man nicht viel anfangen.
> Z.B. wird das von einer 3V Batterie erfüllt, an welche die
> Eingangssignale gar nicht angeschlossen sind.
>
> Wie also lauten weitere Zusammenhänge?

Zusammenhänge erfasst man am Besten, wenn man einen Text im Zusammenhang 
liest.

Newman A. schrieb:
> Ich suche eine Möglichkeit, zwei Sensoren, die eine Spannung von 1V bis
> 5V erzeugen, zusammen zu fassen, und daraus einen Mittelwert zu
> erzeugen.
>
> Beispiel: Sensor 1 erzeugt 5V, Sensor 2 erzeugt 1V, am Ausgang der
> Schaltung sollten dann 3V rauskommen.

von karl (Gast)


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Beide signale vom Steuergerät erfassen lassen und in software mitteln. 
Je nachdem welche Signale das sind möchtest du vielleicht einzeln Fehler 
erkennen können?

von Newman A. (newman)


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Hp M. schrieb:
> Newman A. schrieb:
>> Beispiel: Sensor 1 erzeugt 5V, Sensor 2 erzeugt 1V, am Ausgang der
>> Schaltung sollten dann 3V rauskommen.
>
> Das ist nur ein Punkt. Damit kann man nicht viel anfangen.
> Z.B. wird das von einer 3V Batterie erfüllt, an welche die
> Eingangssignale gar nicht angeschlossen sind.
>
> Wie also lauten weitere Zusammenhänge?

Es soll im Motor ein weiterer baugleicher Sensor (LLM), wie schon 
vorhanden eingesetzt werden, und dieser soll vom Steuergerät ebenfalls 
"abgefragt" werden. Da das Steuergerät aber nur einen Eingang für dieses 
Sensor hat, muss man eben beide Signale zusammen fassen, aufarbeiten und 
weiter leiten.

Diese Sensoren erzeugen eine Spannung von bis zu 5VDC. 
Strom,...vermutlich µA/mA-Bereich.

>Beide signale vom Steuergerät erfassen lassen und in software mitteln.

Wäre die schönste Variante, geht aber aus oben genannten Gründen nicht.

MFG Andy

von OldMan (Gast)


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Newman A. schrieb:
> ...vermutlich µA/mA-Bereich

"vermutlich" ist bestenfalls eine Grundlage, um eine Messstrategie fest 
zu legen - zur Schaltungsdimensionierung denkbar ungeeignet.

von Newman A. (newman)


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Soooo, also nach Rücksprache soll der Sensor rund 20mA "liefern". Als 
"Sicherheit" sollte man aber ggf. mit 100mA rechnen.
Spannung sollte von 0!! bis 5V reichen...

MFG Andy

: Bearbeitet durch User
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