Spannungs-stromwandler Berechnung mit OPV

[samuel (Gast)]

Guten Abend,
ich habe eine Spannung von einem Sensor ich normiere es zum Beispiel so 
das ich am Messanfang 0.2V habe und am Messende 1.2V habe. Die gesamte 
Versorgung soll 5V sein.

Jetzt wie ich das Signal über einen weiten Weg übertragen und möchte 
daraus ein 4-20mA Transmitter bauen. Also will ich bei 0.2V vom Sensor 
4mA haben und bei 1.2V 20mA.

Könnt ihr mir dabei helfen? Ich brauche keine fertigen Chips will es 
anhand einer OPV Schaltung verstehen und durchrechnen.

[samuel (Gast)]

Hier habe ich was passendes gefunden. Unter Figure 1:

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5610

Nur verstehe ich das nicht ganz und die Berechnung steht auch nicht ganz 
drin. Problem ist diese 2. Masse bzw das die Masse oberhalb liegt damit 
ich immer die 4mA fließen habe.

Und das der Strom Proportional zu meinem Eingangssignal ist also den 
0.2-1.2V vom Sensor.

[Einer (Gast)]

Es geht um einem lineare Funktion, das bedeutet eine Geradengleichung in 
der Form y:= f(x) = ax+b. Das beinhaltet eine Steilheit a und einen 
Offset b.
Wir haben hier Spannung (U) als Eingang und Strom (I) als Ausgang
die Steilheit waere dann delta(strom)/delta(spannung), 16mA / 1V.
Der Offset, also bei bei Eingang(Spannung)=0 soll welcher Strom 
fliessen, auch wenn diese Bedingung hier nie erreicht wird, rechnet sich 
als :
I(Umin)-Umin * Steilheit = 4mA - 0.2 * 16  = 0.8mA.
Unsere Funktion waere also IOut := 16 * Uin + 0.8 mA, bedeutet ein 
Versterkung von 16 und eine Addition von 0.8. Das kann ein Subtrahierer. 
siehe OpAmp Subtragierer.

[samuel (Gast)]

Danke für die Antwort. Ich werde das nach dem schlafen mal ausrechnen 
und simmulieren ob das so klappt.

Hier habe ich eine Schaltung gefunden die  das selbe Problem zu lösen 
scheint. Nur verstehe ich nicht wie ich da die 4 Widerstände berechne.
Beitrag "Re: 4-20mA Stromtransmitter"

[samuel (Gast)]

Das wäre quasi diese schaltung. Usignal habe ich, den 
strombegrenzungswiderstand habe ich such berechnet zu 143ohm damit ein 
max Strom von 30 mA fliesst.

Rmess ist 50ohm so dass am messanfang 0.2V abfällt und 1V am messende 
also bei 20 mA.

Weiss aber nicht wie ich von dem gefroderten auf die anderen widerstände 
schliessen kann.

[samuel (Gast)]

Ich habe nun die folgende Schaltung die Bedienungen aus dem Startpost 
gelten immer noch. Hier habe ich den positiven und den negativen Eingang 
des OPV formelmäßig beschrieben. Dann gleichgestellt. Wie komme ich nun 
zu den Widerstandswerte (Widerstandsverhältnissen)?

$$U_{plus}=U_{minus}$$

$$U_{signal}* \frac{R2}{R1+R2} -U_{Rmess}*\frac{R1}{R1+R2}=U_{minus}=5V*\frac{R4}{R3+R4}$$

$$U_{Rmess}=U_{signal}* \frac{R2}{R1}-5V*\frac{R4}{R3+R4}*\frac{R2+R1}{R1}$$

$$U_{signal}=5V* \frac{R1+R2}{R2}*\frac{R4}{R3+R4}+U_{Rmess}*\frac{R1}{R2}$$