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Thema: Spannungsteiler teilt nicht konstant (Fehler bis zu 25%)

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Spannungsteiler teilt nicht konstant (Fehler bis zu 25%)

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    Hallo Leute,
    ich habe mir einen Gleichspannungs Messverstärker aufgebaut und gerade ein ziemliches Problem entdeckt.
    Er besteht aus zwei Spannungsteilern (0% rechnerisch, 1% Metallschicht Wiederstände), zwei Dioden (1N 4148) antiseriell gegen Masse und einem Operationsverstärker.

    Die Spannungteiler sind so ausgelegt, dass sie maximal auf 0,4V teilen. Durch die zwei Dioden wird der Operationsverstärker gegen zu hohe Eingangsspannungen geschützt. Leider wird jedoch nicht konstant geteilt. Der Fehler wird um so größer, je mehr er sich 0,4V annähert.

    z.B. (Messbereich von 0 - 4V)
    Eingangsspannung: U1
    hinten den Spannungsteilern: U2
    U1 ......... U2
    ----------------
    1V ......... 0,1V
    2V ......... 0,2V
    3V ......... 0,27V
    4V ......... 0,33V
    ----
    5V ......... 0,36V
    6V ......... 0,37V
    8,5V ...... 0,40V


    Ich denke es hängt mit der Schaltspannung der Dioden zusammen. Ich hoffe ihr könnt mir irgendwie weiterhelfen.

    Danke!

    Felix

  2. #2
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    Wie ist denn das Teilerverhältnis bzw. die beiden Widerstands-Werte ?
    MfG Karl-Heinz
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  3. #3
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    @Felix

    du meinst sicher "Antiparallel"

    Ansonsten gibt mal den Schaltungsteil damit wir sehen was du gemacht hast.
    aus deinem Text ist nicht eindeutig zu sehen was Sache ist
    Gruß
    Ratber

  4. #4
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    Hallo,
    danke für eure schnellen Antworten
    @kalledom. Die Spannung geht erst durch den 1M zu 1,2M. Dieser 1,2M ist mit einem zweiten Spannungteiler 2x 120k parallel geschaltet.

    @Ratber:
    Ich vermute es liegt am verbauten Diodenmodell:


  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Kommt mir doch irgendwie bekannt vor ?
    Ich empfehle 2 ZenerDioden mit ca. 1...3 Volt antiseriell, dann sollte dieses Problem behoben sein.
    MfG Karl-Heinz
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  6. #6
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    Ok danke! Geh Montag gleich zum Conrad und hohl mir ZPD 2,7V oder ZPY 1V.

    Hab nochmal bei Jean Pütz reingeschaut. Immer wenn er einen Z-Diodenschutz einsetzt, dann schaltet er die Dioden entgegengerichtet in Reihe (Anode der einen, zur Anode der anderen).

    Felix

  7. #7
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    hmmm, joar also ..

    Kurzfassung -> du hast einen Belasteten Spannungsteiler durch die Diode. Über diesen sich dein Verhältnisse verschiebt.



    Lange Version ->
    fangen wir mal an ... du hast hier einen Belasteten Spannungsteiler .. (da die Diode auch Leitet (sie hat ne maximale Flussspannung von ca 0,7V das ist schon Richtig)aber fängt auch schon zu Leiten an wenn se 275mv hat (sind zwar nur 1µA .. aber ok .. so wenn du sagst es ist Bemerkbar bei 400mV.. sind wir schon ma bei 15 - 20µA (wenn könnten (also sprich der Strom da währ ^^)... das macht wenn ich einen Messstrom von 1mA oder so hab nichts aus .. Jedoch bei einem Messstrom von 4µA ..

    ok,
    fangen wir an.

    du hast bei 400V die 100M + 200k = 100,2M (die 200k sind in der Rechnung nahe zu vernachlässigbar)

    U = R*I

    also

    400V / 100,2M = 4µA
    80V / 20,2M = 4µA .....
    0,8V / 200k = wieder rum 4µA...

    (das ist dein Messstrom)

    wenn deine Diode aber schon leitet bei 275mV verfälscht sie dir einfach dein Ergebnis...



    gut Ich bin etwas übermüdet wenn’s fragen gibt einfach fragen.. ^^

    ev. schreib ich das morgen noch mal ins Reine

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    @bluelight_electronic
    Danke für deine ausfühliche Antwort. Jetzt ist es mir völlig klar, wo der Fehler liegt!

    Jetzt bräuchten wir eine Diode, die am bessten eine Karaktersitik hat, die bei 0,45V anfängt zu leiten und dann ganz rasch ansteigt.
    Wüsstet ihr da ein gutes Modell?

    Der Messverstärker ist bereits vollends verbaut und verkabelt. Es wäre super wenn ein Diodenwechsel die Erlösung brächte.

    Felix

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hmm man könnte auch mal je 3 Schottky in Reihe kombinieren?

    Das Problem liegt doch darin, dass erst mit steigender Spannung, Strom fließt. Man könnte die beiden Dioden nicht auf Masse legen, sondern auf +10V oder -10V? Dann würde stendig ein gewisser Strom fließen. Mit der Verstärkung könnte man dies dann ausgleichen?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    hm,

    also mal als frage wieso du umbedingt den OP Schützen willst ... Häng da ne Z-Diode rein das der nich über 5V kommen kann und gut is (falls ma was falsch angeschlossen ist passiert ihm nix..)

    und wenn angst hast das das am schluss (ka n DA Wander vermutlich) hops geht -> musst halt den nochma schützen (z.b. auch per zdiode)

    hier hab ich dir ma nen auszug aus dem Datenblatt der 1n4148


    1n4148 (das linke Diagram)

    das ne BAV99 zu sehn :/ noch empfindlicher


    Normalerweiße sind solche Dioden wie die 1n4007 (die mehr Storm können) auch eher bei einer höheren Flussspannung (gut die alten, es gibt mittlerweile auch Shotky dioden aber naja .. blah joar egal)

    die 1n4007 ist aber Relativ bei 0,6 bzw 0,7V (könnt schon ma ne Verbesserung sein)


    mfg

    bluelight

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