50mV auf 5Volt verstärken?

Hallo,

habe mich gerade registriert und das ist mein erster Beitrag hier.

Ich möchte mit eine AVR ATtiny26 einen analogen Wert einlesen. Das ganze funktioniert auch schon. Habe aber ein Problem das ich eine Sensor habe der nur eine Spannung von 0-50mV liefert, diese Spannung gilt es auf max. 5Volt zu verstärken, damit ich eine ausreicheende Auflösung erreiche.

Da ich in der Eltronik noch nicht ganz so durchblicke wollte ich mal hier in die Runde fragen ob jemand eine fertige Schaltung für mein Problem hat. Auch wenn sichs etwas unverschämt anhört, das sind keine Hausaufgaben oder so ich will dieses Problem aber möglichst schnell aus der Welt schafen ohne erst 10 Schaltungen durchzuprobieren und dann festzustellen "Scheiße das wars doch nicht" Habe schon ein paar misslungene Versuche hinter mir z.B. mit einem LM741. Eine Bauteilebezeichnugn mit der es sicher gehen würde würde mir auch schon helfen, nen normalen Verstärker kann ich schon beschalten. Ich habe als Versorgungspannung 5 Volt stabilisier und einmal 12 Volt unstabilisiert zur Verfügung.

Also vielenDank schonmal an alle die Helfen wollen.

Hi, nimm einen OP, der wirklich nurnehr drei Drähte hat, LM558, LM324, RC4136, (altes Zeugs, gibt auch 1:1 in neu) das sind mehrfach OP, egal.
Grundschaltung:
http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210141.htm
die verstärkung wird durch das R-Verhältnis eingestellt, probieren.
mfg robert

Zitat:

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Hi, nimm einen OP, der wirklich nurnehr drei Drähte hat,

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Der 741 ist einer der ersten "moderen" OPs der eine große Verbreitung hat. Er wird mit den drei Anschlüssen betrieben.
Sinvolle Verbesserungen des Typs bestehen im wesentlichen in der Bandbreite und Aussteuerbreich und im Eingangswiderstand.

So wie die Frage gestellt ist: Verstärkung auf 5V nehme ich an daß der Aussteuerbereich nicht reicht und ein Typ mit Ausgang Rail to Rail gesucht wird.
Manfred

@manf: kann sein, daß du recht hast. RR ist sicher nice to have. Mit der Möglichkeit, mich zu irren, glaub ich aber, daß Thomass eine normale Verstärkung auf ein paar Volt schon reicht, 50mV is halt einfach zu dünne. Is auch nix über Frequenzen bekannt, und was für ein Signal das is. mal sehen, er rührt sich schon mfg robert

Hallo,

es ist ein Signal eines Typ-K-Thermoelement 50.6V=1250°C nach Möglichkeit will ich schon den ganen Aussteuerbereich von 5Volt haben dann hätte ich bei 8 Bit eine Auflöung von 5°C bzw. bei 10 Bit 1,2°C.

R2R heißt doch das ich am Ausgang fast die Versorgungspsannung erreichen kann oder?

Zitat:

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Zitat von PicNick

50mV is halt einfach zu dünne.

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Könnest Du das noch ein bischen erklären?
Manfred

Hallo,

der Sensor liefert je nach Temperatur eine Ausgangsspannung zw. 0 und 50mV was soll ich da erklären. Wenn ich 50mV auf meinem ADC gebe der eine Referenzspannung von 5V hat, dann habe ich eine Auflösung von 5 / 255 = 19,6mV also habe ich für diese 50mV nur 2 Zustände die ich messen kann. Wenn ich diese 50mV allerdings auf 5Volt verstärke kann ich diese hat wieder in 255 Schrittn auswerten. Dieser AVR-Typ bietet zwar eine interne Verstärkung an diese beträgt aber nur 20x was mir die 50mV also nur auf 1 Volt verstärken würde.

Zitat:

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Zitat von Thomass

Hallo,

der Sensor liefert je nach Temperatur eine Ausgangsspannung zw. 0 und 50mV was soll ich da erklären. Wenn ich 50mV auf meinem ADC gebe der eine Referenzspannung von 5V hat, dann habe ich eine Auflösung von 5 / 255 = 19,6mV also habe ich für diese 50mV nur 2 Zustände die ich messen kann. Wenn ich diese 50mV allerdings auf 5Volt verstärke kann ich diese hat wieder in 255 Schrittn auswerten. Dieser AVR-Typ bietet zwar eine interne Verstärkung an diese beträgt aber nur 20x was mir die 50mV also nur auf 1 Volt verstärken würde.

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Das galt eigentlich der Bemerkung zu den 50mV oben.
Das Hauptthema hier ist die unsymmetrische Versorgungsspannung. Das Thermoelement und der zweite Eingang des OPA benötigen ein Hilfspotential von etwa 2,5V das möglichst stabil bleiben soll (wenig belastet).
Mit einem Spannungsteiler herstellen und die Thermospannnug an den Eingang führen über eine Widerstand 1-10K. Als Rückführungswiderstand dann den 100 fachen Wert wählen. Die Spannung am Ausgang ist dann auf das Hilfspotential bezogen, das in die Temperaturberechnung einbezogen wird.
Manfred

Hallo,

danke für die Hilfe ich verstehe die Schaltung aber noch nicht ganz.
Verstärkt wird doch die Differenzspannung zw. + und -. Aber wie wird diese jetzt berechnet bzw wie hoch ist denn nun die Differenzspannung der Eingänge jetzt erstmal die Verstärkung außer acht gelassen.

So wie ich das sehe erhält der + Eingang erstmal 2,5V wenn jetzt das 50mV-Signal draufgepakt wird erhöht das die 2,5V am nichtinvertierten Eingang auf 2,55V so das diese Differenz von 50mV dann verstärkt wird?
Die beiden rechten Wiederstände sind doch nur dazu da um den Verstärkungsfaktor einzustellen.

Funktioniert diese Schaltung jetzt mit einem 741 oder 358 habe diese beiden Typen gerade zur Hand?

Der 741 ist sehr gutmütig gegenüber Schwingungen. Langfristig wäre es gut sich auch mal das Datenblatt anzusehen. Bei 5V müßte er in der Mitte des Bereichs schon ganz gut arbeiten.

Die Betrachtung ist wie folgt:
Der + Eingang liegt an 2,5V. Bei - ist noch die Quelle und ein 10K Widerstand dazwischen. Ist die Spannung der Quelle positiv, dann wird der Ausgang negativ (Verstärkung unendlich) bis der Strom über den 10k Widerstand die Spannung der Quelle aufhebt und am Eingang die Differenz null ist.
Bei gleichem Strom durch 10K und 1M hat der 1M den 100fachen Spannungsabfall also v=-100.
Manfred

Hallo,

v = -100? Habe ich also eine negative Verstärkung(Abschwächung) oder bekomme ich jetzt aus meinen 50mV am Eingang hinten 5Volt raus? Werd das mal am Wochenend nachbauen und mal sehen obs funkt.

Abschwächung wäre 1/100.
-100 ist nur in die Gegenrichtung man kann aber auch die beiden Pole des Fühlers vertauschen, oder den Fühler in die Leitung vor dem + Eingang einfügen oder beides dann hat man wieder -100.

5V werden nicht ganz rauskommen eher so 2-3V bei einer Verstärkung von 100 dann gibt es Anschläge für maximale Aussteuerung die im jeweiligen Datenblatt beschrieben sind.
Manfred

Hallo,

könnte ich durch eine höhere Versorgungsspannung auf 5V kommen?

Sicher, oder durch einen geeigneten OP Rail to Rail heist das Stichwort. Die Rails sind die Stromversorgungs"Schienen". Es gibt auch welche die nur eine Rail erreichen.

Wenn Du dich weiter damit befassen möchtest kann ich Dir wirklich empfehlen Dir mal ein Datenblatt anzusehen. Es gibt sie ja fast alle kostenlos im Netz.
Manfred

Hallo,

damit habe ich kein Problem, kannste mir speziell für meinen Fall nen Rail to Rail OP-AMP nennen?

Ich nehme gerne die Reihe ICM76xx z.B. ICM7611.
MOS Eingang, niedriger Stromverbrauch (einstellbar), Rail to Rail, und schon lange verfügbar, daher kenne ich ihn.
Es gibt sicher längst bessere.
Geringe Bandbreite hat er auch aber für Thermoelemente reicht es immer.
Manfred

Hallo,

ok danke nochmal werde mir das ganze mal anschauen.

@Manf

Weil du gerade Sagst, nimm ein Datenblatt und schau nach.
Früher hatte ich in der HTL Tabellenbücher, da gab es gewisse Kriterien, die einem die Bauteilscuhe erleichtert haben. Eben z.B. das man niderfrequent ist, aber Rail to Rail braucht. Gibt es sowas auch online? Damit man sozusagen eben einfacher an Bauteiltypen kommt?
Wie hätte man ohne deinen Tipp den ICM7611 gefunden?

lg

Alex

Grundsätzlich kann man irgendwann mal nachsehen was es für neue Typen gibt, welche Tpyen Distributoren in ihr Angebot aufgenommen haben.
Ich orientiere mich an Typen in Katalogen, was nützen mir solche, die ich nicht bestellen kann?
Das hilft aber nicht bei der Beantwortung der Frage. Wie machen das andere? Kollegen fragen?

Gewisse Übersichten gibt es schon bei großen Herstellern wie etwa AD. Dort sind dann OPs in Tabellen die nach Kriterien wie Offestspannung sortiert werden können.
Manfred