FSR Sensor mit Operationsverstärker

[Massimus]

Hallo zusammen.
Ich habe einen FSR-154 Sensor.
http://www2.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/182586-an-01-de-Drucksensor_FSR-154AS.pdf
Ich verwende einen einfachen Spannungsteiler und gehe dann an meinen OpAmp ran (siehe Schaltung).
Als OpAmp habe ich einen LF356 verwendet. Meine Eingangsspannung für den Sensor beträgt 5V. Der Widerstand in Reihe hat 47kOhm. Messe ich die Spannung direkt am Spannungsteilerabgriff bzw. am Eingang vom OPV, dann ist der Wert korrekt. (Je nach Druck zwischen 0V und 5V) Doch am Ausgang habe ich fast 0V. Dort ändert sich der Wert bei Druckänderung ganz kurz auf 0,2V, dann wird die Spannung kurz negativ, dann wieder fast 0V. Hab schon den OPV getauscht gegen einen TL082. Keine Änderung. Ich bin mit meinem bisschen Latein am Ende.

[Manf]

Mit welcher Versorgungsspannung wird der OP betrieben?

Manfred




TLC271:
Common-Mode Input Voltage Range
Extends Below the Negative Rail (C-Suffix
and I-Suffix Types)

Output Voltage Range includes Negative
Rail

[Massimus]

Das kann ja gar nicht gehen, was ich da gemacht habe. Du hast Recht. Ich habe zwar eine Versorgungsspannung von +15V auf der einen Seite, auf der anderen hatte ich aber GND. Seh ich das richtig, dass ich da dann -15V benötige?
Hab noch einen LM324: mit dem ginge das, oder?

[Manf]

LM324:
Eingang bis V- und Ausgang bei 10kOhm bis 5mV oder 20mV.
Sicher sehr viel besser dafür.
Manfred

http://cache.national.com/ds/LM/LM124.pdf

[Massimus]

Hab zwar wenig Elektronik Kenntnisse, doch das hätte mir auffallen müssen.

Also, vielen Dank für Deinen Tipp! Der war Gold wert. =D>

Gruß *m*

[Massimus]

Sorry Manfred, aber ich brauch noch mal Deine Hilfe. Ich habe jetzt alles richtig angeschlossen. Doch es ist immer dasselbe. Am Ausgang habe ich ohne Druck auf den Sensor ca. -0.3V. Gebe ich eine Kraft auf den Sensor, dann geht der Wert auf 0V. Messe ich am Spannungsteiler direkt stimmt der Wert, also zwischen 0V und 5V. Weiss einfach nicht weiter. Hab es sogar mit dem LM324 versucht. Das selbe Problem. Dem LF356 gebe ich als Versorgungsspannung +-15V, der LM324 bekommt 5V!
Brauche ich denn ueberhaupt den Operationsverstaerker? Oder kann ich damit direkt in einen AD-Wandler? Worin liegt der Unterschied?

Greetz

[Massimus]

So, hab jetzt noch einmal mit dem LF356 gemessen:
Hab am Ausgang 0.01V. Bei Belastung steigt der Wert kurz auf 0.1V irgendwas, dann kurzer Abfall unter 0V (ganz gering) und zurueck auf 0.01V!
Einfach merkwuerdig. Oder ich bin zu ](*,)

[Manf]

Die Schaltung selbst sehe ich ja nicht, grundsätzlich arbeiten Operationsverstärker. Bei der Belastung sollte man sehen von wo nach wo in der Schaltung belastet wird.
Bei 10k an einen Signaleingang sollte es auch ohne Operationsverstärker gehen, hauptsächlich wenn man berücksichtigt, dass die Sensoren ohnehin nicht sehr konstant sind.
Manfred

[Massimus]

Hmmm, okay! Habe mal die Alternativschaltung aufgebaut. Also den Strom-Spannungs-Wandler. Funktioniert einwandfrei. Ich teste dann einfach das ganze mal mit Operationsverstärker und ohne. Mal schauen was besser ist.
Also noch mal vielen Dank für Deine Hilfe

Gruß *m*

[Massimus]

Hi!
Hab mal wieder (wie so oft) ein Problem. Ich benutze nun einen LM324 bei einer Strom-Spannungs-Wandler Schaltung. Der Widerstand vom Ausgang zum Eingang beträgt 4,3kOhm. Als Eingangsspannung habe ich wieder +5V, die ich auch als Versorgungsspannung für den OPV nehme. Nun habe ich aber wie eine Vorspannung zwischen Sensor und Widerstand (ca. 1,35V) Verwende ich keine Versorgungssp., so ist die Ausgangsspannung immer 2,5V niedriger als die Spannung zwischen Sensor und Widerstand und die Vorspannung weg. Was mache ich denn falsch??
](*,)
Ich verwende Pin 1-3 beim OPV.
Brauche ich denn eine Last am Ausgang?

Gruß *m*

[Massimus]

Habe mich noch mal ein wenig im Netz informiert. Es liegt wohl an der asymmetrischen Versorgungsspannung. Ich kann nicht die selbe Schaltung nehmen wie bei einer symmetrischen Versorgungsspannung. Richtig? Welche Schaltung bräuchte ich dann bei asymmetrischer Versorgung?

[Massimus]

Also, ich habe jetzt diese Schaltung verwendet. Sie ist angeblich empfohlen für den LM324. Ich bekomme damit am Ausgang eine Spannung von 2,5V bis 0V!
Wieso muss ich an den nicht-invertierenden Eingang die halbe Spannung geben.
Ist es nicht möglich dort eine beliebige Spannung anzulegen???
Ich hätte gerne am Ausgang einen Bereich von 5V bis 0V!

[ranke]

Hi Massimus,
vielleicht hilft Dir folgende Überlegung zum Verhalten von OPs weiter:
1. Wenn der nichtinvertierende (+) Eingang des OP eine höhere Spannung als der invertierende (-) hat, dann geht der Ausgang in Richtung einer positiven Spannung. Entweder soweit, dass die beiden Eingänge, bedingt durch den Rückkopplungswiderstand RG wieder die gleiche Spannung haben, oder, wenn das nicht möglich ist, bis zum maximal möglichen Wert. In letzterem Fall ist der OP übersteuert, ein Fall den man im Allgemeinen nicht haben will.
2. Umgekehrt, wenn der nichtinvertierende (+) Eingang eine niedrigere Spannung als der invertierende (-) Eingang hat, sinkt die Ausgangsspannung solange, bis die Eingänge wieder auf der selben Spannung sind, oder (Übersteuern) bis zum minimal möglichen Wert.
Bei der Schaltung in Deinem letzten Posting, nehme ich an, ist die Spannung VREF gleichzeitig die Versorgungsspannung des OP.
Betrachten wir die Grenzfälle:
1. FSR ist niederohmig (FSR<<RG):
Dann ist die Spannung am invertierenden Eingang etwa gleich der Betriebsspannung und damit unbedingt höher als die Spannung am nichtinvertierenden Eingang. Damit fährt der Ausgang gegen Null, der OP übersteuert.
2. der FSR ist sehr hochohmig:
In diesem Fall ist die Spannung am invertierenden Eingang gleich VOUT. VOUT wird sich also so einstellen, dass die beiden Eingänge die selbe Spannung haben. Damit gilt VOUT=VREF/2.
Du siehst also, nichts ist kaputt, alles funktioniert wunderbar (bloß nicht so, wie Du willst) 8-[
Gruss, Uli

[JonnyP]

Hi Massimus, kein OP kommt mit seiner Ausgangspannung ganz an die Versorgungspannung heran. Auch nicht die sogenannten Rail To rail OP´s. "Normalen OP´s fehlen da schon mal 3 Volt am oberen und unteren Ende bei symmetrischer +- Versorgung. Deine erste Schaltung war ein Spannungsfolger. Der sollte es schon tun, nur, wenn du einen "Verlust" von ca. 3 Volt dazu addierst, heißt das, die Versorgungsspanung sollte mindestens +- 9 volt betragen. Wie der Name sagt Spannungsfolger. Input = Output. Input =hohe Impedanz, belastet die Messchaltung nicht. Wenn du den +Eingang auf 0Volt legst, wird der Ausgang nicht genau 0Volt sein. Dann mußt du den Offset kompensieren (falls nötig).
Gruß Jörn

[Massimus]

Okay. Dann vielen dank schon mal für eure Info. Hab jetzt etwas mehr Durchblick. Habe eigentlich auch gedacht, dass der Spannungsteiler ausreicht. Bisher hat er aber bei mir nicht funktioniert. Muss wohl irgendwas falsch gelötet haben. Macht nix. Probier das wahrscheinlich die Woche noch mal.

Gruß *m*