Verstärker für Bleiselenid-Detektor gesucht.

[Paracetamol]

Hallo!

Ich hatte da mal einen Thermographiescanner gebaut, halbwegs erfolgreich und recht lehrreich.
Das Ding hat einen Thermosäulen-Einzelsensor, weswegen der Scanvorgang sehr lange dauert (Trise des Sensors im Rahmen einer Zehntelsekunde). Ein 320x200 Scan kann sehr wohl 20 Minuten dauern. Die Verstärkerschaltung für den Thermopile hatte ich hier mal nachgefragt, ein paar "Thermogramme" sind auch zu sehen:

https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=34125&highlight=

Die Thermografie-Bastelei finde ich weiterhin sehr interessant - vor Allem im Anbetracht der Preise für kommerzielle Lösungen. Deshalb der nächste Schritt... es wurde ein PBSE-Sensor (Bleiselenid) angeschafft. Spektrale Empfindlichkeit 1-5 Mikrometer; Isolierlecks am Haus bei -10 Grad werden also schwerlich sichtbar sein. Trise bei diesem Detektor allerdings 3 Mikrosekunden und die beabsichtige ich auch auszunutzen. (Scanning mittels rotierenden Spiegeln). Der Sensor detektiert Photonen (schnell), sein Sensorelement muß sich nicht erst durch die Optik erwärmen oder abkühlen (wie die Thermosäule).

Nun benötige ich einen Verstärker, der das Signal im Bereich von Mikrovolt von DC bis ca. 10 Kiloherz auf AD-Wandler-Eingangsverhältnisse bringt.

Der PBSE Sensor ist ein Fotowiderstand und keine -Diode; ein Transimpedanzverstärker ist *nicht* anwendbar.

Der Widerstand soll laut Application sheet folgendermassen ausgelesen werden:

Sensor (Dunkelwiderstand 1MOhm) in Reihe zu einem Arbeitswiderstand von 1MOhm schalten, 15V auf die Angelegenheit. Signalspannung am Arbeitswiderstand abgreifen und verstärken. Laut Datenblatt steigt die Spannung am Arbeitswiderstand um 170 Mikrovolt bei Belichtung mit einem 500 Kelvin Blackbody.

Die 7,5 Volt Dunkelspannung am Arbeitswiderstand interessieren beim Digitalisieren nicht, aber der X Mikrovolt Anstieg bei Belichtung schon. Also eine Wheatstone Messbrücke, bei Dunkelheit abgeglichen auf 0 Volt am Ausgang.

Ich benötige also einen DC- bis 10 KHZ Verstärker mit einer gerüttelt hohen Eingansimpedanz, Verstärkung 1000+.

Im Übrigen muß ich sowas nicht zwingend selbst bauen... gibts keine adäquaten Meßverstärker für den Industriebedarf? Beispielsweise Verstärker für Thermoelement-Drähte bei Industieöfen, DC werden die wohl machen (10 Kiloherz wohl eher nicht)

Gruß

[Besserwessi]

Die volle Bandbreite wird man wohl kaum ausnutzen können, denn dann gibts entsprechend mehr Rauschen. Bei 1 MOhm Sensorwiderstand hat man schon ein Eigenrauschen des Widerstandes von rund 100 nV/ Sqrt(Hz). Idealerweise sollte der Arbeitswiederstand deutlich größer sein als der des Sensors. Wegen des hohen Widerstandes sollte der Verstärker wohl auf FET basis sein.

Das könnte so wie für die Thermosäulen eine Chopperstabilieserter OP sein, wenn man die niedriegen Frequenzen wirklich braucht. Sonst ein hochwertiger OP mit JFET Eingängen (z.B. AD743).

[BASTIUniversal]

Hi!
Um was für einen Sensor handelt es sich denn genau (und wo hast du den her)?

MfG
Basti

[Paracetamol]

Der Sensor ist ein P9696-02 von Hamamatsu.

Mit Zerhackerverstärkern kenne ich nun gar nicht aus, macht aber wohl Sinn bei den gewünschten Verstärkungsfaktoren. Gibts da Seiten mit Designvorschlägen? Werde aber auch google bemühen...
Wenn ich den Sensor mit 10kHz auslesen möchte, wie hoch muß dann die Chopperfrequenz sein? Im Bereich Megaherz?

Gruß

[Besserwessi]

Bei den Chopperverstärkern braucht man sich auch nicht um viel kümmern. Nach außen sind das fast normale Operationsverstärker, nur etwas teurer (ca. 2,50 EUR) und dafür kein 1/f Rauschen und fast keine Drift. Das sollte normalerweise auch die richtige Wahl für die Thermosäule gewesen sein. Einige üblichen Typen wäre AD8851, LTC1050, max4238. JFET OPs wären allerdings über einen großen Teil der Frequenzen besser, nur nicht bei den ganz niedriegen.

Bei der Bandbreite ist ohnehin zu bezweifeln, das man wiklich bis 10 kHz gehen kann, denn dann wird die Bandbreite zu hoch und man hat entsprechend zu viel Rauschen. Aus den 100nV/Sqrt(Hz) werden bei 10 kHz Bandbreite dann schon 10 µV an Rauschen.