Auswertelektronik für Drucksensor

[PloechingerD]

Hallo zusammen.

Ich habe eine Druckmesszelle von Sensor-Technik Wiedemann mit dem Datenblatt im Anhang.
Diese Zelle möchte ich gerne bei mir einbauen und sie dann mit eine uController auswerten.

Leider habe ich keine Erfahrung mit der dafür benötigten Verstärkerschaltung.
Laut meinen Recherchen benötige ich dazu einen Differenzverstärker.
Ist meine Annahme richtig? Benötige ich zusätzlich noch Schlaltungsteile?

Danke!

MfG Plöchinger

[PICture]

Hallo!

Ich würde dir einen " Instrumentation Amplifier" wie z.B.: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/analogdevices2/AD8426.pdf empfehlen.

[PloechingerD]

Danke schon mal für den Vorschlag.

Ich hätte jetzt noch eine grundsätzliche Frage:

Wieso muss ich grundsätzlich einen Differenzverstärker (habe ich aus Internetrecherche entnommen) verwenden?
Also warum kann ich keine "normale" Verstärkerschaltung verwenden?

Danke

[PICture]

Vermutlich ist deine Druckmesszelle als Brücke aufgebaut (im o.g. *.pdf steht "Brückenwiderstand|kΩ|2...9"). Ein Differenzverstärker ist nötig, weil die Spannungen auf beiden Ausgängen bei einer Brücke beim Null Signal ungleich Null sind.

[Manf]

Wieso muss ich grundsätzlich einen Differenzverstärker...

In Kurzform:
Die Messbrücke im Sensor besteht aus zwei Spannungsteilern die so aufgebaut sind, dass die Messgröße die Spannung am einen senkt und am anderen anhebt. Das Ergebnis entspricht der Differenz der beiden Größen. Um den Wandler entsprechend seiner Spezifikation auszuwerten sollte man diese Differenz messen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke#Anwendungen

[PloechingerD]

Okay!

Ich baue mir also einen Standard-Differenzverstärker mit folgendem Aufbau:
29139

Wie muss ich dabei die Widerstände auswählen? (Hochohmig?)
Muss ich beim OP auf etwas besonderes achten?
Als R4 verwende ich ein Poti um die Schaltung abzugleichen?

[PloechingerD]

Ich habe mir jetzt mal einen Differnenzverstärker aufgebaut.
Allerdings habe ich jetzt einige Probleme mit dem Datenblatt, bzw. den Angaben zu den Anschlüsse.
Die Rede ist von U+, U-, V+, V- und T
Es gibt allerdings keine Legende dazu.
Kann sich von euch jemand vorstellen für was diese Anschlüsse genau stehen?

Danke

[schorsch_76]

Bei OpAmps legt man die Eingangswiderstände hochohmig aus. Allerdings hat ein höherer Strom durch die Gegenkopplungswiderstande ein stabilieres Verhalten zur Folge. Du solltest Ausrechnen was du für einen Strom aus der Druckzelle holen kannst. Falls das nicht möglich ist, schalte noch je 2 OpV's als Impedanzwandler vor deine Eingänge am Differenzverstärker. Das ganze sieht dann so aus

http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Impedanzwandler

Der Ausgang dieses Impedanzwandlers geht dann an je einen Eingang an deinen Differenzverstärker.

Das kann man aber dann auch gleich als Instrumentenverstärker auslegen
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Instrumentenverst.C3.A4r ker

[Peter(TOO)]

Hallo,

Ich habe mir jetzt mal einen Differnenzverstärker aufgebaut.
Allerdings habe ich jetzt einige Probleme mit dem Datenblatt, bzw. den Angaben zu den Anschlüsse.
Die Rede ist von U+, U-, V+, V- und T
Es gibt allerdings keine Legende dazu.
Kann sich von euch jemand vorstellen für was diese Anschlüsse genau stehen?

Da fehlt auch jede Menge an Angaben.

Allerdings kann man einiges auf dem Foto erkennen. Die mäanderförmigen Strukturen sind die Messwiderstände der Brücke.

V ist vermutlich die Versorgungsspannung und U der Messausgang.

Zwischen V- und T befindet sich noch ein Widerstand.
Irgendwie dient der zur Kompensation.

Wenn ich mir die Strukturen so ansehe, ist das dunkelgrau eine Widerstandsschicht, welche die eigentlichen Messwiderstände bildet.
Die hellen Strukturen sind Leiterbahnen.
Möglicherweise dient dieser Widerstand zur Temperaturkompensation.

Aber wie schon geschrieben, da fehlen viele Angaben in diesem Datenblatt!
Du müsstest das schon beim Hersteller nachfragen.

MfG Peter(TOO)

[PloechingerD]

Danke für deine Einschätzung.
Dann bin ich ja mal beruhigt, dass ich nicht der einzige bin der dieses Datenblatt als sehr Lückenhaft bewertet.
Das mit dem Widerstand zwischen V- und T ist so richtig, man kann es auch auf der Messzelle erkennen.
Ich werde dann mal versuchen die Infos direkt beim Hersteller zu erfragen.

[Besserwessi]

Als Schaltung sollte man wohl schon den Instrumentenverstärker nehmen (als fertiges IC oder mit 3 OPs). Immerhin wird man eine knapp 1000 fache Verstärkung brauchen - das wird mit einem OP ohnehin knapp. Der einfache Differenzverstärker hat nicht so gute Eigenschaften (Eingangswiderstand, Drift, Gleichtakt-Unterdrückung). So fern man mit Gleichstrom messen will, kommt es auf geringe Offsets,wenig Drift und je nach Anforderungen auch auf wenig Rauschen an.

[PloechingerD]

Hallo!
Also ich habe den Sensor jetzt aufgebaut und mit einem Instrumentenverstärker INA 122 PA (Verstärkungsfaktor zwischen 50-100) verstärkt. Von der Lineariät her funktioniert dieser Aufbau wirklich sehr gut.
Allerdings ist wie erwartet auf der Ausgangsspannung ein Offset vorhanden. Gibt es eine Möglichkeit diesen Offset abzugleichen?

[PICture]

Siehe 7. Seite: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/I/N/A/1/INA122PA.shtml .

[PloechingerD]

Ein weiterer Punkt der mir gerade noch aufgefallen ist, ist das sich der Offset mit der Temperatur verschiebt.
Es gibt an dem Sensor einen Widerstand zur Temperaturkompensation (bei RT ca. 300 Ohm)
Wie kann ich dazu am besten eine Temperaturkompensation einbauen?
Kann ich das nur digital (über uController) oder auch analog hinbekommen?

Gruß Plöchinger

[Peter(TOO)]

Hallo Plöchinger,

Ein weiterer Punkt der mir gerade noch aufgefallen ist, ist das sich der Offset mit der Temperatur verschiebt.
Es gibt an dem Sensor einen Widerstand zur Temperaturkompensation (bei RT ca. 300 Ohm)
Wie kann ich dazu am besten eine Temperaturkompensation einbauen?
Kann ich das nur digital (über uController) oder auch analog hinbekommen?

Das geht auch analog.

Aber jetzt müsste man das Datenblatt haben, um zu wissen wie sich Offset und Widerstandswert mit der Temperatur ändern.

MfG Peter(TOO)

[Besserwessi]

Es ginge auch analog, aber wenn die Verschiebung nicht so groß ist, dass man viel vom Wertebereich des ADCs verliert, wird es digital vermutlich einfacher. Die Verschiebung muss ja auch nicht linear sein.