langsam verzweifle ich dann doch. Seit 2,5 Wochen (leider mit Unterbrechungen) versuche ich eine Schaltung hinzubekommen, um eine Spannung von maximal +/- 1,5 V um 2,5 V anzuheben. Eine konstante Quelle für die 2,5 V habe ich mittlerweile.
Die anzuhebende Spannung entsteht als Potentialdifferenz zweier Messsonden. Ich versuche die Schaltung bislang mittels Operationsverstärker hinzukriegen, aber es mag mir nicht gelingen. Mir wurde mitgeteilt, dass es möglich sei, eine Sonde an den Invertierenden Eingang, eine Sonde an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers anzulegen, die Differenz würde daraufhin automatisch um 2,5 V angehoben werden, sofern am Versorgungseingang des Operationsverstärkers eine solche Spannung anliegen würde. Bislang waren meine Versuche in dieser Richtung jedoch nicht verfolgreich. Meine bisher getesteten Verstärker waren ein MC1458 und ein LM10CN. Habt Ihr einen Tipp für mich, wie ich diese Schaltung realisieren könnte? Ich danke Euch.
laut deiner Beschreibung kann ich es mir nur ungefähr vorstellen. Zeig mal den Schaltplan her. Und du möchtest die Differenz der Sensor Signale um 2,5V anheben?
Danke für die Antwort zu solch später Stunde. Ein Schaltplan kommt morgen. Es ist so, dass eine Sonde als Referenz dient, die zweite Sonde aber wandert. Dabei stellen sich zwischen der Wander- und Referenzsonde Spannungsdifferenzen von -1,5..1,5 V ein. Diese sollen zur Weiterverarbeitung um 2,5 V angehoben werden, so dass also am Ende der Schaltung 1,0V...4,0 V ausgegeben werden. Soweit die Theorie. Wie gesagt, morgen kommt der Plan.
Wenn Du die ganze Mimik um den Verstärker zwischen Gnd und Vcc hängst, können nur Werte zwischen 0 und Vcc herauskommen. Das funktioniert natürlich nur, wenn der Verstärker mit 5V funktionieren kann.
Operationsverstärker ohne Rückkopplung haben eien sehr große Verstärkung. Wenn Du eine Sonde an - Eingng und die andere am + Eingng hänngst dann bekkomst Du 0 und 5V am Ausgang (falls der OpAmp ein Rail to Rail Typ ist).
die Sonden sind dazu gemacht, Potentialdifferenzen im Boden zu messen. Man steckt eine Sonde 1 als Referenz in den Boden und wandert mit Sonde 2 umher. Es wird die entstehende Differenz gemessen, die typischerweise die genannten Werte annimmt. Man weiß nur im Vorfeld nie, ob die Differenz positiv oder negativ ausfallen wird. Darum dachte ich mir, dass es zur Messwertaufnahme am einfachsten wäre, diese Werte mit 2,5 V zu addieren, um die so entstehende Spannung weiterverarbeiten zu können.
Die einfachste Methode ist, die Masse der Sonden auf eine Hilfsspannung mit 2,5V zu legen.
Dann hast du zwei Signale, die um 2,5V pendeln, die kannst du einlesen und in der Software subtrahieren.
Wenn das nicht geht, z.B. weil die Sonden nicht potentialfrei sind, dann kannst du einen Differenzverstärker nehmen. Das ist eine OP-Schaltung, die die beiden Signale voneinander subtrahiert.
Wenn du den Fußpunkt des nichtinvertierenden Zweiges nicht auf Masse setzt, sondern auf eine Hilfspannung mit 2,5V, dann bekommst du dein Signal.
hier tat sich ja einiges.
Jetzt brauch er nur noch 2 OPV's die mit 5V Ub auch das machen was sie sollen.
Empfehlung:
OPA2340 TL081
TS912
AD823
mit einem uralten 741er brauchste nicht anfangen.
Wegen der OPV Schaltung. Er kann doch auch gleich seine 2,5V draufgeben statt dem 2. unteren OPV.
Für die 2,5V wird er sicherlich eine Referenzspanungsquelle haben.
uwefed:
TL081 würd' ich mal nicht empfehlen; der kann den Ausgang viele zu wenig aussteuern (Outout Voltag Swing). Die anderen hab ich nicht kontrolliert.
Grüße Uwe
okay, hab's korrigiert. Danke. Ich dachte zwar der kann mit 5V sicher umgehen, anscheinend nicht, wenn du das sagst.
vielen Dank für Eure wertvollen Tipps. Gerade auch die Suche nach dem passenden Operationsverstärker fällt mir noch recht schwer, da ich von der Vielzahl der Kenngrößen oft erschlagen bin und noch nicht den Blick für das Wesentliche entwickelt habe. Ich arbeite daran.
Vielen herzlichen Dank auch für den Schaltplan. Ich habe Ihn nun nach meinem Verständnis abgewandelt und eine Skizze von der Variante gemacht, wie ich es für mich jetzt gern realisieren würde. Könnt Ihr mit Eurer Expertise noch einmal darüber schauen ob es so funktionieren kann? Leider war jetzt auf die schnelle nur eine Handskizze möglich, ich habe gerade keine passende Sofware zur Verfügung, womit ich ein schöneres Bild erzeugen kann.
Viellecht noch kurz ein Wort zu den "Sonden": Ich stecke mehr oder weniger einfach zwei Drähte in den Boden und freue mich die Potenzialdifferenz zwischen beiden zu messen (stark vereinfacht).
Szam:
Könnt Ihr mit Eurer Expertise noch einmal darüber schauen ob es so funktionieren kann?
im Prinzip ja.
aber
Szam:
Ich stecke mehr oder weniger einfach zwei Drähte in den Boden und freue mich die Potenzialdifferenz zwischen beiden zu messen (stark vereinfacht).
wenn du wirklich nur Drähte im Boden hast, dann wirst du eine Schaltung brauchen, die um ein vielfaches höherohmiger ist. Mit 20k Eingangsimpedanz wird da nicht viel ankommen.
Nimm auf alle Fälle keinen Bipolaren OP, sonder eine CMOS oder JFET mit kleinen Eingangsströmen, wie z.B. den TS912.
Und dann vergrößerst du alle Widerstände im Faktor 10 mindestens.
Oder hast du da schon eine Auswerteschaltung dran an deinen "Drähten im Boden"?
Viel einfacher wäre die Variante: Masse der Sensoren auf die 2,5V legen und direkt messen.
guntherb:
Oder hast du da schon eine Auswerteschaltung dran an deinen "Drähten im Boden"?
Viel einfacher wäre die Variante: Masse der Sensoren auf die 2,5V legen und direkt messen.
Fallstrick:
Wenn Du den Arduino / PC mittels Stromversorgung erdest (<Masse ist dann geerdet) hast Du Probleme mit Deiner Messung da die Ableitstöme eine Potetialverschiebung produzieren.
guntherb:
aber wenn du wirklich nur Drähte im Boden hast, dann wirst du eine Schaltung brauchen, die um ein vielfaches höherohmiger ist. Mit 20k Eingangsimpedanz wird da nicht viel ankommen.
Nimm auf alle Fälle keinen Bipolaren OP, sonder eine CMOS oder JFET mit kleinen Eingangsströmen, wie z.B. den TS912.
Und dann vergrößerst du alle Widerstände im Faktor 10 mindestens.
Danke für den wertvollen Tipp. Das werde ich dann entsprechend anpassen und die Widerstände größer wählen. Was spricht in diesem Fall gegen einen bipolaren OP? Ich bin leider im Umgang mit OPs noch unglaublich ungeübt, vielen Dank für die Geduld.
Wie sucht und vor allem findet Ihr die OPs, die Ihr in Euren Schaltungen verwendet? Meint ihr, dass ein OPA2340 für meine Belange auch geeignet wäre? Davon hätte ich noch zwei bei mir.
Bevor Du nicht genauer sagst was Du eigentlich messen willst kann ich Dir keinen Ratschlag geben.
Du mißt die Spannung zwischen 2 punkten im Erdreich. Woher kommt die Spannung?
Grüße auch Uwe
Die Spannung kommt aus dem Erdreich an sich. Sie ist immer da: Ich möchte das sogenannte Eigenpotential messen. Es ist überall. Man muss lediglich zwei unpolarisierbare Sonden in den Boden stecken und kann losmessen. Das dient zum Beispiel der Detektion von Erzkörpern, dem Auffinden von Grundwasser und der Kartierung von dessen Fließbewegung, der Dichtungskontrolle von Deponiekörpern...
Für die Auswertung ist es nötig, das Eigenpotential des Bodens in Abhängigkeit von der Entfernung einer Referenzsonde zu messen. Das ist es, was ich tun möchte. Zunächst sollen zwei Sonden benutzt werden, eine als Referenz, eine als in der Fläche wandernde Sonde. Das ganze soll, sollte ein Grundlegender Aufbau gelingen, später um weitere Sonden erweitert werden.
