Hallo Ihr,

ich bin mit der Arbeit am "Low Budget Prüfstand" ein bischen weiter gekommen. Jetzt bin ich soweit, dass ich schon mal ein paar Messwerte bekomme.

Aber jetzt stelle ich mal eine ganz dumme Frage:
-prolog-
Ich habe eine Wägezelle (ist von Soemer) an einen INA125 geschaltet. Die Grundspannungsversorgung kommt von der Hauptplatine und beträgt 5V. Die Spannungs für die Wägezelle wurde an Pin16 des INA angeschlossen. Als Widerstand habe ich ein 1kOhm Spindelpoti genommen.

Wenn ich jetzt am Widerstand drehe geht die Spannung die ich am uC Messe nach unten und liegt minimal bei 0.05V. Jetzt tippe ich nur ganz leicht an die Wägezelle und erhalte einen schönen Ausschlag der schon fast an +5V reicht. Ich habe das mal mit einer Wasserflasche getestet und da lag ich auch so bei 4.5V. Da die Wägezelle bis 20 kg messen so, kann ich damit ja wohl nicht mehr als ca. 1,2kg messen.

So jetzt drehen wir mal den Poti in die andere Richtung: Jetzt steigt die Spannung und ich kann sie bis fast 2V hochdrehen. Wenn ich jetzt drücke dann erhalte ich nicht mehr so einen starken Ausschlag. Wenn mal richtig drauf drücke schaffe ich so bis 3.5V.

Jetzt möchte ich aber gerne von 0-5V Messen, aber so das die Wägezelle von 0-20kg arbeitet. Habe ich da etwas flasch verschaltet, oder ist das so mit einem OpAmp?!

Gruss Kai

Hallo Kai,

es gibt insgesamt 2 "Schrauben" an denen du Drehen musst um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Verstärkung und Offset. Theoretisch kann man sich das alles ausrechnen (dazu fehlen mir aber ein paar Werte), in der Praxis geht das aber ganz einfach nach folgenden Verfahren.

Zuerst stellst du die passende Verstärkung ein. In deinem Fall bedeutet das, dass du so lange an deinem Poti (so wie ich dich verstanden habe entspricht das Rg im Schaltplan) bis du eben auf deine 0,4V/kg (eigentlich 0,4V/kp) kommst. Danach musst du deinen Offset kompensieren, indem du an den Pin IAref eine entsprechend große, entgegengesetzte Spannung anlegst. In deinem Fall ist das ein Wert irgendwo zwischen -0,05V und -2V.

Um wirklich den ganzen Bereich von 0-5V auszunutzen brauchst du deshalb eine zusätzliche negative Spannungsversorgung für den Offset. Das reicht aber noch nicht, sondern deine Spannungsversorgung muss generell einen weiteren Bereich als 0-5V abdecken, z.B. +-10V. Das hat einen einfachen Grund. Der INA125 ist nämlich nicht Rail-to-Rail fähig. D.h. er ist nicht in der Lage Spannungen in "der Nähe" der Rail (die Versorgungsspannung) darzustellen. Wenn er z.B. mit 0V und 5V betrieben wird, kann er im schlechtesten Fall (laut Spezifikation) nur Spannungen von 1-3,3V liefern, da der Hersteller nur den Bereich von V(-) +1V bis V(+) -1,7V zusichert. Du brauchst also mindestens eine negative Versorgungsspannung < -1V und eine positive Versorgungsspannung > 6,7V.
In der Praxis sieht man bei solchen Problemstellungen oft symmetrische Versorgungsspannungen von +-12V oder +-15V, aber das kannst du dir nach deinen persönlichen Vorlieben aussuchen (es muss nicht unbedingt symmetrisch sein).

Der Strom der durch IAref fließt ist abhängig von der jeweiligen Ausgangsspannung. Deshalb sollte man eine hinreichend stabile Referenz haben (z.B. gepuffert mit OPV). Wenn die Referenz durch einen Spannungsteiler erzeugt wird kann man alternativ den Effekt auch berücksichtigen und einfach die Verstärkung ein wenig anpassen, da in diesem Fall das Verhalten linear ist.

Gruß
Reinhard

Ein Inverter für den Ausgang (oder das Bereitstellen) einer Negativen Ausgangsspannung aus einer normalen Versogungsspannung wäre der 7660.

Der 7660 arbeitet mit 2 Kondensatoren (Datenblatt!!) und wird vielfach verwendet um für Op-Amps eine Negative Spannung (bis -10V) bei VCC max. 10V zu erzugen.

Erhältlich ist er 7660 (Google hilft) als DIL oder SMD Version.

Grüße
Pierre

Geändert von CharlyMai am 11. November 2008 um 08:34

Hi,

ich nutze den INA125 auch und habe schon ein bißchen mit symetrischer Versorgungsspannung herum probiert. Ich meine im Datenblatt steht der Grund für das ganez Verhalten.
Der INA125 liefert eine intern erzeugte Referenzspannung. Die Versorgungsspannung sollte immer 1,25V höher liegen als die genutzte interne Referenz. Diese Spannung ist stabilisiert bis zu einer bestimmten Leistung sollte aber für eine DMs Messbrücke auf alle Fälle reichen.
Im Datenblatt ist weiterhin eine Formel und eine Tabelle angegeben für den Gain Widerstand.
Das mit dem Offest ist etwas tricki. Ich meine mich zu erinnern das bei einer einfachen asymtrischen Versorgungsspannung der Nullpunkt des Ausgangsignals (also unbelastete Wägezelle) irgendwo zwischen GND und Versorgungsspannung liegt.
Im Schaltplan ist ein Widerstand eingezeichnet mit dem man den Bezugspunkt verändern kann für das Ausgangssignal. Ich habe damals auch zusätzlich am Ausgang einen Widerstand als Last angeschlossen um das Signal zu belasten. Danach hat alles sehr gut funktioniert.
Anbei mal das Datenblatt von dem INA125 als Diskussionsgrundlage.

Gruß

Neil
Anhang: ina125_bb.pdf