Anpassung der Messspannung. Aber wie??? Hilfe!

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Autor
Anpassung der Messspannung. Aber wie??? Hilfe!

    







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Markuso

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Beiträge: 3
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Hallo,
ich bin neu hier im Forum und habe ein Problem. Ich habe nämlich nicht besonders viel Ahnung von Elektronik...

Nun zu meiner Frage:

Ich bin derzeit damit beschäftigt, einen Datenlogger zu bauen, der mir unter anderem Beschleunigungswerte (Längs- und Querbeschleunigung) eines Autos liefern soll. Dafür benutze ich eine (auf 16 Mhz getunte und Speicher erweiterte) C-Control M-Unit von Conrad. Die Software und Kommunikation mit einem Notebook funktioniert auch schon. Angeschlossen habe ich (unter anderem) einen 2-axialen Beschleunigungsaufnehmer adxl202.
Der liefert mir eine Messspannung von etwa 2,3 V (-10m/s²) bis 2,7 Volt (+10m/s²). Für meine C-Control brauche ich aber ein Intervall von 0 bis 5 Volt, um eine möglichst gute Auflösung zu erhalten. Die Referenzspannung muss ich bei 5 Volt (= Versorgungsspannung) lassen, wg anderer Aufnehmer, die auch noch angeschlossen sind.

Wie kann ich nun ein Spannungsintervall von 2,1 bis 2,9 Volt auf einen Bereich von 0 bis 5 Volt proportional projizieren? Ich habe schon mit Operationsverstärkern rumprobiert, komme damit aber nicht zurecht.
In meiner Anwendung habe ich folgende Spannungen zur Verfügung: -5V, 0V, +5V. Mir ist klar, dass es schwierig ist, den gesamten Bereich von 0 bis 5V zu nutzen (full range). Darauf könnte ich auch verzichten, wenn sich das Intervall so zwischen 0,5 und 4,5 V bewegen würde.
Ich habe im Netz auch schon einige Lösungen gefunden, die in die richtige Richtung gehen, oft sind das aber nur Prinzipschaltungen, so dass ich die richtigen Werte z. B. für Widerstände nicht kenne oder es sind keine handelsüblichen Bauteile verwendet worden.

Ich denke mir, dass es sich doch eigentlich um ein Standard-Problem handeln müsste, oder?

Es wäre toll, wenn mir jemand helfen könnte!

Vielen Dank sagt schon mal

Markuso

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Markuso am  3 Mär 2004 17:09 ]

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chilla

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Beiträge: 1403
Wohnort: von hier zwei mal rechts und dann zwei mal links

 

  

also das mit dem Ausgang bis zu den Betriebsspannungen geht mit Rail-to-Rail OPs, das sind oft CMOS-OPs.
sind inzwischen recht häufig.

zur schaltung selbst:
Ich würd im ersten Moment an deinen Verstärker mit Subtrahier-eingang denken.

mfg CHillA

BID = 57755

tixiv

Schreibmaschine



Beiträge: 1492
Wohnort: Gelsenkirchen

Ich hab mal hier eine Schaltung gezeichnet. Das ist ein differenzverstärker mit einem Verstärkungsfaktor von
220k/47k = 4,68 . Die Referenzspannung wird durch den 1,2k und den 820 Ohm Widerstand aus den 5V abgeleitet, und beträgt ~2,03V. Die kannst Du auch einstellbar machen wenn Du den Nullpunt auf irgend einen bestimmten Wert verschieben willst. Das würde ich aber einfach in Software machen.
Die Ausgangsspannung ist

(Eingangsspannung-Referenz)*Verstärkungsfaktor

also für 2,1V
(2,1V-2,03V)*(220k/47k)=0,32V

und für 2,9V
(2,9V-2,03V)*(220k/47k)=4,07V

Alles dazwischen liegt eben dann dazwischen

Die 5V würde ich aus einer möglichst genauen Quelle abzwacken, weil sie immerhin als Referenz benutzt werden. Den OP kannst Du mit +5V und -5V als Betriebsspannung laufen lassen. Als negative Spannung kannst Du auch GND nehmen, wenn Du den LM358 verwendest. Der kommt da ziemlich nah rann. Wenn Dir der Bereich nicht gefällt kannst Du ein bisschen mit den Widerstandswerten spielen.




[ Diese Nachricht wurde geändert von: tixiv am  4 Mär 2004  1:13 ]

BID = 57764

Markuso

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Beiträge: 3
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Hallo,

erstmal besten Dank, das ist echt super.

Ich hoffe, ich darf noch ein paar Fragen stellen:
- Wenn ich die Referenzspannung einstellbar machen will, muss ich also beide Widerstände, R5 und R6 einstellbar machen?

- Mal angenommen, mein Spannungsintervall beträgt nicht 2,1 ... 2,9 V, sondern bei anderen Sensoren etwa 1,1 bis 2,3 V. Da muss ich doch bestimmt nur ein paar Widerstände ändern, oder? Aber welche?

- Verstehe ich das richtig, dass ich mir das negative Spannungspotential -5V schenken kann, in dem ich den entsprechenden Anschluss auf Masse (0V) lege? Welche Nachteile ergeben sich dadurch?

Besten Dank für weitere Erhellung!


_________________
"Bitte erklären Sie es mir, als sei ich 2 Jahre alt..."

BID = 57791

tixiv

Schreibmaschine



Beiträge: 1492
Wohnort: Gelsenkirchen


Zitat :
Wenn ich die Referenzspannung einstellbar machen will, muss ich also beide Widerstände, R5 und R6 einstellbar machen?


Nein, einen einstellbar zu machen reicht. Ich würde aber in die Mitte von den beiden einen 1K Poti schalten, und dann an dessen Mittelabgriff die Ref. Spannung abnehmen.


Zitat :
- Mal angenommen, mein Spannungsintervall beträgt nicht 2,1 ... 2,9 V, sondern bei anderen Sensoren etwa 1,1 bis 2,3 V. Da muss ich doch bestimmt nur ein paar Widerstände ändern, oder? Aber welche?


Die Formeln zur Berechnung habe ich oben angegeben. Musst Du dich eben ein bisschen mit auseinandersetzten, dann bekommst Du raus, welche Du ändern musst je nach Spannungsbereich.
Hier noch 2 Tips: die Referenz immer etwas tiefer als die kleinst mögliche Eingangsspannung ansetzen, und die beiden Widerstände, die im Schaltplan 47k bzw. 220k haben müssen immer auf den gleichen Wert geändert werden, damit die Berechnungen stimmen.

BID = 57799

Markuso

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Beiträge: 3
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Alles klar, besten Dank. Damit müsste ich zurecht kommen.

BID = 58906

Pulityp

Gelegenheitsposter



Beiträge: 50

Hallo

Könnte man mit so einem Verstärker
auch eine Messspannung von
0,2 - 0,4 in 0-4V umwandeln ?
Danke

MFG

BID = 58918

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Kein Problem.

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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