mV Signal verstärken

[daF]

So, hab mir nun den INA 126 besorgt und wie beschrieben angeschlossen.
Er verstärkt auch das Signal, allerdings erst ab ca. 62mV für ca. 10mV.

Durch einen Vorwiderstand hat es dann geklappt, dass die Verstärkung im einstelligen mV Bereich beginnt, aber leider wieder nur für einen Bereich von ca. 10mV.

Bei dem Widerstand mit dem die Verstärkung geregelt werden kann, hab ich auch rumprobiert. Die Verstärkung ändert sich zwar, aber der Bereich in dem das Eingangssignal verstärkt wird, ändert sich nicht.

[lobo]

So, hab mir nun den INA 126 besorgt und wie beschrieben angeschlossen.

Mmmh - das glaube ich nicht ... sonst würde es ja funktionieren

Lass' uns mal schauen:

• Zwischen Pin 1 und 8 hast Du den Widerstand für die Verstärkung geschaltet (irgendwas um die 850 Ohm)?
• Was hast Du (genau) an Pins 4, 5 und 7 (bei unipolarer Versorgung mußt Du Pins 4 und 5 zusammenschließen)? Wie hoch ist Deine Versorgungsspannung?
• Hast Du das Thermoelement richtig herum angeschlossen (Pin 2 auf die neg. Spannung des Thermoelements, Pin 3 auf die positive)?
• Hast Du den 10kOhm-Widerstand zwischen Pin 3 und 5 angeschlossen? (Ist übrigens kein Vorwiderstand, sondern ein Ableitwiderstand)
• Du misst zwischen Pin 6 und 5?
• Hast Du mal einen Lastwiderstand (10 kOhm oder so) zwischen Pins 6 und 5 geschaltet?
• Es befindet sich nichts, auch wirklich gar nichts sonst im Kreis (kein zweites Gerät versucht, die Thermoelemtenspannung zu messen, kein Analogeingang angeschlossen)?

Mit der Checkliste müssten wir dem Problem näher kommen (hoffentlich )

Übrigens -wird Verstärkung nicht in mV gemessen, sondern ist der Quotient aus Ausgangssignal zu Eingangssignal. Das Verhalten das Du beschreibst, kann ich mir (noch) nicht erklären. Meine erste Vermutung wäre eine nicht korrekt angeschlossene Spannungsversorgung (besonders Pin 4 oder 5).

Ach ja - und vielleicht beschreibst Du etwas genauer, was Du für Ausgangssignale bei verschiedenen Eingangssignalen bekommen hast (habe ich noch nicht ganz kapiert) --- es kann sein, dass der Verstärkungsfaktor für Deine Versorgungsspannung zu hoch ist.

Viele Grüße,

Stefan

[daF]

Hallo Stefan,

herzlichen Dank für Deine Antwort.

Ich werd die Liste die nächsten Tage abarbeiten und melde ich dann wieder.

Viele Grüße,
Felix

[daF]

• Zwischen Pin 1 und 8 hast Du den Widerstand für die Verstärkung geschaltet (irgendwas um die 850 Ohm)?
• Was hast Du (genau) an Pins 4, 5 und 7 (bei unipolarer Versorgung mußt Du Pins 4 und 5 zusammenschließen)? Wie hoch ist Deine Versorgungsspannung?
• Hast Du das Thermoelement richtig herum angeschlossen (Pin 2 auf die neg. Spannung des Thermoelements, Pin 3 auf die positive)?
• Hast Du den 10kOhm-Widerstand zwischen Pin 3 und 5 angeschlossen? (Ist übrigens kein Vorwiderstand, sondern ein Ableitwiderstand)
• Du misst zwischen Pin 6 und 5?
• Hast Du mal einen Lastwiderstand (10 kOhm oder so) zwischen Pins 6 und 5 geschaltet?
• Es befindet sich nichts, auch wirklich gar nichts sonst im Kreis (kein zweites Gerät versucht, die Thermoelemtenspannung zu messen, kein Analogeingang angeschlossen)?

Hallo Stefan,

hab nun die Liste soweit abgearbeitet:

- Widerstand zwischen Pin 1 und 8 hab ich 1000 Ohm (auch andere getestet)
- an Pin 4 und 7 hängt ein 9V Block
- zum testen erzeuge ich mit einer 1,5V Batterie, Widerständen und einem Poti eine Spannung zwischen 0 und 80mV (Ofen jedesmal anheizen ist zu aufwendig). Die positive Spannung liegt an Pin 3, die negative an Pin 2.
- 10 kOhm zwischen Pin 3 und 5 ist drin
- 10 kOhm Widerstand zwischen Pin 5 und 6 hab ich probiert, damit fällt die Spannung fast auf Null
- anderes Gerät ist nicht im Kreis.

Ich werd nun mal den Aufbau direkt mit dem Thermoelement testen (falls es an der 1,5V Batterie liegen sollte).

Viele Grüße und danke,
Felix

[lobo]

Hallo Felix,

ich würde mindestens Pin 4 und 5 mal zusammen auf Masse legen (damit der Ausgang weiss, wo er hin soll...)

Auch mit der Zusatzbatterie würde ich Pin 2 an 4 und 5 anschließen - oder mir die Spannung direkt aus den 9 V "besorgen". Dabei bitte darauf achten, dass der Maximalstrom von 10 mA nicht überschritten wird (mind. 1 kOhm Vorwiderstand für den Spannungsteiler).

Viele Grüße,

Stefan

[daF]

Hallo Stefan,

habe es nun mit nur einer Spannungsquelle versucht (9V Block).
Widerstand zwischen 9V und Poti sind 10kOhm.
Pins 2, 4, 5 sind verbunden.
Als Ausgangssignal habe ich nun 8,9V konstant bei einer Eingangsspannung unter 68mV und eine konstante Ausgangsspannung von 0,65V bei einer Eingangsspannung von über 68mV (zwischen Pin 2 u.3).

Das macht ja so gar keinen Sinn.
Werd wohl nicht drum rumkommen, die Sache direkt mit dem Thermoelement zu testen.

[lobo]

Hallo Felix,

jetzt fällt mir (fast) nix mehr ein, ausser, dass Du parallel zum Ausgang noch einen Lastwiderstand (z.B. 10 kOhm) schalten kannst (solltest), um eventuell auflaufende Ladungen abzufangen.

Mach' doch mal alternativ den Verstärkungsfaktor kleiner. Deine Schaltung scheint ja fast wie ein Schmitt-Trigger zu laufen, was für eine zu große Verstärkung spricht ...

Wenn das auch nichts bringt, würde ich vermuten, dass Dein Messverstärker irgendwann mal zu viel Strom gesehen hat ...

[Tessi]

ich würde mindestens Pin 4 und 5 mal zusammen auf Masse legen (damit der Ausgang weiss, wo er hin soll...)

Auch mit der Zusatzbatterie würde ich Pin 2 an 4 und 5 anschließen - oder mir die Spannung direkt aus den 9 V "besorgen".

Nachdem ich mir mal das Datenblatt angesehen habe, kommen mir Zweifel, ob das, was hier gewünscht wird, überhaupt zulässig ist.

Nirgends wird erwähnt, das die Referenzspannung gleich der negativen Versorgungsspannung sein darf. Nirgends wird erwähnt, das eine saubere Signalverstärkung möglich ist, wenn einer der beiden Eingänge an der negativen Versorgungsspannung liegt.
Alle Beispiele zeigen Uref > Uv- und immer gilt Uv- < Uin < Uv+, speziell im Beispiel mit Uv- = 0V (single 5V Supply) liegt Uref bei 1.2V und Uin bei rund 2.5V.

Ich konnte nirgends herauslesen, das der Baustein geeignet sein soll, Signale zu verarbeiten, wenn Referenzspannung und/oder einer der beiden Eingänge jeweils auf dem Potential von V- liegen.

Diese Fähigkeit der rail-to-rail Verarbeitung hat kaum ein OP und wenn, dann erkauft man sich das mit vielen anderen Nachteilen (nicht nur finanziellen).

Versucht mal, diesen Baustein halbwegs symmetrisch (wie für OPs üblich) zu betreiben und das Ergebnis wird deutlich besser sein.

Ach ja, und beachten, das auch die Eingänge nicht unendlich hochohmig angesteuert werden sollen, da ein Strom von -10nA fließt, und der muß irgendwo hin, andernfalls floated der Eingang umher.

[lobo]

Hallo Tessi,

danke für Deine Hinweise. Im konkreten Anwendungsfall habe ich bisher (wie Du richtig bemerkt hast) noch nicht mit unipolarer Spannungsversorgung gearbeitet. Mein nächster Versuch wäre daher die Ein- und Ausgänge (ggf. über einen Spannungsteiler) gegenüber der Masse etwas anzuheben ... bzw. die Masse irgendwohin zwischen v+ und V- zu legen. Die Masse war vorher Floatend und das sollte sie doch eher nicht sein - oder? Und irgendwohin müssen sich die Ein- und Ausgänge ja beziehen...

Mit den Strömen an den Eingängen sollte das eigentlich kein Problem sein, da i.d.R. Widerstände um 10 kOhm gewählt wurden.

Wenn Du also einen konkreten Schaltungsvorschlag (bei Einbeziehung der Randbedingung von 9V Batterieversorgung) hast --- gerne.

Viele Grüße,

Stefan

[Tessi]

The output is referred to the output reference (Ref) terminal which is normally grounded. This must be a low-impedance connection to ensure good common-mode rejection. A resistance of 8 Ohm in series with the Ref pin will cause a typical device to degrade to approximately 0dB CMR

Also Ref soll so niederohmig wie möglich an die Masse des Gesammtsystems angebunden werden, bei bipolarer Versorgung im allgemeinen recht einfach, bei unipolarer Versorgung muß man sich einen solch niederohmigen Bezug erst mal schaffen, einfach V- oder V+ nehmen geht ja leider nicht, ein entsprechend niederohmiger Spannungsteiler ist bei Batteriebetrieb auch nicht sinnvoll. In so fern ist INA 126 mit einem Referenzeingang eine umglückliche Wahl...

Ich hatte jetzt nur verstanden, das daF gerne mit unipolarer Versorgung verstärken möchte und da die Bezugsmasse gleich V- sein sollte.
Im Prinzip bräuchte man nun einen Rail-to-Rail-OP der dies nicht nur für die Eingänge kann sondern auch für den Ausgang, letzteres ist aber so richtig kaum zu bekommen, einige 10mV Offset zu den Betriebsspannunggrenzen bleiben am Ausgang fast immer. Damit bekommt man den Ausgang nie richtig auf 0V, für eine Messung von 0V-50mV ist das dann nicht brauchbar.
Also bleibt nur ein "normaler" OP (mit "vernünftigem" Versorgungsspannungsbereich) und dem dann irgendwie gegen die Bezugsmasse noch einen negative Versorgungsspannung zu verschaffen.
Wie das gehen könnte steht hier: Schaltregler: negative Spannung kleiner Leistung