Ich habe eine Personenwaage deren Elektronik durch Nässe hinüber ist.
...
Wenn ich zwischen den Anschlüssen +3 und -3
(Orginalbezeichnung der Anschlüsse) 6 Volt Spannung anlege dann kann
ich zwischen den Anschlüssen +S und –S 2,8mV im unbelasteten Zustand
der Wiegezellen und 8,4mV bei Belastung mit ca. 100 Kg messen.
Nunja,
Um z.B. mit einem Multimeter messen zu können solltest Du die Spannung zwischen den Anschlüssen +S und -S
so verstärken, daß Du z.B. 1V bei 100 kg herausbekommst.
Mit einem gedachten Komma an der Richtigen stelle auf dem Display eines kleinen Digitalmultimeters bekommst du dann eine Waage mit 0,1 kg Auflösung.
Die Sache ist nicht ganz einfach, weil Du Dir schnell Störungen einhandelst, die paar mV von den Wägezellen sind halt nicht viel, und jedes kleinste Bischen Störsignal wird x-fach mitverstärkt ;)
Die Beschaltung der 4 Zellen läßt Du genau so wie in deinem Schaltplan schon zu sehen.
Einzig interessant sind die Anschlüsse +S und -S sowie die +/-3 Volt. Ich vermute die stamnmen aus Batterien.
Batteriebetrieb ist wegen der erforderlichen Laufruhe der Schaltung echt von Vorteil.
Ich hoffe, Du hast im Batteriefach eine 0V Klemme, das macht den Betrieb von Operationsverstärkerschaltungen deutlich einfacher.
Die Schaltung besteht aus 3 Teilen
1) Eingangsverstärker - Bildet aus +S / -S die Differenz und macht ein bischen Vorverstärkung
2) Offset-Addierer - Adiert soviel Spannung, daß ohne Last "0" angezeigt wird
3) Endverstärker - Multipliziert das korrigierte Zwischenergebnis so, daß +8,4 mV , die 100 kG entsprechen, 1V Ausgangsspannung ergeben.
1)Der Eingangsverstärker sollte hochohmig sein.
Ernst, kannnst Du einen Differenzverstärker mit 100kOhm Eingangswiderstand und 3 V Betriebsspannung bauen ?
Das ist Teil 1), siehe de.wikipedia.org/wiki/Operationsverstärker#Differenzverst.C3.A4rker_.2F_Subtrahierverst.C3.A4rker
Dein Eingangsverstärker darf gerne 10 fach Verstärken, das macht die Offseteinstellung etwas einfacher.
Teil 2) ist die 0815 Operationsverstärker-Addierschaltung, siehe
de.wikipedia.org/wiki/Operationsverstärker#Invertierender_Addierer.2FSummierverst.C3.A4rker
und Teil 3) ein Invertierender Verstärker. Zweimal invertiert = nicht invertiert, also sollte das gehen.
de.wikipedia.org/wiki/Operationsverstärker#Invertierender_Verst.C3.A4rker
Verstärkung so ausrechnen:
Swing 0kg->100kg = 8,4-2,6 mV = 5,8 mV
Eingangsverstärkung 10fach => 58 mV Swing
Ausgang : 1000mV / 100 kg Swing
Verstärkung: 58mV => 1000 mV => 17,2-fach.
Die Verstärkung bitte Einstellbar machen von 10-30 fach oder so. Man weiß ja nie ;)
Komponenten: Teure, driftkompensierte Operationsverstärker könnten sich hier lohnen.
Ich habe mal eine Wägezellenschaltung versucht, die driftete so hin und her, daß man vor jeder Messung den Nullpunkt neu setzen mußte, das war keine Freude. nach der Messung war der Nullpunkt dann schon wieder woanders. Also der Meßwert war immer Schrott. Leider hatte ich nie die Zeit um rauszubekomman, ob das Störungen oder OPV drift oder wieauchimmer war. Lief jedenfalls nicht gut.
Ich denke bei Operationsverstärkern so an "Low Power, Low Noise, Low Drift, internally offset compensated", um mal die englischen Catchwörter aufzuzählen.
Vor allem auf die außerordentlich geringe Versorgungsspannung von +/-3V achten. Das kann nicht jeder Opamp. der gute alte 741 z.B. kann's nicht !
Mir fällt gerade nur der TLC27L4BCN ein, besser noch TLC27L9 (teuer!)
Immerhin entfällt dabei das mühsame Ausnullen der Operationsverstärker wie beim '741.
Reichelt führt z.B. den TLC274, der sollte es auch tun. Ein bischen viel Offset kann der allerdings haben. Wäre besser, wenn Du da einen mit weniger Offset findest.
Mit dem 4.Opamp kannst Du dann noch einen 1:1 Ausgangspuffer für das Meßgerät realisieren.
Dann könnte man sogar ein klassisches Drehspulinstrument an der Schaltung betreiben.
Ach ja: Am Eingang und in den Stufen in der Mitte würde ich jeweils 100 nF gegen Masse zur Störungsdämpfung setzen. Ebenso am Eingang des Offset-Null-Potis.
Aber bitte nicht so, daß die Kapazität direkt am Ausgang einer der Operationsversstärker hängt.
Weitere mögliche Verbesserungen, die mir gerade einfallen:
- Präzisions Metallfillmwiderstände (0,1%) mit kleinem Temperaturkoeffizienten
- Eingangsverstärker als "Instrumentenverstärker" schalten. Das braucht 2 Opamps, ist aber besser, weil ie die Brücke fast garnicht belastet.
- Die Eingangsschaltung so schalten wie im Datenblatt zum LMV2011 unter "PRECISION STRAIN-GAUGE AMPLIFIER" beschrieben. Verstärkung aber nur 10x damit das Offset-Addieren kein Problem wird. Die Schaltung benötigt nicht unbedingt einen Rail-to Rail OPV wie den LMV2011, das sollte auch jeder andere OPV tun. Allerdings ist die kleinwe Offsetspannugn von dem Ding schon toll. Also vielleicht doch mal naoch einem OPV suchen, der a) ein kleines Offset hat und den man b) auch tatsächlich mei Reichelt oder Conrad kaufen kann.
-Theo
- Re: Eine Bitte um Hilfe Ernst 31.08.2008 10:04
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- Re: Eine Bitte um Hilfe Theodor Wadelow 31.08.2008 21:50
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- Re: Eine Bitte um Hilfe Theodor Wadelow 31.08.2008 21:50
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