Инструментальный усилитель.

[igru25]

Спасибо. Бросился в дальнейшее гугление и нашел документ от тексас инструментс, где описывается применение однополярного питания с ОУ. Купил новые ОУ, для однополярного питания (LM358 - два ОУ в одном корпусе с Vcc и GND) и перепоял в третий раз схему пробуя разные вещи после поиска по сайтам.
Текущее состояние схемы на картинке во вложении.

Мост на ноль. Мультиметр на Vref 2.5V (LM336) и на выход = показания скачут от 5mV до 1.2V. Коэффициент усиления по расчетам равен 400, а с моста колебания по замерам от 0 до 0.4mV (измерение легкого давления пальцем тензодатчиком).

Однозначной схемы как пример пока не нашел. Правильно ли что показания на выходе так скачут (мост в покое) - тоже непонятно. Наверное надо осциллографом дальше щупать.

[peg]

Вам совершенно правильно говорят, что для измерительного усилителя крайне рекомендуется двуполярное питание. Ну и ошибочно, что измерительный мост надо смещать. Не надо. Дифференциальный усилитель не усиливает синфазное напряжение, так что смещение моста ему до лампочки, не выходило бы за пределы питания.
А вы тут нагородили...
Зачем тут искусственная средняя точка подключена к мосту? К измерительному мосту вообще не нужно ничего подключать, вы все портите.
Убедитесь, что данным операционникам хватает питания 2.5В.
При указанных номиналах коэффициент усиления схемы около 15 (а не 400).

[igru25]

Обновил схему.

Там переменный резистор - если выставить 200 Ом, то должно быть 400 (теоретически).

Питание ОУ 4.98 вольт (по документации - можно от 3 до 32).

Вообще, если все получится - планирую питание от таблетки 3,6 вольт. Поэтому хочется сразу попробовать с таким рабочим однополярным напряжением.

[peg]

Когда говорят, питание 3В, это значит плюс-минус 3В, что для однополярного питания означает минимум 6В. 5В может и не хватить.
Вам надо искать полуторавольтовые усилители.

[igru25]

В документации к ОУ я нашел, что:

• Single supply: 3V to 32V
• or dual supplies: ±1.5V to ±16V

Тут вроде ок.

Есть другая мысль, что малейшие колебания напряжения от источника питания вызывают мельчайшие изменения на мосте.
К тому же возможна проблема еще с резисторами, хотя я брал с погрешностью 0.1%.

Вопрос - можно ли исключить возможные колебания питания, если запитать от батарейки?
А как можно проверить только ИУ без моста, исключив возможные косяки моста. Отсоединить IN+ и IN- достаточно было бы?

Еще посмотрю немного... если не получится, то наверное лучше взять сразу готовый ИУ.

[peg]

[
Есть другая мысль, что малейшие колебания напряжения от источника питания вызывают мельчайшие изменения на мосте.
К тому же возможна проблема еще с резисторами, хотя я брал с погрешностью 0.1%.

Вопрос - можно ли исключить возможные колебания питания, если запитать от батарейки?
А как можно проверить только ИУ без моста, исключив возможные косяки моста.

Неправильно рассуждаете. Для того и мост, что он подавляет помеху от источника питания. Для сбалансированного моста эта помеха синфазна, а значит не влияет на полезный сигнал.
Милливольтметром проверьте, балансируется ли мост (разбалансировка в обе стороны возможна)? Если да, прямо с мостом и надо проверять ваш усилитель.
На маленьком коэффициенте усиления работает?
Возможно, схема возбуждается. Осциллограф у вас есть?
Блокировочные конденсаторы по питанию стоят?
Если все ОК, ищите косяки в монтаже. Должно работать.
Покажите полную схему с двухполярным питанием.

[igru25]

Милливольтметром проверьте, балансируется ли мост (разбалансировка в обе стороны возможна)? Если да, прямо с мостом и надо проверять ваш усилитель.
На маленьком коэффициенте усиления работает?
Возможно, схема возбуждается. Осциллограф у вас есть?
Блокировочные конденсаторы по питанию стоят?
Если все ОК, ищите косяки в монтаже. Должно работать.
Покажите полную схему с двухполярным питанием.

Написал, потом подумал - да, скачки питания на балансе моста не должны сказываться.
Осциллограф только что принесли по почте (купил на аукционе б/у 20МГг Iwatsu SS5702) - так что сегодня вечером попробую.

Блокировочные конденсаторы не стоят (схема ровно такая, как на картинке).
Мне сперва надо разобраться что такое блокировочные конденсаторы и как применять. Я не капли не профи. Хобби как две недели.

[peg]

блокировочные - ставят с источников питания на землю (общую точку), обычно параллельно электролитический на 10-50 мкф и керамический на 10-100 нф. Для предотвращения возбуждения. Должны ставиться как можно ближе к микросхемам.

[Сэр Мурр]

Измерительны мосты положено запитывать или от источника постоянного напряжения, или от источника постоянного тока. в Вашем случае-от источника постоянного напряжения на TL431. Это делается для исключения погрешности от нестабильности питающего напряжения (а не для подавления синфазной помехи). При низковольтном питании лучше использовать ОУ типа "rail-to-rail", тогда реально использовать 3,6 в источник.

[peg]

Измерительны мосты положено запитывать или от источника постоянного напряжения, или от источника постоянного тока. Это делается для исключения погрешности от нестабильности питающего напряжения (а не для подавления синфазной помехи).

Зачем вы запутываете начинвющего? Говорите то же самое, но пытаясь опровергнуть?
Вот, сказано то же:
"Для того и мост, что он подавляет помеху от источника питания. Для сбалансированного моста эта помеха синфазна, а значит не влияет на полезный сигнал".

[igru25]

Весь вечер ушел на чтение доков к осциллографу, а то бессмысленно крутить ручки не люблю. На днях попробую прощупать схему.

А пока только обновил рисунок схему. Надеюсь блокировочные верно расставил. Их наверное можно и сократить... поставить по-одному... на две микросхемы сразу.

Спасибо за советы.

Еще тут знакомый студент сбил с толку. Говорит, что не все блоки питания можно использовать (на некоторых нельзя получить какие-то удобоваримые результаты)... у меня есть и цифровой (наверное step down конвертер) и обычный с трансформатором (с гальванической развязкой).

[peg]

Нет, не так. Ваша земля (средняя точка питания) - это точка соединения управляемого стабилитрона и резистора.
Это точка нулевого потенциала, и она должна быть разведена по правилам общего провода.
При этом на ОУ (и на измерительном мосту) получается (как и должно быть) два источника питания +2.5В и -2.5В, которые и должны шунтироваться блокировочными конденсаторами на землю.
Относительно этой земли получится (и надо измерять) и выходной сигнал, и любые промежуточные.

Относительно блока питания. Думаю, любой нормальный подойдет. Лишь бы не было сумасшедших пульсаций или шумов на выходе. Современные ОУ прекрасно подавляют нестабильность источников, и лишь в прецизионных схемах, когда идет борьба за каждый микровольт сигнала, нужны источники посерьезнее.

[igru25]

земля - это точка соединения управляемого стабилитрона и резистора.

Понял.

Это точка нулевого потенциала, и она должна быть разведена по правилам общего провода.

Таких правил не знаю пока. Буду гуглить.

При этом на ОУ (и на измерительном мосту) получается (как и должно быть) два источника питания +2.5В и -2.5В, которые и должны шунтироваться блокировочными конденсаторами на землю.
Относительно этой земли получится (и надо измерять) и выходной сигнал, и любые промежуточные.

Т.е. GND и VCC - зашунтировать каждый из них двумя параллельными конденсаторами на виртуальную землю как можно ближе ко входам питания ОУ?


Сегодня выставлял мост но ноль мультиметром. Думаю, дай попробую параллельно с ИУ подцепить осциллограф (не уверен что так можно). В итоге вышла такая картина как на фото.

Цеплял осциллограф на мою виртуальную землю и на выход ИУ - прямая линия.. 1.12 вольта (а если на выход ИУ и GND, то 3.6... 2.5+1.12=3.62). Сгибаю тензодатчик немного - ноль реакции. Завтра буду делать ревизию... может где контакты плохие.

[Сэр Мурр]

Измерительны мосты положено запитывать или от источника постоянного напряжения, или от источника постоянного тока. Это делается для исключения погрешности от нестабильности питающего напряжения (а не для подавления синфазной помехи).

Зачем вы запутываете начинвющего? Говорите то же самое, но пытаясь опровергнуть?
Вот, сказано то же:
"Для того и мост, что он подавляет помеху от источника питания. Для сбалансированного моста эта помеха синфазна, а значит не влияет на полезный сигнал".

Выделено жирным шрифтом. Мне кажется, что это несколько разные вещи.

Резисторы тензомоста Р 8 и Р9 надо соединить с виртуальной землёй. Или с настоящей, при двуполярном питании.

[peg]

Это точка нулевого потенциала, и она должна быть разведена по правилам общего провода.

Таких правил не знаю пока. Буду гуглить.

Правила просты. Общий провод должен быть самым толстым и самым широким.
Обычно под него оставляют всю свободную фольгу на плате.

Т.е. GND и VCC - зашунтировать каждый из них двумя параллельными конденсаторами на виртуальную землю как можно ближе ко входам питания ОУ?

Да, только один конденсатор керамический, второй - электролитический (а у тебя нарисованы оба - электролиты).

Сегодня выставлял мост но ноль мультиметром. Думаю, дай попробую параллельно с ИУ подцепить осциллограф (не уверен что так можно).

Я не понял, удается мост разбалансировать в обе стороны?
Осциллограф подключать можно. Только полезный сигнал с моста очень маленький, а как правило, осциллографы меньше долей милливольта не показывают. (Типичный выход с тензодатчика - милливольты на 10 вольт питания моста. Обычно напряжение питания тензомоста 10-15 В.
У тебя в несколько раз меньше).

Цеплял осциллограф на мою виртуальную землю и на выход ИУ - прямая линия.. 1.12 вольта (а

Считай уже это настоящей, а не виртуальной землей. Смотреть выход усилителя надо разбалансируя мост, тогда сразу увидишь, работает или нет. Выход также должен позволять разбалансировать его и в плюс, и в минус.
В общем, как видно, возбуждения нет, только пульсация источника (что очень подозрительно), так что для измерений вольтметра достаточно.
При сбалансированном мосте на выходе ИУ должен быть ноль напряжения (по постоянке, сетевая наводка или остаток пульсации источника питания могут присутствовать).

Еще можно, крутя балансировку, померить плюс и минус питания (относительно общего провода, конечно). Если они плавают, тогда надо увеличивать ток через твой управляемый стабилитрон (источник не вытягивает нагрузки).

А вообще, если предполагается батарейное питания, я бы сразу поставил два элемента (один - в плюсовой источник, другой - в минусовой, тем самым полностью сняв все проблемы по питанию).

[igru25]

1) Тензодатчик приклеен на алюминиевую рейку. Планируется использовать только на растяжение.

2) Переделал схему под 6V (+-3V). Взял самые первые ОУ под двуполярное питание - OP07CP. Сейчас проверил - на выходе -40/-43mV (пока без моста).

3) Запитал пока от четырех AAA. Вообще планировал под одну таблетку 3V, поэтому дико хотелось питать от того что есть. Наверное возьму две таблетки теперь. Вообще цель такова, что на выходе будет триггер Шмидта, который по идее должен подавать ток на базу транзистора, а тот в свою очередь дает разредиться конденсатору на 50-60 вольт для подачи импульса соленоиду.

4) Блокирующие конденсаторы купил. Ставить?

[igru25]

Все заработало. Всем спасибо.

http://www.youtube.com/watch?v=VREB-mU861o

Наверное можно приступать к триггеру Шмидта.

Усиление примерно 10000... так как на выходе моста при давлении нужном давлении 30-50 грамм всего 0.1mV.

[Andy_sv]

Вот схема измерительного усилителя напряжения и тока для использования в переделанном БП ATX на TL494.

Помогите пересчитать номиналы резисторов в усилителе и подскажите методику расчета.
Выходные параметры будущего БП: 0-30V 0-10A.
При изменении напряжения и тока на выходе БП напряжение на выходах усилителя должно изменяться от 0 до 2,5V.
Это напряжение подается на входы усилителей ошибки TL494 (выв. 1, 16).
На другие входы (выв. 2, 15) подаются опорные напряжения, величина которых регулируется.
Часть схемы на U1:B (усилитель шунта) понятна.
А вот в часть на U1:A введена компенсация падения напряжения на шунте, из-за чего у меня и возникли затруднения с расчетом.
Прошу помочь.

[serg_ns]

Эм.... Велосипед изобретаем? Можно подробнее - в чем смысл "компенсации (вашей) падения на шунте"?

[Andy_sv]

Это не моя схема.
Взята из статьи "Регулируемый блок питания с режимом стабилизации напряжения и тока на основе ATX".
Автор статьи Сергей Гапоненко. Журнал "Радиолюбитель" 08 - 2008.
По вопросам, возникшим в ходе повторения конструкции, я когда-то пытался связаться с автором через редакцию журнала, но получил ответ, что связь с ним утеряна.
Некоторые вопросы были как раз по данному узлу.
А что с ним не так, по-вашему?

...
Вот я и пытаюсь разобраться, что к чему...