Почему ОУ усиливает не с одним коэффициентом?

[marera]

Господа! Ну не проводят измерений слабых сигналов с усилением при однополярном питании ОУ. Вы об этом много говорили и совнершенно справедливо! Достоверность усиления можно гарантировать лишь при величинах входных напряжений более 0.2!!! вольта. Понимаю, что двухполярное питание вызывает тошноту, тогда смещайте в плюс вход и... далее закон Ома при известном выходном сопротивлении источника сигнала, это можно даже программно.

[NOPROBLEM]

вход:1мВ выход:58,5мВ коэфициент получаем:44,25
вход:2мВ выход:88,5мВ коэфициент получаем:40,16
вход:3мВ выход:120,5мВ коэфициент получаем:37,62
и т. д

Ну, для начала позвольте Вас поправить. Коэффициент передачи (усиления) - это отношение приращения выходного напряжения к вызвавшему его изменению входного. Так как Вы считаете было бы правильно, если бы у Вас выходное и входное напряжения были пропорциональны и при 0 входе был четкий 0 на выходе. Но как раз этого у Вас и нет! Поэтому надо считать по приращениям.
Rail-to-rail - термин модный и его применяют в разных контекстах. Чаще всего он означает, что диапазон входных и выходных напряжений почти доходит до потенциалов питающих напряжений. Обычно это почти зависит от сопротивления нагрузки и составляет около десятков милливольт, как в Вашем случае. Вам же нужно, чтобы в диапазон рабочих напряжений по входу и выходу включался 0. Это специальное исполнение усилителя и об этом изготовитель объявляет особо! На память не помню, кто из дешевых ОУ имеет такую особенность, а рыться в справочниках лень, впрочем, если Вам не удасться найти такой ОУ, я в силах ее (лень) побороть.
А что касается входного смещения, то цифра более 1 мВ бывает сейчас только у особых усилителей (быстрых, мощных или высоковольтных) все прочие, включая и дешевые обычно много лучше по этому параметру. (Если Вы, конечно, не поклонник старинных отечественных изделий)

[domowoj]

Сргласен.
Прецизионные измерения предполагают полноценное питание
и применение хороших ОУ.
И еще, чем меряет IgorAVR2 свои миливольты на входе?
Нужен прибор с огромным Rвх чтобы не вносить погр. во вх. делитель (китайский мультимер не подходит).
И конечно - автокалибровка!

[estet]

А все-таки интересно узнать у автора темы - что меряем и с какой точностью? Решение может лежать совсем в другой плоскости. И ОУ там даже не нужен...

[NOPROBLEM]

И еще, чем меряет IgorAVR2 свои миливольты на входе?
Нужен прибор с огромным Rвх чтобы не вносить погр. во вх. делитель (китайский мультимер не подходит).
И конечно - автокалибровка!

Да перестаньте вы пугать человека всякой ерундой! Его схема при правильном операционнике вполне все ему обеспечит!

А все-таки интересно узнать у автора темы - что меряем и с какой точностью?

А своя голова на что? Усиление 40 (вроде) и 10 разрядов АЦП. Какие еще данные нужны? По моему все предельно ясно!

[mikaleus]

Сделайте пожалуйста сдвиг по уровню, напряжение на резисторы подать от источника опорного напряжения (хорошего стабилизатора), измерять нужно будет разницу напряжения, но Вы не сможете использовать весь диапазон кодов, выдаваемых АЦП. Забудьте о rail-to-rail усилителях - они не помогут, если сигнал имеет уровень 1мВ. Лучше было бы использовать двух полярное (не обязательно симметричное) питание. Отрицательное напряжение можно реализовать, например, выход таймера МК, формирующего меандр, подать через конденсатор на выпрямитель отрицательного напряжения. Далее конденсатор, резистор и, например, сдвоеный диод в прямом смещении - гарантируется сдвиг на -1,3- -1,4 В, достаточно для любого ОУ, чтобы нормально работать. ОУ крайне рекомендую взять с малым смещение. Иначе об точных измерениях (особенно на постоянном токе) сигналов уровня 1 мВ можно забыть.

[tauP10]

Вам же нужно, чтобы в диапазон рабочих напряжений по входу и выходу включался 0. Это специальное исполнение усилителя и об этом изготовитель объявляет особо! На память не помню, кто из дешевых ОУ имеет такую особенность, а рыться в справочниках лень,

Именно дешевая 3-копеечная LM358 имеет такую особенность , используемую при однополярном питании
.LOW INPUT OFFSET VOLTAGE : 2mV
.LOW INPUT OFFSET CURRENT : 2nA
.INPUT COMMON-MODE VOLTAGE RANGE
INCLUDES GROUND
.DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE RANGE
EQUAL TO THE POWER SUPPLY VOLTAGE
.LARGE OUTPUT VOLTAGE SWING 0V TO(VCC – 1.5V)

Единственный минус для автора темы - великоватое напряжение смещения 2мВ (на крайних температурах 7мВ)
Но с этим можно бороться.

[ludovikIV]

Узнаю знакомые параметры и микросхемы. Готов поспорить, что автор топика собирает термометр на термопаре. Я через это в свое время проходил. Помнится тогда я лазил в интернете и нашел вот эту схемку. Работает достаточно хорошо. Единственное, обо что споткнулся - необходимо общий провод к резистору и термопаре кинуть отдельными дорожкками.
Питание сделал двухполярным по известной схеме выпрямителя с удвоением напряжения. Средняя точка - земля.

-- Прилагается рисунок: --

[vgg]

Еще один вариант решения проблемы (частичного) - соберите предложенную схему, а для настройки замкните неинвертирующий вход на землю и померяйте выходное напряжение. С помощью переменного резистора добейтесь, чтобы оно было равным нулю. Потом отцепите вход от земли и подавайте туда измеряемое напряжение. Должно работать более точно. Со временем и с температурой напряжение на выходе будет плыть, нужно время от времени повторять подстройку. А для начала ничего не изменяйте в своей схеме, просто закоротите неинвертирующий вход на землю и померяйте выходное напряжение. Должно получиться порядка 30 мв.

-- Прилагается рисунок: --

[tauP10]

Для термопары предлагаю простую и эффективную схему.
Принцип работы такой:
сначала замыкается нижний ключ и АЦПруется выходное напряжение с выхода ОУ ,
затем он размыкается а замыкается верхний и АЦПруется еще раз. Разница между двумя измерениями будет равна усиленныму напряжению на термопаре. Коэфф усиления задан двумя резисторами обратной связи. Смещение нуля и дрейф смещения компенсируются при вычитании. опорные 5мВ на схеме нужны для компенсации возможного смещения входа Оу в отрицательную сторону.

Достоинства:
-дешевый ОУ (стоимость 4066 примерно те-же 8 руб при закупках по 1 шт в чип-дипе что и LM35
-нет необходимости использовать двуполярное питание
-нет подстроечника для корректировки смещения
-нет зависимости от напр. смещения входов ОУ и температурного дрейфа этого параметра

На всякий случай напоминаю ,запуск АЦП надо делать подождав после коммутации 2...5 миллисекунды для точного установления выходного напряжения ОУ после перекоммутации.

-- Прилагается рисунок: --