Auswertung Spannungssignal im mV Bereich

Hallo an Alle,

in der Firma stehe ich gerade vor der Aufgabe, für die el. Wareneingangskontrolle eines Sensors ein einfaches Prüfgerät zu bauen.
Zu Prüfen ist die Offsetspannung bei angelegter Versorgung.
Gut - Bereich : 0,480V bis 0,519 V. Momentan verwende ich ein Multimeter.Für rationelles Arbeiten wäre aber am besten drei simple Anzeige - Lämpchenin einem Gerät:

schlecht ( darunter ) - GUT - schlecht ( darüber ).

Mit dem TCA 965 ging`s nicht, Hysterese zu gross. Mit
Microkontrollern kenne ich mich leider nicht genug aus.

Wer hat eine Idee, und sagt sie mir ?

Vielen Dank im Voraus,

Mathias

Kanonen auf Spatzen
Bloss keinen uC!

Mit dem TCA 965 ging`s nicht, Hysterese zu gross. Mit
Microkontrollern kenne ich mich leider nicht genug aus.

Tja, das Datenblatt sagt „22mV“ für die Hysterese! Ist dafür wirklich zu gross. Spendier’ doch vornedran einen Operationsverstärker, dann geht’s!

I.A. ist es ganz hilfreich, ein paar zusätzliche Daten zu spendieren: Soll Dein Tester batteriebetrieben sein, nur gelegentlich zum Prüfen oder im Dauereinsatz benutzt werden…etc.

Gruss

Michael

Hallo Mathias

lade Dir doch mal das Datenblatt für den LM139 runter. http://www.national.com/pf/LM/LM139.html Das ist ein Comparator der für deine Zwecke genau richtig ist. Un dann am besten noch die Application Note 74. http://www.national.com/an/AN/AN-74.pdf Hier gibt es viele Anwendungsbeispiele.

Gruß Stefan

Hallo,
was Du suchst, ist eine relativ einfache Schaltung.
Als Spannungsdetektor eignen sich 2 OPV (z.w. Doppel-OPV) sehr gut.
Diese in einer Comparatorschaltung betrieben liefern Dir
für die beiden Schwellspannungen leicht auswertbare Signale.

Als kleines Handgerät mit einem 9V-Block betrieben, sollte die
Schaltung mit Low-Power-OPV arbeiten.
Es geht sogar mit niedrigerer Spannung z.B. 3x 1,5V R3-Zellen.
Dann sollten entsprechende OPV für niedrige Spannung besorft werden.
Kleine Gehäuse mit Batteriefach gibt’s zu kaufen.

Der 1.OPV ändert also sein Out-Signal, wenn die untere,
der 2. OPV, wenn der obere Schwellwert überschritten wird.
Mit einer einfachen Logikverknüpfung kann man dann die 3 LED
ansteuern. Dazu eignen sich C-MOS-Logik-IC aus der 4000-er
Serie sehr gut (ebenfalls mit 9V betreibar und kein Ruhestrom).
Eine Low-Power-LED können die auch gut treiben.

Um die Funktionssicherheit des Gerätes zu garantieren, würde ich
noch einen Batteriespannungsüberwachung einbauen.
Die funktioniert genauso, wie oben beschrieben, steuert aber
nur eine Warn-LED an und unterdrückt evtl. , noch die Anzeige-LED,
damit der Nutzer nicht trotzdem einfach mit halbvoller Batt.
weitermacht.
Evtl. kann man die Sache noch weiter treiben, und auch auf
Ein/Aus-Schalter verzichten (wenn man vergißt auszuschalten,
ist nach max. 1…2 Tagen gleich die Batt. leer, weil ja immer
eine LED leuchtet.
Da macht sich evtl. ein Timer gut (Monoflop aus 4000-er), das
nur „Eingetastet“ wird und nach paar Sek/Min selber wieder
ausschaltet.
Andere Variante: Ein weiterer OPV-Kanal ->auf eine sehr niedrige
Spannung (z.B. 10mV) einstellen, so daß erst die Überschreitung
der min. Schwellspannung die LED bzw. die Auswerteschaltung
zuschaltet.
Gruß Uwi

in der Firma stehe ich gerade vor der Aufgabe, für die el.
Wareneingangskontrolle eines Sensors ein einfaches Prüfgerät
zu bauen.
Zu Prüfen ist die Offsetspannung bei angelegter Versorgung.
Gut - Bereich : 0,480V bis 0,519 V. Momentan verwende ich ein
Multimeter.Für rationelles Arbeiten wäre aber am besten drei
simple Anzeige - Lämpchen in einem Gerät:
schlecht ( darunter ) - GUT - schlecht ( darüber ).
Mit dem TCA 965 ging`s nicht, Hysterese zu gross. Mit
Microkontrollern kenne ich mich leider nicht genug aus.
Wer hat eine Idee, und sagt sie mir ?

Danke an Uwi , Stefan und Michael
Hallo an Alle,

vielen Dank für Eure Antworten. Ich werde Versuche in die Richtungen unternehmen, die Ihr mir empfohlen habt. Wer sich weiter dafür interessiert ob es mit meiner Anwendung hinhaut, und mir evtl. noch weiter dabei helfen will, für den führe ich hier in Stichworten noch weitere Vorgaben auf, die ich bekommen habe :

  • Netzbetrieb, geregeltes Netzteil 5V stabilisiert und auf 10 mA begrenzt( mit LM 723), Dauerbetrieb möglich, Anzeige mit 3 LED`s.

Weiteres Problem : Offsetspannung nicht immer von Anfang an stabil, schraubt sich u.U. vom oberen oder unteren Schlecht - Bereich doch noch nach GUT wenn man 2 bis 3 s in der Messung verharrt. Auch diese Sensoren sollen die Prüfung als o.k. passieren, und ich würde es am liebsten ausschließen, dass hier zuerst schlecht und dann doch noch gut angezeigt wird. Denn über kurz oder lang werde ich wegen steigender Stückzahlen diese Prüfarbeit verteilen und evtl. sogar mehrere Geräte auflegen müssen. Und das dann jedesmal erklären und in eine Prüfanweisung fassen … .
Die Mehrzahl der Prüflinge ist o.k. Vielleicht 10 - 20 % „trödeln“ beim Erreichen der Endspannung.
Von daher möchte ich die Prüfung nicht stets zeitlich so lange ausdehnen indem ich z. B. das Einblenden der Anzeige mit einem Timer verzögere.

Kann man hier überhaupt die ideale Lösung finden, die alle Probleme erschlägt? Ich versuche es weiter, und bin dankbar für jeden Impuls.

Herzliche Grüße von Mathias

ja dann
Hallo,
bei all den Randbedingungen ist natürlich abzuschätzen, ob es
zeitlich Sinn macht, 2…3 sek. einzusparen.
Zuverlässigkeit geht wohl vor, oder?
Bei einer Massenprüfung würde sich dann aber mögl. doch schon
lohnen, einen Controler mit ADC zu programmieren, so daß die
Entscheidung gut/schlecht vom Programm vorgenommen wird.
Dann kann auch z.B. die Tendenz gemessen werden -> Auswertung
des Trödeln.

Was ich nicht verstehe, wozu die Begrenzung bei der
Stromversorgung nötig ist. Ein Steckernetzteil mit 9…12V
und mind. 100…200mA kostet fast nix. Spannungsstabilisierung
ist absolut trivial zu machen. An der Stelle würde ich mir nicht
das Leben schwer machen (lassen), wenn’s nicht unbedingt nötig ist.
Gruß Uwi

Die Mehrzahl der Prüflinge ist o.k. Vielleicht 10 - 20 %
„trödeln“ beim Erreichen der Endspannung.
Von daher möchte ich die Prüfung nicht stets zeitlich so lange
ausdehnen indem ich z. B. das Einblenden der Anzeige mit einem
Timer verzögere.

Kann man hier überhaupt die ideale Lösung finden, die alle
Probleme erschlägt? Ich versuche es weiter, und bin dankbar
für jeden Impuls.

Herzliche Grüße von Mathias

Hallo Uwi,

danke für deine weiteren Überlegungen und Ratschläge. Die 10 mA sind Forderung des Kunden, vermutlich verkraftet die der Sensor noch sicher, wenn man am Offset-Ausgang im Extremfall einen Kurzschluss verursacht. Das ist die einzige Erklärung die ich derzeit habe. Welchen OPV würdest du mir empfehlen? Ich habe vor Jahren einmal etwas mit dem 741 aufgebaut. Taugt der für diese Anwendung?

Zuverlässigkeit geht wohl vor, oder?

Da hast du auf jeden Fall recht. Diesen Standpunkt gilt es dann wohl auch bei meinen Vorgesetzten zu vertreten. Die argumentieren, dass uns diese Prüferei letztlich keiner bezahlt.
Zum Hintergrund : Wir sind u.a. Kabelkonfektionär, und bestücken den Sensor mit einem Kabelsatz. Abschließend wird er wasserdicht mit Polyurethan formvergossen, und das ist irreversibel. Wir wollen mit der WE-Prüfung vermeiden, dass ein bereits def. Sensor zur Verarbeitung kommt. Denn stellt es sich hinterher erst heraus ist alles miteinander Schrott … .

Leider kenne ich mich wie gesagt mit Controllern nicht aus. Wir haben aber im Haus einen Mitarbeiter, den man darauf ansetzen könnte. Was ist ADC? Ich denke mal irgendwas mit Analog-Digital …?

Herzliche Grüße von Mathias

Hallo,

ich frage mich nur, warum die wichtigsten Informationen immer
erst kommen, nachdem schon 25 Leute schön locker am Problem
vorbei diskutiert haben.

danke für deine weiteren Überlegungen und Ratschläge. Die 10
mA sind Forderung des Kunden, vermutlich verkraftet die der
Sensor noch sicher, wenn man am Offset-Ausgang im Extremfall
einen Kurzschluss verursacht.

Das hat dann aber gar nix mit der Stromversorgung zu tun.
Eine Spannungsmessung kann man problemlos hochohmig machen.
Das Multimeter gibt ja auch keine Spannung ab, oder muß der
Sensor noch zusätzlich mit Strom versorgt werden?

Das ist die einzige Erklärung
die ich derzeit habe. Welchen OPV würdest du mir empfehlen?
Ich habe vor Jahren einmal etwas mit dem 741 aufgebaut. Taugt
der für diese Anwendung?

Na ja, man könnte die Schlatung auch mit Röhrentechnik machen :wink:

Welchen OPV Du nimst, ist wahrscheinlich hier erstmal ziehmlich
egal. Es gibt wohl kaum Randbedingungen, die hier irgendwie
wirklich kritisch sind. Die OPV sollten nur eine geringe
Offsetdrift haben und eine ausreichend hohe Leerlaufverstärkung.
Ich benutze für viele 0815-Anwendungen OPV aus der TL08x - Reihe.
OPV sind entsprechend den Anwendungskriterien auszusuchen

  • Genauigkeit (Offset, Drift, Verstärkung, Linearität)
  • Geschwindigkeit (Frequenz, Slewrate)
  • Spannung(Betriebssp., Eingangssp., Gleichtakt, Aussteuerung)
  • sonstige (Rauschen,Stromverbrauch, Preis) u.v.m.

Zuverlässigkeit geht wohl vor, oder?

Da hast du auf jeden Fall recht. Diesen Standpunkt gilt es
dann wohl auch bei meinen Vorgesetzten zu vertreten. Die
argumentieren, dass uns diese Prüferei letztlich keiner
bezahlt.
Zum Hintergrund : Wir sind u.a. Kabelkonfektionär, und
bestücken den Sensor mit einem Kabelsatz. Abschließend wird er
wasserdicht mit Polyurethan formvergossen, und das ist
irreversibel. Wir wollen mit der WE-Prüfung vermeiden, dass
ein bereits def. Sensor zur Verarbeitung kommt. Denn stellt es
sich hinterher erst heraus ist alles miteinander Schrott … .
Leider kenne ich mich wie gesagt mit Controllern nicht aus.
Wir haben aber im Haus einen Mitarbeiter, den man darauf
ansetzen könnte. Was ist ADC? Ich denke mal irgendwas mit
Analog-Digital …?

Jo, ADC = Analog-Digitl-Converter.

Wie die Sache nun optimal zu realisieren ist, das kann ich nicht
entscheiden.
Lösungsmöglichkeiten gibt es wie Sand am Meer.

  • rein analog
  • mit Mikrocontroler
  • auch PC/Laptop mit externen AD-Wandler oder
  • PC/Laptop mit Multimeter über serielle Schnittstelle.
    Gruß Uwi

Hallo Uwi,

nochmals vielen Dank für deine Ideen u. Ratschläge.

Leider muss ich die Arbeit an dieser Sache vorerst ad acta legen. Man hat mich mit einer anderen Aufgabe betraut … .

Gruß Mathias