Bauteile- Dimensionierung für vorgegebenen Ausgang

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Bauteile- Dimensionierung für vorgegebenen Ausgang

Neuer Beitragvon abcmaxi am Samstag 19. Mai 2007, 20:22

Hallo alle zusammen,

ich hoffe, dass mir jemand helfen kann :(


Es geht um die Dimensionierung von Bauteilen für eine vorgegebene Ausgangsspannung.
Dem Ganzen liegt die Beschaltung des OPs als Differenzverst. zu Grunde:
Bild

Nun, die allg. Formel lautet:
Ua=Ue2*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-Ue1*R2/R1. (1)

In meinem Fall, mit:
Ue2=Ub=5V
und Ue1=Ub*(Rn/(Rn+Rr))
folgt für Ua:
Ua=Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-Ub*(Rn/(Rn+Rr))*R2/R1 (2)

Beim Rn- Widerstand handelt es sich um einen linearisierten NTC (linearisiert mit einem Parallelwiderstand) mit der Kennliniengleichung Rn=9,1k - 76,2*Tc, also der Form
y= b -m*x mit der Einheit [Ohm/°C] von m. Tc ist in °C.

Ich möchte nun die Widerstände R1, R2, R3 und R4 so dim., damit die Ausgangsspg. der Form Ua=0,8V + 0,02*Tc (3) folgt.

Ich habe es einfach so versucht, dass ich zuerst die Kennliniengl. von Ue1 berechnet habe, sie lautet Uc=0,82V - 0,007* Tc.

Setze ich nun Uc für Ue1 in Gl.(1) ein, folgt mit Ua nach (3):
0,8V + 0,02*Tc =
Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)- (0,82V - 0,007* Tc)*R2/R1.

Im nächsten Schritt habe ich die Parameter verglichen:

1. (R2/R1)*0,007 = 0,0188, daraus folgt R2/R1=2,8

2. (R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-(R2/R1)*0,82V = 0,81V, daraus folgt für R3/R4= 0,22

Jedoch nach der Dimensionierung und Simulation der Schaltung kommt übernicht das gewünschte Ausgangssignal heraus. :(

Habt ihr eine Idee, woran das liegen könnte?
Habe ich die Berechnungen oben richtig durchgeführt?
Oder habt ihr mit einen besseren Tip zur Dimensionierung dieser Schaltung?

Danke.
Grüße...
abcmaxi
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Neuer Beitragvon Stromus am Sonntag 20. Mai 2007, 08:07

Ich habe es einfach so versucht, dass ich zuerst die Kennliniengl. von Ue1 berechnet habe, sie lautet Uc=0,82V - 0,007* Tc.


Wie hast Du das berechnet?


1. (R2/R1)*0,007 = 0,0188, daraus folgt R2/R1=2,8


Ich dachte 0,02 nicht 0,0188 oder?????

2. (R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-(R2/R1)*0,82V = 0,81V, daraus folgt für R3/R4= 0,22


Warum gleich 0,81??? Ich dachte 0,8

Und wo ist Ub vor dem ersten Teil mit R4/(R3+R4)...:

Setze ich nun Uc für Ue1 in Gl.(1) ein, folgt mit Ua nach (3):
0,8V + 0,02*Tc =
Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)- (0,82V - 0,007* Tc)*R2/R1.
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Neuer Beitragvon abcmaxi am Sonntag 20. Mai 2007, 10:56

Stromus hat geschrieben:
Ich habe es einfach so versucht, dass ich zuerst die Kennliniengl. von Ue1 berechnet habe, sie lautet Uc=0,82V - 0,007* Tc.


Wie hast Du das berechnet?

Habe einfach mit excel die Kennlinie erstellt, nach
Ue1=Ub*(Rn/(Rn+Rr)), mit Ub=5V, Rn= NTC||Rp und Rr=47k



1. (R2/R1)*0,007 = 0,0188, daraus folgt R2/R1=2,8


Ich dachte 0,02 nicht 0,0188 oder?????

Natürlich, 0,02...sorry, Tippfehler...

2. (R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-(R2/R1)*0,82V = 0,81V, daraus folgt für R3/R4= 0,22


Warum gleich 0,81??? Ich dachte 0,8

Stimmt, wieder Tippfehler (wollte im Forum net die langen Zahlenausdrücke verwenden, wie ich sie in meinen Berechnungen auf dem Blatt habe und bin bisschen durcheinander gekommen,sorry :)

Und wo ist Ub vor dem ersten Teil mit R4/(R3+R4)...:

Setze ich nun Uc für Ue1 in Gl.(1) ein, folgt mit Ua nach (3):
0,8V + 0,02*Tc =
Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)- (0,82V - 0,007* Tc)*R2/R1.


Stimmt, da fehlt Ub...vielen dank Stromus...Werde es gleich mal erneut versuchen...

Aber der Ansatz mit dem Parameterverleich stimmt, ja?


Ich hatte auch mal den Ansatz versucht in
Ua=Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)-Ub*(Rn/(Rn+Rr))*R2/R1
direkt die Kennliniengl. des NTC (e- Funktion nach y=a*e^x , d.h. nicht linearisiert) einzusetzen und dementsprechend Ua der gewünschten Ausgangsspg. (auch als e-Fkt. dargestellt) gleich zu setzen, jedoch bekomme ich dabei neg. Widerstände heraus :( Habe kA was ich falsch mache. Theoretisch müsste das gehen, damit die Ausgangsspannung Ua mit steigender Temp. ebenfalls steigt, da Ue1 nach dem Bild- oben, und Gl. (1) sinkt.

Ist mein Ansatz denn überhaupt richtig, dass ich in
0,8V + 0,02*Tc = Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)- (0,82V - 0,007* Tc)*R2/R1
zuerst beide Seiten nach Tc ableite und gleichsetze (damit bestimme ich die Steigung des Ausgangs) und im zweiten Schritt Tc=0 setze und somit den "Offset" berechne?
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Neuer Beitragvon abcmaxi am Sonntag 20. Mai 2007, 11:23

Und wo ist Ub vor dem ersten Teil mit R4/(R3+R4)...:

Setze ich nun Uc für Ue1 in Gl.(1) ein, folgt mit Ua nach (3):
0,8V + 0,02*Tc =
Ub*(R4/(R3+R4))*(1+R2/R1)- (0,82V - 0,007* Tc)*R2/R1.



Hmm, damit stimmt´s trotzdem net :( ohmaaan...
Das kann doch net wahr sein.

Die Steigung der simulierten Ausgangsspg. ist viel zu gering, obwohl ich denke, dass ich in der Berechnung nun keine Fehler mehr habe...
abcmaxi
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Neuer Beitragvon abcmaxi am Dienstag 22. Mai 2007, 18:37

Kenne nun das Problem...

Trotzdem danke, Stromus :wink:
abcmaxi
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