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Der Sensor-Widerstand "aR", wobei a der Faktor
sein soll, um den sich der Sensor-Widerstand mit der physikalischen Meßgröße
ändert, bildet mit den drei gleich großen Widerständen
R eine sog. Wheatstone'sche Brücke, an deren Eingangs-Diagonalen
die Spannung Ur liegt und an deren Ausgangs-Diagonalen der als Differenzverstärker
geschaltete Opamp liegt.
(Man sieht die Brückendiagonalen besser, wenn man sich die vier Widerstände
an den Kanten eines auf eine Ecke gestellten Quadrates vorstellt, was
mein Schaltplan-Zeichenprogramm aber nicht so gut kann.)
Sind alle vier Widerstände gleich groß, ist die Brücke
abgeglichen, d.h. die Spannung an der Ausgangsdiagonalen und ebenso am
Opamp-Eingang und -Ausgang ist gleich Null (Voltmeter zwischen Ua und
GND). Ändert sich der Meßwiderstand um a, so erscheint am Ausgang
die Spannung Ua gemäß der rechts stehenden Formel. (Ich hoffe,
ich hab' richtig überlegt und gerechnet.). k ist der Faktor, um den
die Widerstände "kR" größer sind als R (z.B.
R = 10k, "kR" = 100k, dann k = 10). Ur kann im einfachsten Fall
gleich +Ub gemacht, also mit + Ub verbunden werden, besser ist es jedoch,
hierfür eine besonders stabilisierte Spannung zu verwenden.
Der Opamp sollte eine offset-Abgleich-Möglichkeit haben. Beim Opamp
741 sind das die Pins 1 und 5 zwischen die ein 10kOhm-Trimmer gelegt wird,
dessen Abgriff an - Ub zu legen ist. Damit kann man den offset-Fehler
ausgleichen, der leicht vereinfacht gesagt darin besteht, daß der
Opampausgang geringfügig von Null abweicht, obwohl die Spannung zwischen
dem + und -Eingang genau Null ist.
(Schaltung nach Thomson-CSE-Unterlagen)
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