Leitwertmessung - Konzept richtig?

Ok, jetzt verstehe ich, was Du oben mit dem Unterschied zwischen beiden Gleichrichtern meintest.

Ein positives Signal reicht mir aus (das soll irgendwann auf 'nem A/D-Pin eines AVR landen) - würde es funktionieren, "Brückennull" auf ein Ende des (praktisch möglichen) Meßbereiches zu trimmen und dann mit bekannter Verschiebungsrichtung zu arbeiten? Die Verstärkung des Brückenverstärkers muß ich ja auch nach dem zu erwartenden Maximalwert festlegen, um keinen Überlauf zu fabrizieren.

Der Aufwand für eine Synchrongleichrichtung schreckt mich hier ehrlich gesagt etwas ab: einerseits müßte ich aus dem AC-Oszillatorsignal die beiden Signale für die Schalter ableiten und andererseits müßte ich dem gleichgerichteten Signal dann wieder einen Offset verpassen, um gültige Werte für den A/D-Wandler zu erzielen.

Viele Grüße,
Thomas

Mit verstimmter Brücke geht es auch, und die Genauigkeit wird sicher bei der Anwendung nicht das Kriterium sein.

Falls es mal gebraucht wird:
Die einfachste Lösung wäre, ein Rechteckoszillator der die Brückenspannung erzeugt und gleichzeitig das Signal für die Analogschalter (4016), die das Brückensignal phasensynchron an den Verstärker schalten.
Manfred

Ja, Präzissionsinstrument soll das keins werden.

Zum Synchrongleichrichter: ich hab mal auf die Schnelle was zusammengeklickt - stimmt das Prinzip? Bei AC am Oszillator müßte dann noch eine Diode in die Taktleitung, um die negative Halbwelle zu sperren? Zumindest bei einem Rechtecksignal und genügend Flankensteilheit sollte doch der Spannungsabfall an der Diode nicht stören?

Viele Grüße,
Thomas

edit:
Ist zwar OT - aber wieso blendet das Forum eigentlich PNG-Dateien mal als Bild und mal als Downloadlink ein? Merkwürdig...

Wenn Dein Takt jetzt synchron zur Anregung der Brücke ist, sollte das so passen. Man kann auch Umschalter (4053) benutzen oder einen OPV so schalten, dass er durch einen CMOS-Schalter mal positive, mal negative Verstärkung hat.
@Manf: also meintest Du das wirklich ernst ;)

So wird dann aus dem vorgeschlagenen einfachen Synchrongleichrichter der ein bisschen phasentreu abtasten soll (b) gleich ein Vollweggleichrichter der die verfügbare Signalenergie auschöpft.

Dann sollte man auch den Arbeitspunkt des Verstärkers ruhig halten und die Brücke bipolar ansteuern (d), um auch ohne kompletten Differenzverstärker (c) das Signal gegen einen konstanten Bezugspunkt aufnehmen zu können.

Die Alternative ist, das Brückensignal nur in einer Phase hochohmig abzutasten (b).

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Ich bin mir sicher dass shaun es versteht, aber es könnte sein dass die gesamte Abwägung etwas komplex ist.

a) Wie vorher schon besprochen, einfache Lösung kaum in Lehrbüchern zu finden, der Messwert wird von vielen Parametern bestimmt: Unsymmetrische Brücke mit aktivem Gleichrichter.

Oder man wählt beste Empfindlichkeit einer symmetrischen Brücke mit:

b) eigentlich eine recht einfache überschaubare Lösung,
Abtastung nur einer Phase mit Synchrongleichricher mit anschließendem DC Verstärker,

c) Synchrone Vollweg-Gleichrichtung des Brückensignals, für die Auswertung ist ein Differenzverstärker nötig, grundsätzlich auch kein Problem.

d) Komplementäre Ansteuerung der Brücke, synchrone Vollweg-Gleichrichtung des Brückensignals, Auswertung auch mit Differenzverstärker. Systematisch saubere Lösung.
Manfred

Auch wenn ich heute anscheinend echte Verständnisprobleme habe (mein ATtiny hier versteht mich einfach nicht ;) ), ist es mir dennoch gelungen, Deine vier Ansätze nachzuvollziehen. Ich hatte mich nachdem ich die 4 Schalter gesehen habe auch auf Lösung d) eingeschossen, ist wie Du schon schreibst die Sauberste. Nur vermutlich unnötig sauber, d.h. eine Phase gleichrichten sollte in der Tat reichen, die Schönhheit des Gleichrichters ohne Dioden bleibt erhalten. Allerdings müsste man den im Ursprungsposting gezeigten Wien-Brücken-Oszillator dann entweder gegen etwas rechteckiges austauschen oder einen der OPVs als Komparator opfern.

Ihr könntet mir wirklich Mut machen - langsam aber sicher bekomme ich hier Gehirnverknotung ;)

Ich werde wohl erstmal die Variante mit Rechteckgenerator und Meßgleichrichter auf 'nem Steckbrett zusammenbauen und schauen, wie sich die Meßwerte (auch im Hinblick auf Langzeitstabilität) verhalten. Standardlösungen zum Kalibrieren gibt es in der Apotheke.
Wenn's wirklich nicht klappt oder zu sehr schwankende Resultate bringt, werde ich mich mal an der Synchron-Geschichte versuchen - aber übertreiben will ich das dann auch nicht.

Viele Grüße,
Thomas

Die Lösung mit Rechteckgenerator und Synchrongleichrichter ist wirklich günstiger als die einfache Diodengleichrichterschaltung, selbst wenn die Genauigkeitsforderungen nicht so streng sind. Das aus weiteren Gründen:

- der Diodengleichrichter ist stark nichtlinear!!!

- eine Gleichrichterschaltung kann man zwar mit OVs linearisieren aber der Aufwand steigt.

- wie Manfred schrieb, ist der Rechteckgenerator amplirudenkonstanter als andere wie z.B. Wiengenerator.

- außerdem läßt sich der Rechteckgenerator leicht frequenzkonstant halten. Frequenzdriften gehen über Kabel- und andere Kapazitäten als Widerstandsänderungen ins Meßsignal ein und verursachen Fehler (weiß ja nicht, wie der Meßaufbau aussehen soll)

- ein Rechtecksignal, das phasensynchron "gleichgerichtet" wird, hat kaum Restwelligkeiten. Ein unaufwändiges RC-Glied als Integrator genügt dann zur Signalglättung.
Würde man einen Sinus als Speisespannung verwenden, müßte man das gleichgerichtete Signal wesentlich stärker glätten um dem ADC ein sauberes Signal anzubieten.

Man sieht also, daß selbst bei geringen Genauigkeitsanforderungen der Rechteckgenerator und die Phasensynchrongleichrichtung der einfachste Weg ist.

Übrigens Thomas, vergiß nicht die Temperatur mit zu messen. Die bestimmt den Leitwert auch wesentlich mit.

Erstmal vielen Dank für die Infos - die Sache wird wohl doch nicht nur 'n 08/15-Wochenendprojekt... Mal schauen, was die Freizeit hergibt und wann ich erste Resultate (oder Rauchzeichen ;)) vorweisen kann.

Viele Grüße,
Thomas