Messtechnik OPV

Marian1992 · Junior Member Anmeldungsdatum: 30.01.2012 Beiträge: 11

Hallo,
Ich bereite mich gerade auf eine Klausur in Messtechnik I vor und komme bei folgender aufgabe nicht weiter : Rolling Eyes

Bei Aufgabenteil a) habe ich für die Spannung über Rx wobei der OPV unbeschaltet ist eine Spannung von 5,5V. Beim beschalteten OPV habe ich mir überlegt dass nun Rx parallel zu R1 geschaltet ist? Leider habe ich zu den Altklausuren keine Lösungen.
Vielen Dank im Vorraus

frischell1990 · Senior Member Anmeldungsdatum: 11.06.2011 Beiträge: 425

Wie kommst du zu dem Schluss, dass R_x und R_1 parallel sind? Meiner Meinung nach ist das nicht der Fall.

weiterhin: Hast du eure Definition des idealen OP und idealerweise die ESB zur Hand? Und wie bist du auf die 5.5V gekommen?

elexberd · Verfasst am: 11 Aug 2012 - 21:50:49 Titel:

So, wie die Messschaltung gezeichnet ist, ist die Spannung U_0 potentialfrei und weil in den + - Eingang kein Strom fließt, bleibt die Spannung an R_x konstant, egal, ob eine OPV-Schaltung vorhanden ist oder nicht. Den Spannungsabfall hast du richtig berechnet.

Mir ist schleierhaft, woraus man einen Fehler berechnen soll. Ein idealer OPV verursacht keinen Fehler. Welcher Einfluss soll denn sonst noch herangezogen werden?

Bei der gegebenen OPV-Schaltung ist auch keine Spannung U_a berechenbar.

Es sei denn die notwendige Masseverbindung zu U_0 ist stillschweigend vorausgesetzt. So eine Aufgabenstellung ist juristisch jedenfalls anfechtbar und taugt nichts.

Marian1992 · Junior Member Anmeldungsdatum: 30.01.2012 Beiträge: 11

Wir haben den idealen OPV so definiert:
Ein (idealer) OPV verstärkt die Spannungsdifferenz der an seinen beiden
Eingängen anliegenden Spannungen.
Ausgangsseitig verhält sich der OPV äquivalent zu einer gesteuerten Quelle.
Eingangswiderstand sei unendlich und Ausgangswiderstand Null.

Und wie würde man U_a berechnen wenn man die Masseverbindung zu U_0 vorraussetzt?

frischell1990 · Senior Member Anmeldungsdatum: 11.06.2011 Beiträge: 425

Habt ihr bei eurem idealen OP nicht angenommen, dass er versucht, die Differenz der Eingangsspannungen auf 0 zu ziehen? Das war so weit ich mich erinnern kann eine fundamentale Eigenschaft.

elexberd · Verfasst am: 12 Aug 2012 - 19:49:13 Titel:

Ein Masseverbindung am unteren Anschluss von U_0 vorausgesetzt:

Spannungen an Rx und R1 sind gleich (idealer OPV).
Daraus ergibt sich Ua = U_0 (Rx / (R_0 +Rx) x (R1 + R2) / R1

Marian1992 · Junior Member Anmeldungsdatum: 30.01.2012 Beiträge: 11

Kann ich U_a nicht auch so berechnen:

U_a=U_x*((R_1+R_2)/R_2)

Und wie löse ich Aufgabe b?

elexberd · Verfasst am: 13 Aug 2012 - 17:50:46 Titel:

Der Weg über Ux geht auch, wenn man Ux schon kennt.

Zu b)
Die Eingangsströme verursachen Spannungsabfälle, die ihrerseits als Fehler auftauchen.
Der Spannungsabfall am + -Eingang ist aus der Parallelschaltung von R0 und Rx zu bestimmen, der am - -Eingang aus der Parallelschaltung von R1 und R2.
Im Sonderfall, dass beide Parallelschaltungen den gleichen Wert haben, erscheint keine Differenz zwischen den beiden Spannungsabfällen, der Fehler ist dann minimal. Darum wählt man diesen Fall bei der Dimensionierung.

Wie die Spannungsabfälle als Fehler in Erscheinung treten und wie daraus ein relativer Fehler bestimmt wird, überlasse ich zunächst dir.

Marian1992 · Junior Member Anmeldungsdatum: 30.01.2012 Beiträge: 11

Könntest du das noch ein bischen genauer erklären? Ich versteh das nicht ganz.

elexberd · Verfasst am: 16 Aug 2012 - 01:06:56 Titel:

Das ist eine umständliche Rechnerei, wenn man das Ergebnis exakt ermitteln möchte.

Man kann sich die Arbeit aber erheblich vereinfachen, wenn man sich die Widerstandsverhältnisse ansieht.

Die Parallelschaltung von R0 und Rx ist wesentlich kleiner als die Parallelschaltung von R1 und R2, also kann man den Einfluss von R0 und Rx vernachlässigen.

Es bleibt also nur der Einfluss des Eingangsstroms IE am Minuseingang.

Die zugehörige Gleichung lautet: (Ua - URx) / R2 = (URx / R1) + IE

daraus wird: Ua = URx (R1 + R2) / R1 + IE * R2

Hier kommst du hoffentlich selbst weiter.