Alternative Wheatstone-Brücke für Thermistor – Auslegung erforderlich

Ich habe ein Problem, die folgende Wheatstone-Brückenschaltung zu verstehen. Sie stammt von einem Temperaturregler, die Spannung V_out wird einem PID-Regler zugeführt und kann somit als Fehlersignal angesehen werden. V_out ist Null, wenn der Thermistorwiderstand mit dem Wert des Referenzwiderstands übereinstimmt.

Wheatstone-Brücke mit einem Thermistor.

Ich würde gerne den Zweck des OP-AMP in der Wheatstone-Brücke verstehen und wie ich ihn auf Papier modellieren kann. Was ist außerdem der (Nach-) Vorteil gegenüber der gebräuchlicheren Art von zB dieser Schaltung?

Gemeinsame Wheatstone-Brücke.

Danke schön!

Antworten (2)

Auf Ihrer handgezeichneten Schaltung erzeugt der Operationsverstärker lediglich eine negative Versorgung mit der gleichen Größe wie die positive Versorgung. Vout ist ein kontinuierliches analoges Signal, das Null ist, wenn Rtherm = Rref.

Die zweite Schaltung verwendet den Operationsverstärker als Komparator, um ein diskretes Signal zu geben, das anzeigt, ob die Temperatur über oder unter dem Gleichgewicht liegt. Es betätigt dann das Relais, um die Heizung zu steuern.

Ein Kommentar zur ersten Schaltung: Es ist keine gute Designpraxis, einen Kondensator direkt an den Ausgang eines On-Amp zu legen. Dies kann zu Fehlfunktionen, Schwingungen oder sogar Schäden am On-Amp führen.

2. Schaltplan: Ah richtig, ich meinte stattdessen einen IN-AMP an der gleichen Position, der das gleiche machen soll wie der 1. Schaltkreis. 1. Schema: Gut zu wissen, dass der Kondensator (Sie meinen wahrscheinlich die 22uF) eine schlechte Übung ist. Was wäre sein Zweck, und kann ich ihn einfach weglassen?

Ich verstehe den 2. Schaltkreis, aber nicht den 1. Erklären Sie, wie der 1. Schaltkreis überhaupt funktionieren kann, weil ich nicht sehe, wie er überhaupt funktionieren kann. Es ergibt für mich einfach keinen Sinn.

Die 2. Schaltung eine Referenzspannung mit R2 und R3 und (der Operationsverstärker) vergleicht diese mit einer variierenden (Übertemperatur-) Spannung, die von R1 und dem Thermistor erzeugt wird.

Wenn der Widerstand des Thermistors aufgrund niedriger Temperatur ansteigt, steigt die Spannung am + Eingang des Operationsverstärkers. Wenn es größer als die Referenzspannung am - Eingang des Operationsverstärkers wird, wird der Ausgang des Operationsverstärkers "hoch" (auf positive Versorgungsschiene geschaltet), was Q1 und damit das Heizelement einschaltet.

Vielen Dank für Ihren Kommentar. Ich habe jetzt die erste Schaltung in LTSpice simuliert und sie verhält sich wie erwartet. Seit ich die Frage gestellt habe, habe ich festgestellt, dass der OP-AMP eine "Gleichtaktunterdrückung" macht, siehe zB Link Abb.4. Dennoch gibt es nur sehr wenige Ressourcen zu dieser Schaltung, aber sie scheint sehr gute Eigenschaften zu haben. Ich versuche gerade, die Ausgangsspannung als Funktion der Widerstände zu berechnen, indem ich den OP-AMP als ideal betrachte und die Kapazitäten vernachlässige. Aufgrund des invertierenden Verstärkers ist der Knoten zwischen den beiden R_w VGND.
Alternative Wheatstone-Brücke für Thermistor – Auslegung erforderlich
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