Sensorschaltung funktioniert nicht wie geplant mit Operationsverstärkern

Ich versuche, eine Schaltung zu entwerfen, die Operationsverstärker als Spannungsfolger zur Verwendung in einer Erfassungsschaltung verwendet. Der ultimative Zweck der Schaltung ist, dass die Sensorseite in Wasser platziert wird. Der Sensor würde dann verwendet, um Hohlräume im Wasser zu erkennen. Da es sich bei den Hohlräumen um offene Stromkreise handelt, die idealerweise dazu führen, dass die Operationsverstärker die maximale Spannung ausgeben und nahe 0 Volt ausgeben, wenn der Sensor durch Wasser "kurzgeschlossen" wird.

Schema

Ich dachte, meine obige Schaltung würde funktionieren, aber sie macht uneinheitlich entweder das Gegenteil oder funktioniert überhaupt nicht. Stimmt etwas mit den von mir verwendeten OP-Verstärkern (TL074) nicht, was ich kaum glauben kann, dass alle 10, die ich habe, schlecht sind, oder ist meine Schaltung einfach nicht richtig ausgelegt?

EDIT 1: Die Art und Weise, wie wir die Schaltung vorerst getestet haben, bestand einfach darin, jeden Kanal mit Masse kurzzuschließen und den DAQ-Ausgang zu lesen. IE Kurzschluss von Kanal 0 auf Masse auf der Sensorseite und Ablesen zwischen 0 und Masse mit einem Voltmeter. Ich habe noch kein echtes Wasser verwendet, da wir dachten, es sei im Wesentlichen dasselbe.

Wir verwenden auch +/- 15 V für die Vcc für die Operationsverstärker, da ich das früher vergessen habe.

Sie müssen weitere Details darüber hinzufügen, was Sie messen. Wasser kann einen variablen und sogar unvorhersehbaren Widerstand haben, je nachdem, was darin enthalten ist. Hoffentlich verwendest du nicht nur destilliertes Wasser.
Welche Stromschiene hat der Operationsverstärker?
"es macht uneinheitlich entweder das Gegenteil oder funktioniert überhaupt nicht" ist keine brauchbare Beschreibung. Welche Spannung erhalten Sie auf der DAQ-Seite, wenn Sie einen Sensor gegen Masse kurzschließen? Wenn der Sensor nicht kurzgeschlossen ist, welche Spannung erhalten Sie auf der DAQ-Seite? Ist die Sensormasse außerdem mit der gemeinsamen Stromversorgung des Operationsverstärkers verbunden? Das heißt, der Null-Volt-Punkt, an dem die +15-Versorgung und die -15-Versorgung verbunden sind?
Die Messung der Leitfähigkeit von Wasser mit Gleichstrom funktioniert nicht sehr gut. All diese Chemie läuft an den Elektroden ab. Versuchen Sie AC.
Was George Herold sagte ... hier ist eine mögliche Schaltung: electronic.stackexchange.com/a/77005/25328 , die mit einem größeren Mikrocontroller auf mehr Kanäle erweitert werden könnte.
Benötigen Sie noch weitere Informationen - von wie viel Wasser sprechen wir? Sind diese Sensoren nahe beieinander? Welche Art von Wasser? Wie Respawned Fluff erwähnte, hoffen wir, dass es nicht destilliert ist.
Ich hatte einmal einen technischen Manager, der meine Schaltung kritisierte und mich anwies, "alle Ein-Megohm-Widerstände zu entfernen". Seine Sorge war, dass die kleinste Verschmutzung auf der Leiterplatte die 1M-Widerstände nicht mehr zu 1M machen würde. Diese Art von Kontamination kann unsichtbar sein und sich unter oberflächenmontierten Komponenten befinden. Wenn Sie immer noch 5M-Widerstände verwenden möchten, gehen Sie mit Durchgangsloch und beschichten Sie dann die (peinlich saubere) Platine. Eine bessere Option ist es jedoch, George Herolds Vorschlag zu übernehmen und die Schaltung entsprechend neu zu erstellen.

Antworten (1)

Sie haben genug Eingangsvorspannungsstrom (5/5 MΩ = 1 uA), damit es funktioniert. Das Problem sind die anderen unsichtbaren Elemente der Schaltung. Wenn es sich um einen Tank handelt, haben Sie viele andere Gleichtaktrauschquellen, die Ihre Messung ruinieren könnten (Wechselstromnetz, HF). Es braucht nicht viel, bis ein paar uA ins Wasser gelangen und in Ihren Sensor und durch andere Punkte im Stromkreis geleitet werden. (Eine Erdschleife entsteht auch durch die Verbindung des Stromkreises mit dem Wasser). Möglicherweise können Sie dies (langfristig) zum Laufen bringen, wenn Sie den Stromkreis vom DAC und der Erdung isolieren und den Stromkreis vor externem Rauschen abschirmen. Andernfalls gehen Sie zurück zum Reißbrett. Brauchen Sie den DAC wirklich, wenn er nur ein/aus ist?

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