wie man den großen Fehler des LM358 als Strommess-Differenzverstärker behebt

Ich habe einen Strommess-Differenzverstärker gebaut, der die Spannung an einem 1-Ohm-Widerstand misst, um mir einen Messwert für den Strom durch ihn zu geben.

Ich habe es wie folgt angeschlossen, alle Widerstände sind auf 10k abgestimmt, um eine Verstärkung von 1 zu ergeben:

schematisch

(Bildquelle: Elektronik-Tutorials )

Ich versorge es von einer Single-Rail-12-Volt-Quelle. Das Problem ist, obwohl dies ein Rail-to-Rail-Operationsverstärker ist (Output Low Swing von 5-20 mV), erhalte ich einen konstanten Fehler von 0,62 V und es scheint, dass der Operationsverstärker diesen Wert nicht unterschreiten kann.

Ich habe versucht, dies zu lösen, indem ich Vout mit einem 10k-Widerstand an Masse angeschlossen habe, aber das macht überhaupt keinen Unterschied.

Ich habe es mit einer Dual-Supply-Konfiguration (+8 V, -8 V) versucht, und das scheint das Problem zu lösen. Ich möchte dies jedoch von einer einzigen Versorgungsschiene aus ausführen, daher ist dies keine praktikable Option.

Wie kann ich das lösen? Ich versuche, den Spannungsabfall an einem 1-Ohm-Widerstand zu messen, um mir einen Messwert für den Strom durch die Schaltung zu geben (0-1 V entspricht 0-1 A), damit ich eine Strombegrenzung einrichten kann. Ein besserer Weg (oder eine bessere Übung) dazu ist ebenfalls willkommen. Die anfängliche (aber nicht ideale) Lösung, die mir einfällt, besteht darin, die Messwerte um einige Volt zu versetzen?

Bearbeiten:

R1-R4 von 10k auf 100k geändert und ich bin auf etwa 30-50mV gesunken!

Wo ist dein Messwiderstand angeschlossen? High-Side- oder Low-Side-Sensorik?
High-Side, parallel zu einem 100-Ohm-Widerstand gegen Masse. Der Strom beträgt also 120 mA und der Operationsverstärker sollte 120 mv anzeigen, ich bekomme jedoch 640 mv.
Versuchen Sie, einen 4k7-Widerstand vom Ausgang des Operationsverstärkers zur Masse hinzuzufügen. Dies ist im Datenblatt dokumentiert, obwohl sie die Verwendung von 6k2 empfehlen. Dadurch sollte der Ausgang 0 V erreichen können.
Sie verletzen wahrscheinlich die Spezifikation für den Eingangsspannungsbereich. Das Datenblatt, das ich mir ansehe, besagt, dass Vcc-2V das Maximum ist und Sie es direkt bei Vcc haben. Der LM358 ist kein Rail-to-Rail-Eingang oder -Ausgang.
Vergessen Sie nicht, dass Sie auch die Eingangsoffsetspannung verstärken

Antworten (1)

LM358 ist kein Rail-to-Rail-Operationsverstärker (weder Eingang noch Ausgang).

Der Eingangs-CM-Bereich umfasst die negative Schiene und der Ausgang kann unter den richtigen Bedingungen nahe an der negativen Schiene schwingen, jedoch leitet diese Konfiguration den Strom If an den Ausgang, und wenn dieser Strom (typischerweise) etwa 50 uA überschreitet, kann der Ausgang nicht mehr schwingen alles so nah an der negativen Schiene. Das steht alles im Datenblatt.

Sie haben die Wahl, einen besseren Operationsverstärker zu verwenden (aber er muss immer noch Strom aufnehmen, damit er niemals bis zur negativen Schiene gelangen kann) oder eine negative Versorgung erzeugen. Wie du willst.

Ich habe mir die Zahl angesehen, von der ich verstehe, dass sie dem entspricht, wie niedrig der Operationsverstärker schwingen kann: VOL wird mit typischen 5-20 mV angegeben. Ich bin mehr als glücklich, wenn ich das bekomme. Ich verstehe nicht :/
Sie spezifizieren die 5 mV (typisch) 20 mV (max) mit einem Widerstand (<= 10 K) - beachten Sie das weniger als - gegen Masse (negative Schiene), kein sinkender Strom! Überprüfen Sie immer die Testbedingungen – sie sind möglicherweise nicht das, was Sie sich erhofft haben.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich das verstehe, ich habe den Ausgang mit dem empfohlenen 10K-Widerstand an Masse angeschlossen. Ich bekomme immer noch mindestens 500 mv. Lies einfach deine Bearbeitung, werde das versuchen. Wenn ich das richtig verstehe, muss ich einen Widerstand <10K an Masse anschließen?
@AdilMalik Wenn Sie R3 trennen, kann der Ausgang mit dem 10K-Widerstand bis auf wenige mV an Masse schwingen. Das schafft jedoch ein weiteres Problem. Sie können natürlich versuchen, die Widerstände zu erhöhen, aber die Fehler werden zunehmen.
Kann ich alle Werte (R1-R4) auf etwa 1 MB erhöhen? Würde das einen Unterschied machen oder ist das der falsche Ansatz?
Ja, es würde einen großen Unterschied machen, aber die Fehler werden stark zunehmen, da dieser kostengünstige Operationsverstärker viel Vorspannungs- und Offsetstrom hat. Sie müssen rechnen und sehen, ob die Leistung dieses Operationsverstärkers für Ihre Anwendung ausreicht.
Habe die 10K auf 100K geändert und bin auf 30mv runter! Perfekt für das, was ich brauche!
wie man den großen Fehler des LM358 als Strommess-Differenzverstärker behebt
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