Так не должно быть... Или это уже не операционник.

Завалялась у меня такая штука...INA 121 называется. Она является инструментальным усилителем. Нужен ей всего 1 резистор для задания коэффициента усиления. Добавил я резистор на 10ком. Напаял я ее на макетку и измерил пару разных батареек. Получил адекватные реакции и прикрепил к электроду. Вижу я то же веселье. На выходе с этой микрухи у меня -8 вольт. Proffessor, что это значит?)

Попробуйте подключить датчик к Вашей штучке от Burr-Brown дифференциально.

Ни один электрод датчика не должен быть заземлен. При Rg=10kom коэффициент усиления будет 6. Если сам датчик не генерит вольты и если исправен усилитель, никаких 8V на выходе не будет.

Я снимаю с батарейки 0,28вольта через делитель. 1,69 на выходе вижу. Арифметика говорит, что усилитель исправен. Если снять со входа сигнал, то на выходе становится минус шесть вольт, затем они медленно растут до нуля. Не знаю, че это за переходные процессы, но при их окончании все становится адекватно.

Включение ИУ тоже должно обеспечивать путь для входного (ых) тока(ов). Как бы мал он ни был.

Чтобы выход мгновенно возвращался в нуль при снятии сигнала, дифференциальные входы усилителя должны быть соединены между собой напрямую или через какое-то высокое сопротивление.

Это все хорошо, спасибо. Но не отменяет вопроса: Что я намеряю при подключении электрода, а не делителя с батарейкой? Электрод рабочий. Вынут из лабораторного рн-метра. старого, но определенно живого. На выходе ИУ я вижу прыжки. От -1,5 до - 7.

Вот и используйте этот старый... А второй электрод Вы куда...? А какие электроды у Вас?
Вот за то время, которое Вы истязали ОУ, ИУ и нас, Вы бы успели прочесть несколько полезных книжек.

Это Вы видете в макетке, при замене ОУ на ИУ и по прежнему датчик подключен не балансно?

Это наводки. Опорный серебряный электрод наверняка имеет гальванический контакт с измеряемым раствором, но сам раствор может иметь утечку на землю. Сосуд с измеряемым раствором не обязательно изолировать от земли, надо просто сбалансировать дифференциальную цепь. Для этого ко входу ИУ, к которому подключен измеряющий электрод, надо подключить на землю высокоомный резистор на мегомы, равный сопротивлению утечки раствора на землю.

Proffessor!
Теперь я вижу, что и Вы тоже не видели никогда, как измеряют pH. Электроды в стакане, стакан на столе. Какие утечки? Куда?
Там не мегомы... Где искать такой резистор?


Какой датчик? Там должно быть два электрода. Между ними нужно измерять напряжение. Все очень просто.
Только нужно измерять без тока. Электроды бывают разные. Один из типов такой - ток (вот этот самый маленький ток, который нужно минимизировать) течет через тоненькое стекло специальное.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%...%80%D0%BE%D0%B4

Я не могу использовать старый потому, что он является законченным прибором и развинтить мне его никто не даст, а цель моя получить что угодно, любую величину, которую можно измерить ацп STM32. Ибо нужно оцифровывать. Но с оцифровкой данных и передачей их через уарт я проблем не имею, в отличие от получения этих самых данных.
Подключил мегаомный резистор ко входу. Больше у меня нет. Изменений не заметил. Как было семь вольт, так и осталось.
Кто сказал, что я ничего не прочел. Я прочел кое - что про ОУ и прочие элементы, используемые в схемах, которые нашел. Но это никак мне не помогает. Потому что если верить прочитанному, все шикарно должно работать. И мне придется истязать оу и иу пока они не начнут измерять) Судьба моя такая.

Я бы тоже не дала... Он с этими электродами работает?
Вам бы надо бы сделать стенд для лабораторных работ по ОУ. Фактически - уже есть.
Что-то Вы не так делаете... Вот самое простое - Берете голый ОУ. +вход - на землю. -вход - на выход через конденсатор. Параллельно конденсатору - перемычка. Включаете питание с перемычкой. На выход смотрите вольтметром. Размыкаете перемычку. Продолжаете наблюдение... Записываете, строите график, считаете...

А разве этот электрод это не датчик, т.е. не первичный преобразователь информации, преобразующий контролируемую величину (pH) в удобный для использования сигнал (напряжение). За ссылку спасибо, но я думал, что автор использует датчик с электролитическим ключом, как по ссылке в начале темы

Это половина датчика. Полудатчик.
Вот возьмите батарейку, разломайте... Получите два полудатчика.
Честно говоря, ненавижу этот термин - датчик...
И никакая это не величина - pH. Это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода... Как датчик (стекляшка мелкая) может взять логарифм, ума не приложу.

Класс! Вот он, девиз поколения пепси нового поколения специалистов.
Не верь прочитанному, верь в судьбу!

Используется ионселективный стеклянный электрод. В паре с каким - то там электродом сравнения. Они находятся в стакане с водой.

Herz, при всем моем существующем к Вам уважении, очень сомневаюсь, что Вы за свою жизнь прочли больше книг, чем я. Что Вы вообще хотели сказать? Вы неверно толкуете сказанное. "Судьба моя такая" означает, что я должен решить эту задачу, что я не могу ее бросить и заняться чем - то иным. Насчет Вашего "не верь прочитанному". Я приводил схему. Я понимаю как работает эта схема. Я прочитал энную литературу и разобрал каждую часть этой схемы. Я собрал схему. Она не работает. По Вашему мнению, мне стоит пускать слюни на прочитанное тк это истина в последней инстанции? Я обратился на этот форум именно потому, что полученная мной информация неполна. Отнюдь не для того, чтобы выяснить Ваше мнение о поколении пепси.

Not_invented а Вы бы не могли провести реинжиниринг схемы прибора, ну или сообщить марку Вашего работающего прибора, вероятно, его схема есть в сети. Возможно подключение данного типа "электродов" имеет некие нюансы?


скорее получится разломанная батарейка)



Ну судя по схемам, все операции производимые каскадами с ОУ вполне линейны. В обычной цепи величина тока пропорциональна количеству проходящих носителей.

Скажу честно, pH никогда не измерял, но судя по статье из первого сообщения
и некоторой логики для корректного съёма сигнала с электрода нужен высокоимпедансный повторитель. Вы же пытаетесь входной сигнал усилить. Включите инструментальный усилитель вообще без резистора. Он у вас похоже просто входит в насыщение.

Нужно усилить и сместить. Еще температурная коррекция. Но можно все это сделать после АЦП.
Похоже (мне так кажется), что ТС витает в облаках - теряет опору на землю.

Да можете не сомневаться, но дело не в этом.
Если Вам нужно решить задачу (всё равно не верю, что это ни много, ни мало, а - Судьба!), то решайте. Найдите способ решения. А не истязать детали. Первый вывод из того, что вы тут понаписали - не хватает знаний. Элементарных знаний о работе ОУ. Это должно было бы стать ясным Вам самому с первых же опытов. Посему логичный ход - взять в руки книгу. Не очень сложную, об основах работы ОУ. Или хоть то же "Искусство Схемотехники". Через пару дней терпеливого вникания станет понятно, как часто нужно бегать за новыми микросхемами. А Вы именно пускаете слюни, утверждая, что изучили всё, что могли, а она, зараза, не работает...
Вы не понимаете. Иначе не было бы столь ... наивных вопросов.
Не сочтите за занудство, но самый лучший совет, который Вам можно дать Вам на сей момент - именно почитать основы. Иначе, даже если схема заработает - не будете знать почему.

Есть резисторы до 100Мом возможно и больше по-моему BOURNS. Хотя чем контролировать не совсем понятно.
Сопротивление можно увеличить положительной обратной связью с выхода ОУ
Но нам невидевшим ph метра тяжеловать рассуждать пока нет эквивалетной схемы источника сигнала.
Что значит "измерять без тока" . Такое возможно только в идеальном мире. Но идеальный мир логически противоречив, а значит невозможен.

Не буду сильно спорить, но если суть той статьи именно в том, что первый ОУ именно буфер.
При чём "...LMC6001 – достаточно дефицитная и дорогая микросхема (порядка 10$) с входным током около 25 фА, используется на входе лабораторных рН-метров и иономеров. Входные параметры этой микросхемы позволяют работать со всеми типами электродов, включая ион-селективные и высокоомные рН-электроды." Это дальше уже сигнал нормируется посредством остальных ОУ, попроще и подешевле.
И поведение схемы у автора говорит о том же. Каскад с усилением насыщается. Что на обычном ОУ, что на инструментальнике. Возможно имеет смысл включить именно повторителем, возможно инвертором с единичным усилением. А дальше уже АЦП.

Да причём тут АЦП... В статье, откуда автор взял свои схемы, расписано что для чего и почему. Первый каскад - неинвертирующий усилитель с ультравысоким входным сопротивлением (для чего выбран ОУ с минимальными входными токами) и нормирующим усилением (чтобы выходной сигнал был пропорционален рН).
Усиление здесь не принципиально, можно использовать повторитель. Потом пересчитать в МК.
Но инвертирующий - не получится, недостаточно входного сопротивления.
Автору нужно помнить о том, что без датчика вход ОУ просто болтается в воздухе. На нём может быть (и должно быть!) всё что угодно, никак не нуль сигнала. И бессмысленно мерить его (входа) потенциал, тыча туда тестером.
Соответственно, что угодно будет и на выходе. За одной поправкой - выход входит в насыщение. Отсюда и -8В.
Поэтому, когда на входе - батарейка или делитель - всё нормально и адекватно. Есть, как минимум, легитимный путь протекания входного тока. Это элементарно.
С пробом должно получиться то же. Но! Экранированный кабель, чистая плата, охранное кольцо, конечное сопротивление в цепи неинвертирующего входа. Там ещё заземлённый стаканчик на картинке не зря показан...

Да посмотрите же на схему... На первой схеме два каскада на ОУ включены повторителями. Один является буфером датчика, второй буфером фильтра. Один сумматор с единичным усилением, второй (лень с калькулятором пересчитывать ту россыпь резисторов) на глазок с очень небольшим.
Смотрим вторую, простенькую схему, собранную автором.
Усиление первого каскада задается 3 резисторами. С инв. входа на "землю" R1=100K, с выхода на вход R2+R3=68,1+8,5K. Какое усиление каскада? А ведь R3 переменный. Он и в нуль скручиваться может.
Потенциал с электрода имеет достаточно большую величину и не требует усиления. Нужно только обеспечить максимально возможное входное сопротивление измеряющего прибора.

А почему бы не сделать первый каскад чистым повторителем, включив на входе режекторный фильтр(50 Гц)? Например, http://www.skilldiagram.com/gl5-9.html. Второй каскад - усилитель с нужным Кус.

Я и смотрю на первую схему. На двух ОУ, собранную автором. Так какое же усиление первого каскада? Почему?

Ок, поиграем в вашу игру. Без учёта температурного к-та R1, усиление первого каскада лежит в пределах 1,681-1,766. Что гораздо ближе к единице, нежели к 6 как при при попытке применения INA121.


Я думаю ответ на этот вопрос Вы в состоянии найти самостоятельно.

Это не игра, а устранение недопониманий. ОК, с этим Вы справились. Но лишь частично. Про ИУ здесь здесь говорить пока не имеет смысла, его автор применил случайно, потому что в столе валялся. Так же случайно выбрал коэффициент усиления. Так что он тут ни при чём. Мы разбираем (мне, по крайней мере, казалось) изначальную схему. Так вот коэффициент усиления первого каскада не просто "близок к единице", но намеренно выбран именно таким.

Я в состоянии. Более того, нашёл сразу. А Вы? Подскажу: конструкция изначально предназначалась как приставка к вольтметру. Стрелочному или цифровому мультиметру. Поэтому усиление потребовалось таким, чтобы обеспечить удобство снятия показаний, то есть соответствия показаний прибора величине рН. В десятичных единицах. Поскольку чувствительность датчика 55-59 мВ/ед рН, то понадобился такой дробный коэффициент усиления. О чём чёрным по белому написано в статье:

При использовании МК, как хочет наш автор, усиление можно не производить, а пересчитать милливольты в нужные единицы прямо в цифре.
Но это совсем не значит, что можно в первом каскаде поставить инвертор, как неосторожно предложили Вы.

Может и не игра, но тогда может стоит отвечать в не настолько менторском стиле?
Выходной сигнал с датчика у автора имеет такой уровень, что его схема насыщается даже имея такой невысокий к-т усиления. Особенность это конкретного датчика или нет гадать бессмысленно. А при насыщении в поведении ОУ, особенно "старых" разработок бывают разнообразные странные проявлния. Самый безобидный инверсия фазы.

И инвертор с высоким входным сопротивлением мне не видится настолько нереальным.

А может, и стоит, раз приходится повторять элементарные вещи по нескольку раз...
Но давайте лучше не по стилю, а по сути.
Схема у автора насыщается не по причине аномальной чувствительности датчика (ведь датчик у него совершенно обычный и чувствительность его известна) и не по причине высокого коэффициента усиления каскада (К=1.6 от К=1.0 отличается несущественно). А только потому, что высокоомный неинвертирующий вход "болтается в воздухе". Тут действительно гадать бессмысленно. ОУ насытится и будучи включенным повторителем, в тех условиях, что создаёт ему автор.
Поэтому данные Вами советы перейти к повторителю и, тем более, к инвертору ... несерьёзны.

А каким же он Вам видится? С настолько высоким входным сопротивлением, чтобы быть сопоставимым с сопротивлением неинвертирующего каскада, для которого и не всякий-то ОУ подходит? Любопытно было бы взглянуть.

Так и быть... Расскажу, как надо - разыгрался приступ душевной доброты...
Первый каскад - повторитель на ОУ. На входе - резистор 1 - 100 МОм (считается по максимальному входному току ОУ). Можно осторожно добавить конденсатор высоковольтный небольшого номинала. Выход - на охранные кольца. Он же - на экран входного кабеля. Вариант - через фильтр. Дальше - усилитель-сместитель (возможно...) для заполнения всего диапазона АЦП. АЦП - внешний от 14 бит. Питание первого каскада большое для защиты от зашкала помехами.

1Мом?? Вы же пугали токами! Или это последовательно? тогда зачем?

Последовательно, естественно.
1. Для защиты входа. Я вот никогда вход без резистора не оставляю. Принципиально. Только в редких случаях...
2. Можно немножко фильтровать на нем и входной или добавочной емкости.
Можно даже один каскад оставить. С усилением больше единицы. И прямо с делителя обратной связи (низкоомного) на экраны и кольца. Или добавить между ними RC-фильтр. Надо только согласовать с АЦП.

Может ли случится так что в начальный момент начинается заряд емкости кабеля, течет ток, который заряжает входную емкость МДП транзистора, а потом заряду некуда деться - сопротивление то Гигомы.
А кстати, если не секрет поделитесь, какое эквивалентное сопротивление у источника сигнала?

Ничего такого не происходит. Емкость кабеля уничтожается операционным усилителем.
Сопротивление может меняться в очень широких пределах.
Может быть вода, а может быть кислота или раствор солей. Диссоциирующих. Сопротивление собственно электрода не знаю. Но знаю точно, что это не та батарейка, от которой можно отбирать ток.

Но у него экран на земле, а не на выходе ОУ


А емкость тоже должна быть на выход ОУ как на экран или на землю?

Совсем правильно... должно быть два экрана. Внешний - земляной, внутренний - с потенциалом входа для уничтожения утечки в кабеле и убивания емкости.
Триаксиальный кабель.

Примерно так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но если сигнал совсем низкочастотный, то и коаксиального хватить должно.