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Hallo!!

Ich habe die Aufgabe, mit einer Photodiode zu messen, ob eine Flamme da ist oder nicht.

Dafür wollte ich die Photodiode mit einem Operationsverstärker (Transimpedanzverstärker) verschalten, um die erhaltene Spannung zu verstärken und am Ende in den Computer zu geben. Hört sich unkompliziert an, nur leider funktioniert das ganze nicht.
Als Schaltung habe ich einfach die gewählt, die im Datenblatt http://www.scitec.uk.com/uvphotodiodes/datasheets/datasheet-tw30sx%20rev%201.6.pdf
auf der letzten Seite angegeben ist.

Wenn ich die Spannung an der Diode messe, kriege ich Spannungen im Bereich von ca 5mV, aber ich kriege diese Spannung einfach nicht verstärkt wenn ich sie an der Transimpedanzverstärker anschliesse.

Als Diode habe ich mal die TW30SX UV Photodiode ausgesucht - hat jemand vllt schon Erfahrung mit dieser Diode, oder hat schon mal eine ähnliche Schaltung gebaut? Für Tips oder Anregungen wäre ich sehr dankbar!

Vielen Dank schonmal und viele Grüße VERENA

» Ich habe die Aufgabe, mit einer Photodiode zu messen, ob eine Flamme da
» ist oder nicht.
»
» Dafür wollte ich die Photodiode mit einem Operationsverstärker
» (Transimpedanzverstärker) verschalten, um die erhaltene Spannung zu
» verstärken und am Ende in den Computer zu geben. Hört sich unkompliziert
» an, nur leider funktioniert das ganze nicht.
» Als Schaltung habe ich einfach die gewählt, die im Datenblatt
» http://www.scitec.uk.com/uvphotodiodes/datasheets/datasheet-tw30sx%20rev%201.6.pdf
» auf der letzten Seite angegeben ist.

Hast Du denn auch einen der dort angegebenen OPV
genommen?
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» Wenn ich die Spannung an der Diode messe, kriege ich Spannungen im Bereich
» von ca 5mV, aber ich kriege diese Spannung einfach nicht verstärkt wenn ich
» sie an der Transimpedanzverstärker anschliesse.

Der Verstärker soll ja auch nicht mit einer Spannung,
sondern mit einem Strom gesteuert werden. Die Photodiode
arbeitet praktisch im Kurzschluss. Hast Du denn die
Diode schon mal überprüft, indem Du einfach mal mit
einem Multimeter entweder die Spannung oder den
Widerstand mit und ohne Flamme gemessen hast?
Gruss
Harald

» Hallo!!
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» Ich habe die Aufgabe, mit einer Photodiode zu messen, ob eine Flamme da
» ist oder nicht.
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» Dafür wollte ich die Photodiode mit einem Operationsverstärker
» (Transimpedanzverstärker) verschalten, um die erhaltene Spannung zu
» verstärken und am Ende in den Computer zu geben. Hört sich unkompliziert
» an, nur leider funktioniert das ganze nicht.
» Als Schaltung habe ich einfach die gewählt, die im Datenblatt
» http://www.scitec.uk.com/uvphotodiodes/datasheets/datasheet-tw30sx%20rev%201.6.pdf
» auf der letzten Seite angegeben ist.
»
» Wenn ich die Spannung an der Diode messe, kriege ich Spannungen im Bereich
» von ca 5mV, aber ich kriege diese Spannung einfach nicht verstärkt wenn ich
» sie an der Transimpedanzverstärker anschliesse.
»
» Als Diode habe ich mal die TW30SX UV Photodiode ausgesucht - hat jemand
» vllt schon Erfahrung mit dieser Diode, oder hat schon mal eine ähnliche
» Schaltung gebaut? Für Tips oder Anregungen wäre ich sehr dankbar!
»
» Vielen Dank schonmal und viele Grüße VERENA

Hallo Verana, warum nimmst du eine Photodiode, die im Ultravioletten Bereich empfindlich ist, emittiiert deine Flamme besonders viel Energie im UV Bereich? Ich würde eher im Infrarot- Bereich messen.
In der Hoffnung, dir einen brauchbaren Tipp gegeben zu haben,
Peter

» Hallo!!
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» Ich habe die Aufgabe, mit einer Photodiode zu messen, ob eine Flamme da
» ist oder nicht.
»
» Dafür wollte ich die Photodiode mit einem Operationsverstärker
» (Transimpedanzverstärker) verschalten, um die erhaltene Spannung zu
» verstärken und am Ende in den Computer zu geben. Hört sich unkompliziert
» an, nur leider funktioniert das ganze nicht.
» Als Schaltung habe ich einfach die gewählt, die im Datenblatt
» http://www.scitec.uk.com/uvphotodiodes/datasheets/datasheet-tw30sx%20rev%201.6.pdf
» auf der letzten Seite angegeben ist.
»
» Wenn ich die Spannung an der Diode messe, kriege ich Spannungen im Bereich
» von ca 5mV, aber ich kriege diese Spannung einfach nicht verstärkt wenn ich
» sie an der Transimpedanzverstärker anschliesse.
»
» Als Diode habe ich mal die TW30SX UV Photodiode ausgesucht - hat jemand
» vllt schon Erfahrung mit dieser Diode, oder hat schon mal eine ähnliche
» Schaltung gebaut? Für Tips oder Anregungen wäre ich sehr dankbar!
»
» Vielen Dank schonmal und viele Grüße VERENA

Hallo,
hat der Verstärker auch eine negative Versorgungsspannung? Das ist ein invertierender Verstärker. Eventuell musst Du die Fotodiode umpolen, um eine positive Ausgangsspannung zu erhalten.
Grüße
Altgeselle

» Hallo Verana, warum nimmst du eine Photodiode, die im Ultravioletten
» Bereich empfindlich ist, emittiiert deine Flamme besonders viel Energie im
» UV Bereich? Ich würde eher im Infrarot- Bereich messen.
» In der Hoffnung, dir einen brauchbaren Tipp gegeben zu haben,
» Peter

UV ist schon in Ordnung, wenn man eine schnelle Reaktion
auf eine ausgehende Flamme braucht. Mit IR würdest Du auch
die umgebenden heissen Teile messen.
Gruss
Harald

» Ich habe die Aufgabe, mit einer Photodiode zu messen

bei einer Fotodiode ist der Strom wesentlich besser zur Messung des "Lichtes" geeignet als die Spannung. Ist auch Linearer.

» Dafür wollte ich die Photodiode mit einem Operationsverstärker
» (Transimpedanzverstärker) verschalten

Korrekt, der setzt einen Strom am Eingang in eine Spannung am Ausgang um.

» um die erhaltene Spannung zu

Da musst du den Stom nehmen

» Als Schaltung habe ich einfach die gewählt, die im Datenblatt

Die setzt auch einen Strom in Spannung um.
Bei den kleinen Diodenströmen darf Rf allerdings nicht zu klein sein.

» Wenn ich die Spannung an der Diode messe, kriege ich Spannungen im Bereich
» von ca 5mV, aber ich kriege diese Spannung einfach nicht verstärkt

Dann hast du an der Schaltung was falsch gemacht.
Versorgungsspannung?

Funktion der Schaltung: Am OP-Eingang soll die Spannung Null werden. Das ist dann erfüllt, wenn der Strom aus der Diode gleich gross ist, wie der Strom durch Rf, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen.
Pos. Diodenstrom = negativer Strom durch Rf -> negative Ausgangsspannung des OP -> negative Versorgungsspannung notwendig. (oder Offset / künstliche Masse)

» viele Grüße VERENA

Wieer männliches Wesen, welches sich bei Benutzung eines weiblichen Vornamen mehr Hilfe erwartet?

hws

Hallo Harald!

Als OPV hab ich den 741 von Fairchild Semiconductor. Kann dass denn einen Unterschied machen?

Die Spannung der Diode habe ich auch schon gemessen, die funktioniert auf jeden fall, sie gibt mir 0 V wenn ich sie abdunkle und so ca 5mV wenn ich sie ins Licht halte.
Ich hatte sie auch extra ausgewählt weil ich eine schnelle Reaktion benötige.
Allerdings steht da auf dem Datenblatt ja dass man sie im Photovoltaikmodus betreiben soll. Das kann ich irgendwie nicht so ganz einschätzen was das für einen Einfluss auf die Schaltung haben kann.


Vielen Dank, und ganz viele Grüße
Verena

» Der Verstärker soll ja auch nicht mit einer Spannung,
» sondern mit einem Strom gesteuert werden. Die Photodiode
» arbeitet praktisch im Kurzschluss. Hast Du denn die
» Diode schon mal überprüft, indem Du einfach mal mit
» einem Multimeter entweder die Spannung oder den
» Widerstand mit und ohne Flamme gemessen hast?
» Gruss
» Harald

Ja genau dass habe ich auch gefunden als ich mal recherchiert habe - dass UV Dioden wohl am Besten für Flammenmessungen geeignet sind. Auf dem Datenblatt stand das auch noch mal drauf.
Im Endeffekt habe ich mich deshalb dann auch für diese entschieden - es gab so unendlich viele dass ich dann einfach mal eine ausprobieren wollte.

» Hallo,
» hat der Verstärker auch eine negative Versorgungsspannung? Das ist ein
» invertierender Verstärker. Eventuell musst Du die Fotodiode umpolen, um
» eine positive Ausgangsspannung zu erhalten.
» Grüße
» Altgeselle

Ja das habe ich auch schon probiert, da kommt aber auch nichts vernünftiges bei raus. Aber vielen Dank für den Tip!

» bei einer Fotodiode ist der Strom wesentlich besser zur Messung des
» "Lichtes" geeignet als die Spannung. Ist auch Linearer.
Guten Morgen,

also so war eigentlich auch der Plan dass ich einen Fotostrom kriege und diesen dann verstärke. Allerdings ist der so klein, dass ich ihn nicht mal messen kann mit dem Messgerät. Deshalb wollte ich dann mit der Spannung arbeiten die ich rauskriege. War also eher eine Notlösung.


» Die setzt auch einen Strom in Spannung um.
» Bei den kleinen Diodenströmen darf Rf allerdings nicht zu klein sein.

Da habe ich eine Widerstand von 8 MOhm eingebaut - glaubst du das passt?


» Dann hast du an der Schaltung was falsch gemacht.
» Versorgungsspannung?

» Funktion der Schaltung: Am OP-Eingang soll die Spannung Null werden. Das
» ist dann erfüllt, wenn der Strom aus der Diode gleich gross ist, wie der
» Strom durch Rf, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen.
» Pos. Diodenstrom = negativer Strom durch Rf -> negative Ausgangsspannung
» des OP -> negative Versorgungsspannung notwendig. (oder Offset /
» künstliche Masse)

Hmm aber wie kann ich das denn realisieren? Der Strom durch die Diode ändert sich doch mit dem Lichteinfall, und wie kann ich dann erreichen dass der Strom durch Rf immer genau gleich gross ist?

Dann hab ich auch noch ne Frage: jemand den ich kenne, der in einer E-Werkstatt arbeitet, wollte mir jetzt erzählen dass die abgebildete Schaltung von vorherein keine Spannung verstärken kann (begründet hat er das allerdings nicht). Das ist Blödsinn, oder? Will mich davon jetzt net auch noch durcheinanderbringen lassen.

Also noch mal vielen Dank für die Hilfe, und ich bescheisse mich net durch mit dem weiblichen Vornamen, ich bins wirklich;ich muss für die Uni diese Schaltung bauen, habe allerdings (wie man merkt) nicht allzu viel Ahnung von der ganzen Geschichte und bin deshalb gottfroh über die Hilfe!!

viele Grüße VERENA

» diesen dann verstärke. Allerdings ist der so klein, dass ich ihn nicht mal
» messen kann mit dem Messgerät.

Dein OP wird das schon machen, wenn Typ, Schaltung korrekt sind.

» Deshalb wollte ich dann mit der Spannung
» arbeiten die ich rauskriege. War also eher eine Notlösung.

Erstens falscher Ansatz und zweitens HAST du es nicht gemacht. Jedenfalls wenn du die Schaltung aus dem Datenblatt genommen hast.

lies die Erklärung nochmal:
» Funktion der Schaltung: Am OP-Eingang soll die Spannung Null werden. Das
» ist dann erfüllt, wenn der Strom aus der Diode gleich gross ist, wie der
» Strom durch Rf, allerdings mit umgekehrten Vorzeichen.
» Pos. Diodenstrom = negativer Strom durch Rf -> negative
» Ausgangsspannung
» des OP -> negative Versorgungsspannung notwendig. (oder Offset /
» künstliche Masse)

» Hmm aber wie kann ich das denn realisieren? Der Strom durch die Diode
» ändert sich doch mit dem Lichteinfall,

Ja, und der OP regelt das aus. Das ist seine Aufgabe / Funktion !!


» und wie kann ich dann erreichen
» dass der Strom durch Rf immer genau gleich gross ist?

Du gar nicht, das macht der OP automatisch.
Aber der OP benötigt dazu ne negative Versorgungsspannung. Liest du eigentlich, was man dir schreibt?

» Schaltung von vorherein keine Spannung verstärken kann (begründet hat er
» das allerdings nicht). Das ist Blödsinn, oder?

nein, das ist durchaus korrekt, hab ich aber auch schon geschrieben. Die Schaltung wandelt einen Strom am Eingang in eine Spannung am Ausgang um. Der Faktor ist dein Widerstand. -If * Rf = Uaus.

» .. habe allerdings (wie man merkt) nicht allzu viel Ahnung

Ds lässt sich nicht übersehen. Du solltest aber auch mal lesen, was man dir schreibt. Ich habe den Eindruck, du willst unbedingt deinen eigenen Ideen nachgehen, auch wenn die falsch sind.
Beschäftige dich jetzt bitte mal mit der negativen Versorgungsspannung des OP's - sonst funktioniert es nicht.

hws

» Hallo Harald!
»
» Als OPV hab ich den 741 von Fairchild Semiconductor. Kann dass denn einen
» Unterschied machen?

Wenn Du sozusagen den Grossvater der OPV benutzt,
brauchst du Dich über schlechte Daten der Schaltung
nicht zu wundern, oder lässt Euer Etat nicht mehr
als 14 Cent (Preis bei Reichelt) zu? Diese älteren
Typen haben wesentlich höhere Basis- und Offsetströme
als die im Datenblatt angegebenen Typen.

» Die Spannung der Diode habe ich auch schon gemessen, die funktioniert auf
» jeden fall, sie gibt mir 0 V wenn ich sie abdunkle und so ca 5mV wenn ich
» sie ins Licht halte.

Dann kannst Du das auch mit einem "vernünftigen"
OPV verstärken. Nutze dazu die Tips, die Dir die
anderen Poster schon gegeben haben.
Gruss
Harald