¿Por qué la tensión de salida de mi amplificador de instrumentación es completamente incorrecta?

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Estoy intentando amplificar el voltaje de mi celda de carga (creo que en el puente de Wheatstone), pero mis valores calculados no son los mismos que mis valores experimentales.

La celda de carga genera un voltaje diferencial de 0.1 mV - 5mV (medido con un voltímetro), y quiero aumentarla a 0V - 5V (inicialmente, luego de 0.3V - 3.3V).

Los amplificadores OP que estoy usando son MCP6273 "170 μA, amplificador operacional riel a riel de 2 MHz".

Problemas:

  1. La primera etapa es amplificar el voltaje: coloqué una masa de 2,5 KG en la celda de carga y generé un voltaje diferencial de 2,5 mV como se esperaba. Sin embargo, cuando medí el voltaje diferencial entre las salidas de los amplificadores operacionales de la primera etapa (todas las resistencias se eliminaron, ganancia de unidad) obtengo un voltaje diferencial de 7.8mV. ¿Por qué?

  2. La salida de la segunda etapa está completamente equivocada. R1 y Rgain son 1Kohm cada uno. R2 es 470 ohm, R3 es 100k ohm. Esto debería darme una ganancia de 638 (es decir, 63.8mv - 3.19V en la salida). Sin embargo, incluso sin carga (es decir, 0 mV), la salida es 3.3V. A 2.5 KG (es decir, 2.5 mV) llega al riel de 5V.

    • He comprobado las conexiones varias veces
    • He intentado simplemente amortiguar la entrada (es decir, sin R1 / Rgain / R1)
    • Todos los amplificadores operacionales son idénticos

¿Qué estoy haciendo mal?

    
pregunta tgun926

2 respuestas

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El voltaje de compensación de cada uno de los amplificadores operacionales que está utilizando puede ser de hasta +/- 3 mV a temperatura ambiente. Por lo tanto, la diferencia entre dos salidas podría ser tan diferente a 6 mV de las entradas con ganancia unitaria. Está viendo 5.4mV que es grande, pero dentro de las especificaciones y, por lo tanto, plausible.

Como no tiene mucha ganancia en la primera etapa (solo 3), también debe considerar el voltaje de compensación en la segunda etapa. En cualquier caso, 638 veces su señal de voltaje de compensación de entrada diferencial de 5.4mV + 2.5mV es casi 5V.

Puedes usar mejores amplificadores operacionales (como autozero o tipos de "deriva cero") o anular el voltaje de compensación de alguna manera (trimpot o reducir la ganancia y hacerlo digitalmente). También debe considerar la desviación de los amplificadores operacionales que está usando, lo cual no está garantizado, pero es bastante razonable en general (+/- 1.7uV / K).

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Regala + VCC & -VE a todos los OPAMP. Su requisito es obtener 0-5V para entrada de 0-5mV. Por lo tanto, la ganancia de la instrumentación debe ser 1000. Calcule los valores de resistencia para la ganancia de 1000 del amplificador de instrumentación. Use un amplificador de inversión en la salida si obtiene una salida de instrumentación negativa. Para 1000 ganancia, R2 = 1k, R3 = 8.2k, Rgain = 1k, R1 = 60k.

    
respondido por el Kunal Baviskar

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