Detección de corriente con amplificador diferencial

Sí, su problema con el circuito físico es CMRR - relación de rechazo de modo común. El CMRR del opamp en sí mismo es bastante bueno, pero ha usado resistencias de muy baja tolerancia (5%), y eso le ha dado a su circuito un rechazo de modo común muy pobre.

Para ilustrar lo que está sucediendo, abra su simulación LTspice y cambie una de las resistencias de 10K a 10.5k (es decir, un error del 5%). Verá un cambio de ~ 500 mV en la salida.

La razón de esto es que la ganancia de sus entradas positivas y negativas es diferente. Lo que quieres medir es G * (V2-V1). En realidad tienes (G2 * V2-G1 * V1). Cuando las ganancias no coinciden (porque sus resistores no coinciden), tiene un término que no cancela precisamente que es proporcional al voltaje en los terminales de entrada, en lugar de solo la diferencia de voltaje. Esto se llama el modo común.

Es común usar resistores de alta precisión (0.01% o incluso mejores) cuando se construyen amplificadores diferenciales con alto rechazo de modo común. Con frecuencia, las personas usan circuitos integrados de amplificación de instrumentación que tienen resistencias recortadas con láser en el chip.

¿Qué puedes hacer para arreglar esto con lo que tienes? Lo más sencillo es mover la resistencia de derivación actual al lado "bajo" de la carga (es decir, entre RL y tierra). Esto reducirá la señal de modo común y, por lo tanto, el impacto del CMRR pobre.

Debes usar los resistores más precisos que puedas encontrar. El 1% son comunes y baratos, pero si no los tiene disponibles, solo puede tomar un puñado de resistencias del 5% y un ohmiómetro y encontrar los pares correspondientes. La selección de piezas como esta no es tan buena como las resistencias de precisión reales, ya que las piezas de baja especificación generalmente tienen un coeficiente de temperatura y deriva peor, pero aún así ayuda.