Amplificador de termopar: ¿de extremo único frente a diferencial?

Los circuitos de termopar son solo bucles de cable, y en situaciones industriales pueden ser bucles de alambre más bien largos. En este caso, están sujetos a lo que se denomina ruido de modo común, en particular, CA inducida por alto voltaje.

La idea es que cualquier ruido inducido aparecerá esencialmente igual en ambos cables, y el amplificador diferencial lo restará.

Por lo tanto, los amplificadores diferenciales proporcionan una señal mucho más limpia que un amplificador de un solo extremo (con un lado de la entrada atado a tierra). La capacidad del amplificador diferencial para filtrar el ruido en modo común es un parámetro llamado CMRR (relación de rechazo en modo común).

Aquí hay un sistema de termopar que utiliza varias piezas de tecnología lineal. El amplificador diferencial es el LT2057 (sombreado).

Los termopares menos costosos y de respuesta más rápida tienen una conexión a tierra. Si su circuito también tiene una conexión a tierra común, puede tolerar un voltaje de modo común distinto de cero en el termopar cuando se usa un amplificador diferencial.

Una alternativa, aplicable si solo hay un termopar, es aislar la masa del circuito y permitir que flote con respecto a la tierra.

Alternativamente, se pueden usar termopares de unión aislada, pero ambos son inferiores en tiempo de respuesta (lo que significa un control más deficiente) y más caros.

Aquí hay un n ejemplo de un circuito que se puede usar para cualquiera de los dos tipos, la resistencia 1M proporciona una ruta para las corrientes de polarización del amplificador de instrumentación diferencial si se conecta un tipo sin conexión a tierra. (En realidad, un diseñador experimentado probablemente usaría un valor más bajo en aplicaciones de alta temperatura calentadas eléctricamente).