¿Amplificador diferencial con voltaje común muy por encima del riel?

Esta es solo una sugerencia . Realice una conversión de precisión de voltaje a corriente usando 25 V como su "conexión a tierra", luego haga el resto de la conexión a tierra de trabajo referenciada. Ninguno de los valores de los componentes que muestro debe ser confiable. R1, R2, R4 y R5 establecen la ganancia. Debe elegir una parte para OP1 que funcione decentemente con su voltaje de modo común en o cerca del riel positivo, incluso con amperios de riel-riel no es una cosa muy común.

Un poco de teoría: M1 no fluye corriente en la compuerta, por lo que el voltaje que mantienes en R4 establece la corriente. R5 "atrapa" esta corriente y la convierte en un voltaje (usted quiere amortiguarla inmediatamente con un seguidor de voltaje, BTW). R3, C1 y R1 & R2 en paralelo compensa el circuito para la capacitancia de la compuerta del FET (use un fet tenue con baja capacitancia de la compuerta). El 79L05 proporciona una fuente regulada de 5 V de riel para el circuito del lado alto.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

EDIT:

Las soluciones que di anteriormente no compensan la temperatura de la unión fría, lo cual es un poco molesto. Compensar el desplazamiento también será una tarea.

Entonces, al final usaría algo como un MCP9600 que es un amplificador de termopar I2C. Según su hoja de datos, el rango del modo común de las entradas de termopar incluye GND a VCC, por lo que es posible "colgar" el chip de + 24V como lo sugiere Tim Wescott, mediante el uso de un regulador de voltaje negativo que tiene su pin GND conectado a 24V e IN Pin atado a la GND.

Ahora tiene que cambiar el voltaje de la salida I2C del MCP9600 a tierra, lo cual es molesto ... o requiere un chip aislador USB. Sería mejor usar un chip de interfaz SPI, que no tiene pines bidireccionales, y por lo tanto es mucho más práctico para cambiar de nivel, pero no puedo encontrar uno que admita un rango de modo común de entrada que incluya VCC (MAX31855 no funcionará ).

Parece que me gustaría ir con MCP9600 + USB aislador.

Respuesta anterior:

Si desea una solución de un chip enlatada, puede utilizar un amplificador de sentido actual como AD8210 , MAX4376, muchas ofertas de la mayoría de los proveedores de chips.

AD8210 requiere suministro de 5V, pero MAX4376 funciona con 3V. Ambos admiten el modo común de entrada de 24 V que tienes. Asegúrese de verificar la compensación y de su presupuesto de error. Verifique la categoría "Amplificador de sentido actual" en mouser o digikey para ver muchos modelos diferentes.

En cuanto a "rodar los tuyos", haría algo como esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Esto es similar a la solución de analogsystemsrf, con un PNP de doble emparejamiento como MMBT3906 que es muy barato y evitará la falta de coincidencia de temperatura entre los transistores. Ajuste el valor de R y la corriente para mantener el transistor lineal al voltaje del termopar que tiene. El termopar es "V1" aquí. Ajuste R3 para ganar. Puede utilizar cualquier espejo de corriente de lujo que desee, Wilson, compensación de corriente de base, pero la idea básica sigue siendo la misma: agregar un desplazamiento a las resistencias del emisor de un espejo de corriente.

Q3 es una fuente de corriente que inyecta una corriente en el espejo. Ajuste la tensión "REF" y las dos resistencias inferiores a un valor adecuado. Usaría una corriente de polarización de 0,5-1 mA, por lo que 1-3k en lugar de 100R según lo establecido.

La medición de la tensión de forma diferencial entre los dos puntos de SALIDA y SALIDA permite eliminar el desplazamiento debido a la corriente de polarización. Sin embargo, las corrientes de base de transistor aún agregarán algo de compensación.

Nota: La resistencia de todos los cables al termopar está en serie con R1.

Todas las soluciones que hacen que la corriente fluya a través del termopar, como la anterior, crearán un desplazamiento debido a la caída de voltaje: resistencia del cable del termopar x corriente. Por favor, asegúrese de que esta compensación es aceptable. De lo contrario, deberá usar un opamp sentado en el riel de +24 V según Tim Wescott.

¿Qué tal esto?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí hay otra sugerencia:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}