¿Cómo medir corrientes pequeñas utilizando el convertidor de corriente a voltaje?

Como se comentó en los comentarios, el problema es que el amplificador operacional ajustará la salida hasta que la entrada '-' sea la misma que la entrada '+' que se mantiene a 6 V. Eso significa que solo hay 6 V (12 V de la batería - 6 V de R1 / R3) a través de R4 ahora.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Amplificador no inversor.

Es posible que le resulte más fácil trabajar con el amplificador no inversor.

• \ $ I_ {in} \ $ producirá \ $ 100 \ cdot R1 \ $ volts a la entrada '+'.
• \ $ V_ {out} = 1 + \ frac {R_f} {R_i} \ $.

Todo es positivo con respecto al suelo. Solo necesitas un amplificador operacional que pueda funcionar en un carril negativo.

Obtenga una copia de LTSpice y simule el circuito, ¡aprenderá mucho!

También indíquenos en qué lugar se encuentra su punto de referencia.

Etiquete sus resistencias para una referencia fácil.

Lo que tienes es un circuito Opamp inversor.

En el segundo caso, las resistencias de 20ohm y 240 ohmios hacen un divisor de voltaje.

El Opamp nunca conducirá al riel negativo (incluso las llamadas riel a riel tienen una pequeña caída de voltaje).

NUNCA es una buena idea poner una sonda en una entrada opamp, las impedancias son demasiado altas.

La salida del opamp debería acercarse a la fuente negativa (quizás incluso a un voltio, dependiendo del tipo de opamp), o alrededor de -5V5 al centro de 'tierra virtual' formado por las resistencias 51K.

Probablemente es aquí donde reside tu discrepancia.

La impedancia de su voltímetro también podría estar sesgada con las resistencias 51K.

En vez de eso, haga una tierra virtual de baja impedancia utilizando otro amplificador como seguidor con la resistencia de realimentación a cero ohmios, y coloque una tapa de desacoplamiento para suavizarla.

Luego vuelva a probar.

Al medir corrientes, normalmente tendría resistencias grandes en serie con las entradas con una derivación (< 1 Ohm) entre las sondas.

Estos circuitos están bien descritos en la literatura de cualquier fabricante.

Probé LTspice y obtuve los mismos resultados, pero creo que ahora sé la respuesta:

Si coloco una resistencia de 240 ohmios en una batería de 12 voltios, la corriente será de 50 mA. Ahora necesito medir esa corriente (50 mA) sin utilizar un multímetro o un amperímetro.

Si usé el convertidor de "corriente a voltaje" sin sesgar el opamp , el número de ecuación (1) funcionará (como se muestra en la siguiente imagen).

Lo que quiero decir con "sin sesgar el opamp" es conectar a tierra la entrada positiva.

Vout = - I * R2 = - 50 mA * 20 ohm = -1 voltios.

El voltaje de salida cambió de 0 a -1 y eso es lo que necesito: Cada 50 mA produce una caída de voltaje de 1 voltio. No puedo hacer eso prácticamente porque mi suministro es de 0 a 12. Y no puedo obtener -1 voltios, así que tengo que sesgar el amplificador operacional.

Si desea sesgar el amplificador operacional, se cambiará la corriente (I).

El nuevo valor de la corriente (I) será el siguiente:

I new = I old * R1 / (R1 + R3)

La nueva corriente = 50 mA * 0.5 = 25 mA.

Donde el número 0.5 es la relación de las resistencias.

El nuevo voltaje de salida después de la polarización:

Vout = voltaje de entrada positivo - I * R Vout = 6 - 25mA * 20 ohm = 5.5 voltios

Ese es el resultado que obtengo usando simuladores.

Si necesito que cada 50 mA disminuya el voltaje de salida en 1 voltio, tengo que ajustar la resistencia R2 nuevamente como en el número de ecuación (2). Multiplicaré R2 por un factor de corrección como se muestra y el nuevo valor de R2 será de 40 ohmios.

Ahora intentémoslo: Tengo una corriente de 50 mA que fluye a través de una resistencia de 240 ohmios si la conecto a una batería de 12 voltios.

Necesito medir esa corriente. Entonces, conectaré la resistencia al circuito. La corriente cambiará pero el R2 la corregirá nuevamente. y el voltaje de salida será de 5 voltios en lugar de 6 voltios. 1 caída de voltaje significa que 50 mA pasan por la resistencia.

Probé algunos valores de resistencias y la ecuación (2) funciona. ¿Pero aún no estoy seguro de poder confiar en ello?