¿Mis restricciones específicas me impiden usar este Amplificador de Cero y de Intervalo?

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Estoy interconectando un termistor con un ADC, y he encontrado un circuito que, a primera vista, parece satisfacer mis necesidades. Un circuito de cero y span con un solo amplificador operacional.

enlace (figura 3, página 3)

El termistor está en un divisor de voltaje, usando una resistencia de 82k como la resistencia fija. La resistencia del termistor es 3k @ 212F, y 160k a 32F. Con 5V en todo el divisor, esto da 4.8V a través de la resistencia fija @ 212F, y 1.7V a 32F. Me gustaría mapear 4.8V a 4V, y 1.7V a 0V.

Para calcular mi compensación y ganancia requeridas, configuro dos ecuaciones simultáneas y = mx-b:

Vout = m * Vin - b

4.0 = m * 4.8 - b

0 = m * 1.7 - b

Resolver para m es tan fácil como (y2 - y1) / (x2 - x1). volver a conectar m = 1.2903 en cualquiera de las ecuaciones le da b = 2.1935.

Según el PDF, las ecuaciones de las resistencias, en relación con m y b, son las siguientes:

m = (RF + RG) / RG

| b | = (RF / RG) * (R2 / (R1 + R2))

Si m es aproximadamente 4/3, se sigue que RF es aproximadamente RG / 3, y RF / RG = 1/3.

Un poco más de álgebra, y enchufar b = 2.2 hace que R2 / (R1 + R2) = 2.2 * 3 = 6.6.

No hay una combinación de R1 y R2 que pueda hacer que el cociente sea más de 1.

¿Esto significa que este circuito no puede realizar esta reducción a cero y expansión en particular?

Si es así, ¿cuáles son mis opciones para lograr esto?

Gracias.

    
pregunta ToddMuir

1 respuesta

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Le sugiero que mueva el divisor de voltaje para obtener un rango de 0.2V a 3.3V. En general, es mejor tener un lado del sensor conectado a tierra de todos modos.

Luego, puedes calcular las resistencias para obtener 0 ~ 4V para 0.2V a 3.3V.

Otra sugerencia podría ser simplemente conectar el amplificador operacional como un búfer de ganancia unitaria, y reducir los 82K a 40K para que obtengas 4V a 32 ° F y 0.348V a 212 ° F. Eso le da un cero de compensación, por lo que no se queda repentinamente fuera del rango cercano a cero C (dependiendo de la compensación del amplificador operacional) y aún obtiene el 91% de la resolución.

Hablando de resolución, tenga en cuenta que la resolución a alta temperatura será mucho menor que la resolución cercana a los 32 ° F, por lo que debe asegurarse de que sea lo suficientemente buena para sus propósitos. También es importante tener en cuenta el offset del amplificador operacional, ya que afecta en gran medida a la medición de alta temperatura (y la medición de baja temperatura casi nunca). Si una temperatura en particular es de mayor interés, una estrategia es usar ese valor de resistencia como la otra mitad del divisor (y usar la conversión ratiométrica) porque ahí es donde la resolución será máxima.

Por lo general, la medición radiométrica es el camino a seguir con las mediciones de resistencia, ya que el voltaje de referencia no tiene ningún efecto en la medición, todo lo que importa es el valor de resistencia .

Si realiza un análisis de sensibilidad en el método que sugirió originalmente, creo que encontrará que agrega muchos errores innecesariamente.

Para responder a su pregunta específica del título, sí, no puede hacer esto sin un voltaje superior a 5 V para compensar la salida tanto. Eso es una consecuencia de la baja ganancia (alrededor de 1.3) y el gran desplazamiento.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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