30-50 mV sinyalini 0-5 V aralığına ölçeklendirin

30-50 mV sinyal değerleri veren bir CO ₂ sensörünüz var. En yüksek çözünürlüğe sahip mikrodenetleyicim için bu voltajları 0-5 V'a çevirmem gerekiyor. Gösterildiği gibi, ters çevrilmemiş bir op-amp devresi kullanarak voltajı yükseltebileceğimi anlıyorum, ancak daha iyi çözünürlük elde etmek için bu aralığı 0-5 V'ye genişletmek mümkün mü? sensör değerleri?

30 mV ofseti çıkarmak için bir diferansiyel amplifikatör kullanabilirsiniz .

R1 = R2 ve R3 = R4 olduğunda, transfer fonksiyonu

$V_{OUT} = \dfrac{R3}{R1}(V_2 - V_1)$

Bu yüzden V1'i 30 mV'ye ayarlayın ve R3 = 250 R1'i seçin. $\times$

Diferansiyel amplifikatörlerle ilgili bir sorun, R1'in 30 mV ofsetini elde etmek için direnç bölücüyü yükleyeceği, böylece dirençleri yeniden hesaplamanız gerektiğidir ve ayrıca V2, ölçümü bozabilecek bir giriş empedansına sahip olacaktır.

Bir enstrümantasyon amplifikatörü çözümdür.

Çoğu enstrümantasyon amplifikatörü, tamponlama giriş aşamasına sahip diferansiyel amplifikatörlerdir. Giriş aşaması kazancı ayarlarken, diferansiyel aşama genellikle 1 amplifikatördür. Bu durumda amplifikasyon$\times$

$V_{OUT} = \dfrac{2 R2}{R1}\cdot \dfrac{R4}{R3} (V_2 - V_1)$

Microchip MCP6N11 uygun bir cihazdır.

Enstrümantasyon amplifikatörü burada ihtiyacınız olan şeydir (ayrıntılara biraz dikkat ederek bir opamp kullanılabilir)
Tedarikinize bağlı olarak (tekli, ikili) dikkatli olmanız gerekir. Tek bir arz (örneğin 0-5 V) kullanıyorsanız emin InAmp (giriş aralığı zemin içermelidir böylece) 30-50mV göreli toprağa olacak girdi sinyallerinin düzeyi, ortak mod girişlerini işleyebilir yapmalısınız
beri Ayrıca çıktınızda topraklama (ve 5V besleme kullanılıyorsa güç rayı) bulunur, çıktının her iki raya da tamamen sallanabileceğinden emin olmalısınız. Birçok InAmps bunlardan hiçbirini yapmaz. LTC2053 olarak MCP6N11 Steven bahseder olduğunu seçeneğinde dışarı / içinde raya bir demiryolu olduğunu.

EDIT - LTE2053 giriş empedansı yeterince yüksek olmadığından uygun olmayacaktır. MG811 veri sayfası, giriş empedansı> 100GΩ olan bir Opamp / Inamp ihtiyacını belirtir, bu nedenle MCP6N11 Steven'ın önerdiği bir şey gereklidir. Bu, giriş direncine sahiptir , bu da . İlke, kullanılan Inamp ne olursa olsun aynı olduğundan, tipik bir kurulum göstermek için cevabın geri kalanını bıraktım. 10 T $10^{13}\Omega$$10\ T\Omega$

Her neyse, yukarıdakilere dikkat ettiğiniz sürece kurulum oldukça basittir. Evirici girişine 30mV uygulayın, evirmeyen girişe sinyal verin ve (5V - 0V) / (50mV-30mV) = 250 için kazancı ayarlayın.

LT1789 InAmp ile çift raylı (+ -5V) örnek devre :

Simülasyon:

Tek besleme LTC2053 devresi (simülasyon yukarıdaki ile aynı değildir):

Gibi bir alet amplifikatörü kullanarak bu bir .

30-50mV ila 0-5V arasında yükseltmek istediğiniz için, 5V / (50mV-30mV) = 250 kazanç. Bir kazanç direnci seçmek için veri sayfasını kullanın. Örneğim için 402 Ohm için G = 1 + (100k / Rg), dolayısıyla Rg = 100k / (G-1). Bu değerlerin oldukça kesin olması gerekir ve şüpheye düştüğünüzde biraz daha büyük yapın ve biraz açıklıktan ödün verin. 0-5V istediğiniz için, açıklığın ortası olduğundan referans voltajını 2.5V'a ayarlamak istersiniz. Bunun için bir referans diyot kullanın.