Manufactura industrial
Internet industrial de las cosas | Materiales industriales | Mantenimiento y reparación de equipos | Programación industrial |
home  MfgRobots >> Manufactura industrial >  >> Manufacturing Technology >> Tecnología Industrial

Entendiendo y Diseñando un Amplificador de Instrumentación

¿Qué es un Amplificador de Instrumentación?

Un amplificador de instrumentación permite a los ingenieros ajustar la ganancia de un circuito alterando una sola resistencia, a diferencia de un amplificador diferencial convencional que requiere cambios en múltiples resistencias. Construido sobre la base del amplificador diferencial, añade una única resistencia ajustable que desbloquea esta comodidad.

Entendiendo y Diseñando un Amplificador de Instrumentación

Cómo Funciona el Circuito

El diseño combina una etapa diferencial bufferizada con tres resistencias adicionales que conectan las dos secciones buffer. Todas las resistencias son iguales excepto R_gain.

La realimentación negativa en el op‑amp superior‑izquierdo fuerza la tensión en el punto 1 (la parte superior de R_gain) a igualar V_1, mientras que el op‑amp inferior bloquea la tensión en el punto 2 (la parte inferior de R_gain) a V_2. Esto crea una caída de tensión a través de R_gain igual a la diferencia entre V_1 y V_2. Como las corrientes de entrada de los op‑amps son despreciables, la misma corriente fluye a través de las dos resistencias adyacentes a R_gain, produciendo una caída de tensión entre los puntos 3 y 4 dada por:

Entendiendo y Diseñando un Amplificador de Instrumentación

El amplificador diferencial estándar de la derecha amplifica esta caída por un factor de uno —siempre que las resistencias circundantes sean iguales.

Por Qué Usar un Amplificador de Instrumentación

Aunque el diseño parece complejo, esta configuración ofrece dos grandes beneficios:

Reorganizando la álgebra se obtiene la expresión de ganancia de tensión global:

Entendiendo y Diseñando un Amplificador de Instrumentación

En la práctica, cambiar solo R_gain basta para alterar la ganancia diferencial. Aunque modificar otras resistencias también puede ajustar la ganancia, requeriría cambios perfectamente balanceados para mantener la simetría del circuito. Nótese que establecer R_gain a infinito (circuito abierto) produce la ganancia mínima de 1.

Conclusión Clave

Lecturas Adicionales

Tecnología Industrial

  1. Diseño de Amplificador Emisor Común Multi-Etapa de Alta Ganancia con Realimentación Negativa
  2. Diseño de Amplificador Diferencial de Alta Ganancia con Transistores NPN
  3. El Circuito Integrado 555: Un Referente Atemporal en Diseño Analógico
  4. La Fórmula Cuadrática: Herramienta Confiable para Resolver Ecuaciones de Segundo Grado
  5. Amplificador JFET de Fuente Común: Diseño, Análisis y Hoja de Trabajo Práctica
  6. Amplificador JFET de Drenaje Común: Fundamentos, Aplicaciones y Hoja de Trabajo
  7. Amplificador JFET de Compuerta Común: Diseño, Operación y Aplicaciones
  8. Amplificador de Fuente Común (IGFET): Diseño, Sesgo y Rendimiento
  9. Amplificador de Drenaje Común (IGFET): Diseño, Función y Aplicaciones
  10. Amplificador IGFET de Compuerta Común: Teoría, Diseño y Aplicaciones Prácticas
  11. El auge del nearshoring en México: Convertir el declive de China en una ventaja manufacturera