Amplificador operacional diferencial para medir el flujo de corriente negativa a través de la derivación (rieles configurados en 0 y 5v)

Nota* He realizado algunas búsquedas y, aunque hay temas relacionados con este, este es único y creo que justifica su propia pregunta, especialmente porque está prohibido hacer preguntas adicionales en otro hilo.

Medir la corriente de la batería mediante derivación

Esto es algo similar a mi problema, pero la verdadera pregunta es diferente.

Quiero medir la corriente y cambiarla a una señal de voltaje analógica de 0-5. Ya tengo una derivación en su lugar. Creo que es de 0,5 mohms. La corriente oscilará entre -50 amperios y +200 amperios (o incluso +400 amperios es posible en el futuro). Solo me interesa la corriente inversa. No me importa en absoluto la corriente positiva. 0amp y +200amps pueden generar cero. Ya tengo un circuito basado en un amplificador operacional para otras funciones relacionadas con este proyecto. Todos los amplificadores operacionales en este circuito tienen rieles configurados en 0 y 5v. Si estuviera interesado solo en el voltaje positivo, pensaría que podría poner cada lado de la derivación a las entradas de un amplificador operacional diferencial

Entonces, suponiendo que eso funcione, ¿funcionaría en la dirección inversa? Bueno, por supuesto que no, la diferencia entre los dos es negativa y se irá a 0v. Pero, si cambio s+ y s- como entrada en las entradas opuestas del amplificador operacional, entonces su diferencia (v2-v1) es positiva (-2mV - -4mV).

Entonces, en mi opinión, creo que debería funcionar, pero la verdadera pregunta es si ambas entradas están por debajo del riel negativo. No he trabajado con amplificadores operacionales con señales de entrada más allá de los rieles. ¿Es por eso que mi prototipo no funcionó, o hubo un error que no encontré?

También entiendo que mediré caídas de voltaje muy pequeñas en esta cosa. Si quiero resolver tan bajo como 5 amperios en una derivación de 0,5 mohm, debería ser 5a * 0,5 ohm / 1k = 2,5 mV. Sin embargo, el desplazamiento de entrada del amplificador operacional es de 200 uV, por lo que supongo que debería ver una diferencia equivalente a 2.3 o 2.7 mv en la entrada del amplificador operacional, ¿me equivoco?

Si configuro la ganancia en 200, entonces durante aproximadamente 50 amperios en el reverso, debería ver aproximadamente 5v como la salida del amplificador operacional. 10 amperios serían aproximadamente 1v. Para mi aplicación, realmente no importa si el desplazamiento de entrada lo está sesgando un poco. Solo necesito algún tipo de comprensión de la amplitud de la corriente inversa. Me doy cuenta de que esto es un poco de un libro; mis disculpas.

Actualizar1*

Acabo de construir un circuito diferencial usando el mismo amplificador operacional. Le di a los rieles 0 y 5v, y establecí la ganancia en 10. Luego varié cada una de las entradas al azar entre 0 y -1.4v, y tomé unas diez medidas de las entradas y salidas, y parece que estoy obteniendo los resultados deseados. de G(V2-V1). nota * Configuré r1 = r2 y r3 = r4 para que la ecuación del amplificador operacional diferencial se simplifique a r2 / r1 (v2-v1), pero de todos modos. Parece estar funcionando para los voltajes que probé, pero los voltajes de entrada en las pruebas tenían una amplitud bastante grande en comparación con lo que obtendré de la derivación. ¿Algunas ideas?

Actualización 2 * Entonces, al ver que puedo obtener la salida correcta para las entradas más allá de los rieles, eso significa que la mitad de esta pregunta está respondida. La pregunta que queda es, ¿funcionará esto para entradas tan bajas como -2mv?

Tengo dudas al respecto. Aquí está una de las razones por las cuales. Mientras ajustaba mis voltajes negativos que se ingresaban en el amplificador operacional (estaba haciendo esto con potenciómetros), configuraba uno en, digamos, -0.5v, y ajustaba el otro. Después de ajustar el otro, pude volver y verificar el nodo original de -0.5v solo para encontrar que había cambiado a -0.65v. Estoy teniendo cierta inestabilidad. Normalmente combatiría esto almacenando en búfer ambas entradas con un seguidor de voltaje antes de que lleguen a las entradas + y - del restador. Eso, sin embargo, es imposible en este caso ya que el seguidor de voltaje simplemente bajaría a 0 y los voltajes negativos se perderían.

Esto plantea la pregunta: ¿se puede usar un amplificador operacional inversor simple con una ganancia de -1 como un seguidor de voltaje negativo efectivo y dar la estabilidad necesaria al sistema sin perder los voltajes de entrada negativos? ¿Algunas ideas?

Actualización 3* Probaré esto y veré si funciona para mí. Invertir el búfer con amplificadores operacionales ¿ Por qué debería importarme si la señal está desviada en un 3%? No me importa mucho que las diferencias de señal estén exactamente a escala. Solo necesito poder verlo subir y bajar.

Aquí hay una pregunta. Si respondo mi pregunta yo solo, ¿debería eliminarla o dejarla aquí para que otros aprendan?