Amplifique el voltaje de la resistencia de derivación a un Arduino usando un amplificador operacional

Básicamente, quiero medir el voltaje a través de una resistencia de derivación (1,12 mOhm) y alimentarlo a una entrada analógica de arduino para obtener una medición de la corriente extraída de una batería. Me gustaría obtener una sensibilidad de alrededor de 0,1 A (0,112 mV), por lo que es el voltaje legible más bajo por encima de cero, y la corriente máxima esperada es de alrededor de 40 A (44,8 mV). ¿Qué tipo de amplificador operacional puedo usar para amplificar este voltaje de derivación con una ganancia de 70? Básicamente, mis preocupaciones son: ¿hay un límite para la ganancia que pueden proporcionar los amplificadores operacionales o solo depende de la resistencia? Debido a la compensación del voltaje de entrada, ¿podrá el amplificador operacional aumentar con precisión mis valores de voltaje de derivación más bajos (0.112 mV) para que Arduino pueda leerlo? También, ¿Existen tipos específicos de amplificadores operacionales que se adapten mejor a mi aplicación o que funcionen con el voltaje de suministro correcto? ¡Muchas gracias por tu tiempo y ayuda!

Hay mucho trabajo para nosotros en esta pregunta. Comience aquí ( eetimes.com/document.asp?doc_id=1279404 ), o busque en Google algún otro material; luego proponga un circuito, y podemos ir desde allí.

Respuestas (1)

Está buscando una 'sensibilidad' de 0,1 A en 40 A (1 parte en 400), con una ganancia de 70, que no es una especificación muy difícil. Idealmente, un amplificador operacional con una ganancia de bucle abierto superior a 300.000, que cualquier amplificador operacional de precisión debería poder cumplir. Si hay un requisito para pasar frecuencias más allá de unos pocos Hz, deberá aumentar ese número; por ejemplo, a 100 Hz, es mejor que tenga un amplificador con una ganancia de un par de millones.

El requisito de voltaje de compensación es más estricto: su señal a 100 mA es solo de aproximadamente 100 uV, por lo que le gustaría que el voltaje de compensación fuera mucho menor.

Prácticamente cualquier amplificador operacional de 'deriva cero' y muchos amplificadores operacionales de 'precisión' cumplirán con estos requisitos. Puede usar un amplificador diferencial simple como se muestra a continuación, pero observe cuidadosamente las conexiones Kelvin a la resistencia de derivación. El diseño es primordial para el éxito, incluso una pequeña traza de cobre en el lugar equivocado destruirá su precisión y estabilidad de temperatura.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El voltaje en el extremo superior de Rs se resta del voltaje en el extremo inferior de Rs y se multiplica por 70 en el circuito anterior. Se supone que el voltaje en el extremo inferior es mucho menor, por lo que los requisitos de coincidencia para R1/R3 y R4/R5 son mínimos. Hay un ligero error teórico debido a las resistencias parásitas (no mostradas) en Rs pero no será significativo en relación con los errores en las proporciones de las resistencias.

Si necesita operar desde un solo suministro, tendrá que colocar algunas restricciones adicionales en el voltaje de modo común de entrada del amplificador operacional que debe extenderse al riel negativo y debe poder oscilar la salida dentro de unos pocos mV del negativo. carril.

Nuevamente, aún habrá muchas piezas disponibles una vez que aplique esas restricciones, y le dejo la selección a usted.

Si uso un LMP2022 y lo enciendo a 5V con un arduino, ¿puedo usar este diseño para que funcione? La documentación que TI proporciona sobre las diferentes aplicaciones es un poco confusa.
Luce bien para mi. La ganancia es de 10^6 como mínimo y el CMR de entrada incluye 0v de sobretemperatura. La oscilación de salida probablemente esté bien con una carga a GND o solo entrada ADC.
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