Fuente de corriente controlada por voltaje: se necesita ayuda

Estoy diseñando un generador de corriente controlado por voltaje para corrientes en un rango de 0 a 2.5 mA. La resistencia de carga está dentro del rango de 0 - 5k Ohms.

Decidí ir con un enfoque de amplificador de diferencia, similar a este:

Esta es la parte de la placa que diseñé y fabriqué con fines de prueba:

Usé el módulo DAC controlado por SPI ( AD5620 ) para generar voltaje de referencia para la fuente de corriente controlada por voltaje. La corriente generada se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

Iload = VREF/R1 = VREF/1KOhm

En consecuencia, si mi DAC le da 1V al generador de corriente, la corriente de carga debería ser de 1mA.

También puede ver que estoy usando monitoreo de corriente de lado bajo. La resistencia de referencia de 10 ohmios junto con el opamp LTC2054 cuya ganancia es igual a 100 me ayuda a generar el voltaje proporcional a la corriente de carga, que se puede expresar con la siguiente fórmula:

Vi_monitor = 10 x Iload x 100

Entonces, si mi corriente de carga es de 1 mA, el voltaje proporcional a la corriente de carga será de 1 V.

Además de eso, también estoy monitoreando el voltaje en la resistencia de carga con la ayuda del circuito divisor de voltaje hecho de las resistencias R2 y R4.

Antes de hacer una PCB, simulé el circuito anterior en LTSpice y noté que se comporta como se esperaba.

Finalmente fabriqué la PCB e hice algunas pruebas a bordo. Usé un voltímetro/amperímetro digital para medir la corriente a través de la resistencia de carga. Esto es lo que obtuve:

Para las cargas cuya resistencia es de hasta 2,5k Ohms (más o menos), todo se comporta como se esperaba. La corriente de carga medida es proporcional al voltaje de referencia generado por el módulo DAC. Sin embargo, cuando aumento la resistencia de carga hasta el límite de 5k Ohms, la corriente de carga medida se satura (menos del valor teórico).

Lo que me confunde es el hecho de que aunque detecto la saturación de la corriente de carga (en la pantalla de mi amperímetro), el voltaje proporcional a la corriente de carga (Vi_monitor) todavía se comporta como se esperaba teóricamente, lo que implica que he deseado que la corriente pase por 10 Resistencia de referencia de ohmios (¿¡la misma corriente debería pasar a través de mi resistencia de carga!?).

¿Tienes alguna idea de lo que está pasando aquí? ¿Por qué mido la saturación de corriente con el amperímetro, pero mi monitor de corriente me dice que he deseado la corriente a través de la carga?

Suministro al amplificador diferencial con 18 V, lo que debería ser suficiente, dado que el voltaje en la carga de 5k Ohm para las corrientes de carga de 2,5 mA (en el peor de los casos) sería de 12,5 V.

Para darle una imagen completa de mi circuito, me gustaría mencionar que estoy usando un interruptor dual SPDT controlado por MCU ( TS3A24159DGSR ) que me ayuda a cambiar la orientación de la resistencia de carga y, en consecuencia, la dirección de la corriente que pasa la resistencia: