Lea el transductor de presión de 4 hilos a través de un amplificador diferencial

El número de pieza que tiene, M3021, es un dispositivo de salida de mV, por lo que, según la hoja de datos, debe tener una resistencia de carga de 1 Mohm como mínimo.

Los voltajes compensados ​​en el LM358 pueden resultar en un voltaje cercano o incluso bajo tierra. Aunque el modo común de entrada cae por debajo de 0 V, la salida ciertamente no lo hace. Es posible que su amplificador no esté conduciendo la salida correctamente cerca de tierra.

El ADC de arduino no lee correctamente dentro de unos pocos conteos de tierra.

Esas son tres razones por las que puede tener problemas.

Como el LM358 es un opamp dual, le sugiero que utilice el circuito opamp de instrumentación básico de dos amplificadores que se muestra aquí . Dispuse las resistencias en una configuración que deja en claro cómo funciona el amplificador y, con suerte, es fácil de recordar. Los amplificadores harán lo que sea necesario para que el voltaje a través de los R1 sea igual al voltaje de entrada diferencial. La corriente R1s fluye a través de R2s, y tomamos el voltaje de salida en toda la cadena R2+R1.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ahora su dispositivo de alta impedancia se carga solo con las entradas del amplificador.

Use el voltaje de entrada Vref para colocar su voltaje de salida dentro del rango limpio del ADC de su Arduino. Tal vez tenga un diodo a tierra con una pequeña corriente de polarización para dar 0.7 V. No necesita saberlo con precisión, ya que puede llevarlo a otra entrada ADC y leerlo, por lo que podría usar un divisor de voltaje entre suministro y tierra para hacer referencia a él. El voltaje de salida es la diferencia entre Vref y Vout.

Sin RG, los valores de la resistencia que se muestran le dan al amplificador una ganancia de 11, o con valores iguales (digamos todos 10k) la ganancia sería 2. Puede usar RG para ajustar la ganancia si lo desea, manteniendo un buen rechazo de modo común , sin tener que cambiar las resistencias emparejadas R1 y R2.

Este amplificador simple tiene limitaciones. Le sugiero que lea el tutorial al que me he vinculado para las compensaciones de modo común/Vref/ganancia que pueden hacer que OA1 se sature. O eso, o verificar usando un DMM o un simulador si el voltaje de salida real de OA1 está dentro del rango de operación completo de su transductor.

Con respecto al extremo del amplificador del sensor al búfer: muchos sensores de presión implementan el puente de Kelvin Wheatstone en su diseño. La forma más segura de conectar su sensor a un sistema de adquisición de datos es seguir las instrucciones del fabricante del sensor o de su proveedor, pero existen escenarios en los que debe resolver el problema por su cuenta. Vea un circuito que se puede usar con un sensor de presión de 4 hilos en las notas del curso EE4900 de Weber State University, Fundamentos del diseño de sensores , página/diapositiva 21. Tal vez, con los cambios necesarios, el circuito se pueda adaptar a su sistema.

Si las mediciones inesperadas de la señal del sensor informadas en su pregunta se obtienen con la placa Arduino, las mediciones pueden sufrir problemas de tiempo no relacionados con el diseño de un amplificador de búfer, consulte mi respuesta Solución de problemas de diseño de multiplexor de varias etapas .

ACTUALIZAR

Con su "circuito amplificador diferencial ... con ganancia unitaria" revelado en la edición de preguntas, la salida inesperadamente baja del amplificador de búfer tiene una explicación clara: la carga para un transductor de presión es demasiado pesada y es mejor que use un amplificador de instrumentación. Debería funcionar una solución con un amplificador de instrumentación de dos amplificadores, y es la solución que se ofrece en las notas del curso EE4900, pero, considerando que "no tiene mucha experiencia con amplificadores operacionales" (en sus propias palabras), y para estar en el En el lado seguro, tal vez un amplificador de instrumentación de tres opamp sería más fácil de implementar.