Necesito ayuda con el comportamiento del amplificador de instrumentación

Me preguntaba si alguien podría ayudarme a entender por qué este amplificador de instrumentación no funciona como creo que debería. El amplificador es un INA155.

Mi intención es que si se aplica un voltaje (positivo o negativo) a través de los pines de entrada, debería ver el mismo valor, multiplicado por 10 (ya que este amplificador tiene una ganancia de 10) en el pin de salida, en relación con el pin de referencia. . Tengo un terreno virtual usando una referencia de 2.5V en el pin de referencia. Tengo algunos filtros RC de paso bajo en la entrada. Eventualmente quiero leer el voltaje de salida usando un ADC.

Tengo el circuito en esta imagen integrado:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Tengo la referencia y el pin de salida conectados a un multímetro. Lo estoy alimentando con un suministro de sobremesa. Todavía no he aplicado un voltaje a los pines de entrada, porque pensé que primero probaría el voltaje de compensación midiendo la salida cuando los pines de entrada están en cortocircuito. Debería mostrar un voltaje cercano a 0, con un pequeño desplazamiento, ¿verdad?

Lo que veo es que el voltaje de salida comienza cerca del riel (así que mido exactamente 2.5 V en el medidor ya que el pin de referencia está vinculado a 2.5 V), luego comienza a desviarse lentamente, en el transcurso de minutos, hasta el voltaje en el medidor oscila entre 200 y 300 mV entre la salida y el pin de referencia. La estabilidad aumentó desde que agregué el filtro de paso bajo, pero la salida no tiene sentido (al menos para mí).

¿Alguien puede explicar por qué estoy viendo esto? Obviamente, hay una brecha en mi comprensión de estos amplificadores. Hasta ahora, todo lo que he trabajado es un búfer de ganancia unitaria. Solo estoy tratando de diseñar un búfer simple para medir una señal, principalmente CC, que puede ser bipolar.

Buscando algún consejo o ayuda con esto, o incluso un enfoque diferente para lograr lo mismo. Me veo obligado a trabajar con un solo suministro de 5 V, por lo tanto, la tierra virtual de 2,5 V, pero necesito medir tanto el voltaje positivo como el negativo. Probé esto con resistencias agregadas desde la entrada a 2.5V para una ruta de retorno, pero la salida no cambió.

¡¡Gracias!!

Una nota diferente, tengo reservas sobre su circuito que impulsa el pin REF. Ver aquí y aquí .

Respuestas (2)

El problema es que no está aplicando voltaje a las entradas, lo que las hace 'flotar'. Los amplificadores de instrumentación normalmente tienen una corriente de polarización de entrada muy baja en el rango de picovoltios (lo que significa que necesitan picovoltios para realizar una medición). Muchas veces esto está cerca de las corrientes que fluyen por el aire.

Lo más probable es que no haya mucha resistencia a través de las tapas y que esté viendo la fuga a través de ellas.

Aplique algo de voltaje a las entradas (o en su caso, las resistencias antes de las entradas) y el problema debería desaparecer.

Editar: Sí, el INA155 tiene una corriente de polarización de entrada muy baja:

CORRIENTE DE BIAS DE ENTRADA BAJA: 0.2pA

Si no tuviera el filtro, podría mover su mano sobre las entradas y el valor del amplificador cambiaría de cargo de su mano.

Ate las entradas a algo que no esté flotando como tierra o una reverencia de voltaje. (Una batería de 1,5 V a veces es divertida para una fuente de voltaje) Olvidé que tenía una ganancia de diez, tendría que dividir su batería de 1,5 V con un atenuador de resistencia de 10 a 1.

Así que intenté hacer lo que dijiste y conectar mis entradas (antes del filtro) a la referencia de 2.5V con resistencias de 47k. Pero aún noté el mismo efecto. También intenté conectarlos después del filtro y la salida fue la misma. ¿Estoy lidiando con una corriente de polarización demasiado baja para prácticamente la placa de pruebas?
Si conecta ambas entradas a 2.5, entonces el resultado será cercano a cero. El INA155 no puede generar cero debido al rango de modo común (que es de ~0.2 a 0.3V). Por lo tanto, puede mover el riel conectado a tierra a un riel negativo (incluso -1V funcionaría) O encontrar una fuente de voltaje que sea inferior a 0,45 V y superior a 0,03 V.
Cuando conecto ambas entradas directamente a 2.5 mido unos 150mV aunque se mueve mucho. No tengo riel negativo disponible. Cuando dice una fuente de voltaje <0.45 y> 0.03, ¿está hablando del voltaje de referencia? ¿Puede dar más detalles sobre esto o señalar una página en la hoja de datos? perdon por mi total ignorancia al respecto!!
Sí, mire el rango de modo común de entrada frente al gráfico de voltaje de referencia, la ecuación establece que sería de 0,25 a 4,75 (sustituyendo 0 por V-, 5 por V+ y 2,5 por Ref.) Esto también es con una ganancia de 10. El rango de modo común es para la salida del amplificador, si desea encontrar el rango en la entrada, divida por 10
En realidad, con ambas entradas vinculadas a 2,5, el voltaje de salida debería ser de 2,5 voltios. Está en el medio de su rango de modo común, y el voltaje de salida es de 0 voltios (diferencial) x 10 pero referenciado a 2,5 voltios. Yo comprobaría si hay una conexión suelta.
No estoy seguro de por qué no funcionaba, pero cuando cambié el amplificador operacional por un AD620, comenzó a funcionar perfectamente.
Bueno, si revisa las hojas de datos, el INA155 tiene un rango de modo común, y el rango de modo común del AD620 es ±V o bueno para todo el rango, por lo que no tiene problemas de modo común.

El rango de modo común de entrada con un suministro de 5,5 V y una ganancia de 10 es el siguiente, según la hoja de datos :

ingrese la descripción de la imagen aquí

Será un poco más apretado en el extremo superior con un suministro de 5.0V.

Entonces, con una referencia de 2,5 V, sus entradas deben estar entre 0,5 V y 4,5 V. Debe mantener ambas entradas dentro de ese rango, independientemente del voltaje diferencial que esté aplicando. En realidad, este es un rango bastante amplio, y encontrará que algunos amplificadores internos no son tan complacientes.

En este momento, lo muestra como flotante, por lo que no hay garantía de que esté dentro de ese rango y, si se está portando mal, probablemente no sea así.

No lo mostré, pero mis entradas están conectadas a otra fuente de voltaje para fines de prueba. En este momento está configurado en 0mV. Cuando reviso los voltajes de modo común de las entradas, mido 1.57 voltios en cada una con un medidor.
Entonces, ¿tienes dos fuentes de voltaje? ¿Uno para diferencial y otro para modo común?
Tengo la referencia de voltaje (2.5V) en el circuito y un calibrador de voltaje de precisión como entrada diferencial
Entonces, ¿conectó un lado del calibrador a la referencia?
no del todo, todo está en la imagen
Bueno, debe hacer algo en ese sentido para mantener el voltaje de modo común dentro del rango.
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