Salida del amplificador de instrumentación atascada alta

Traté de diseñar un amplificador para un termopar tipo K. En teoría, la ganancia de este amplificador debería ser 250 (lo suficientemente cerca de 10 mV/K), y si mi comprensión de los amplificadores de instrumentación es correcta, el voltaje de salida debería ser la diferencia de voltaje multiplicada por la ganancia de los amplificadores. Mi problema es que no importa cómo conecte el tcl, o si dejo la entrada flotante, la salida se queda alta (Vsupply = +5 V, Vtcl = 7 mV (realmente no importa ya que Vout no cambia), Vout = 4,2 V fijo). ¿Podría ser porque no estoy suministrando a mi operación con +-Vsupply, o mi multímetro no tiene una carga lo suficientemente grande y la salida está flotando o mi diseño es completamente defectuoso, si es donde me equivoqué y cómo puedo solucionarlo? ¿mi problema?

ACTUALIZACIÓN 1: Intenté con un suministro de +-12V. TCL conectado con la polaridad correcta, la salida es de ~ 11 V, por el contrario, la salida es de ~ -9 V. El amplificador no inversor al final funciona bien, pero el amplificador interno parece estar atascado en 0,42 V en la salida. Conseguiré una operación de precisión (o más precisa) e intentaré de nuevo.

Amplificador de instrumentación para K-Type tcl

Hay pocas opciones peores para un amplificador frontal de termopar que un TL074. Ignorando sus problemas de rango de modo común (cubiertos en la respuesta a continuación), el TCVos no está garantizado y es típico de 18 uV / K, lo que significa que generalmente obtiene un error de casi 1 ° C por cada cambio de 2 ° C en la temperatura ambiente (y podría ser el doble). El error de compensación de entrada puede generar un error de hasta +/- 3,75 V en la salida con su ganancia. No olvide el compensador de unión fría en su circuito.
En respuesta a su actualización, asegúrese de que sus resistencias coincidan bien. Su mejor opción es comprar un amplificador de instrumentación, en lugar de intentar construir uno.

Respuestas (3)

Según la hoja de datos , la oscilación de salida máxima con un suministro de +/- 15 V para el TL074 es de aproximadamente +/- 12 V. El rango de entrada de modo común para esa disposición de alimentación es de -12 a 15 V.

Si bien no proporcionan los números para los rieles de 0 V y 5 V, es una apuesta bastante segura que, sin un suministro negativo, el rango de entrada no incluye tierra, además de que no tiene mucho margen en la salida.

Con todo, el TL074 es una mala elección para un suministro único de 5V. Debe buscar un amplificador operacional que sea de riel a riel en las entradas. Para TI, creo que debe buscar una parte que comience con TLV, pero verifíquela (esas no serán las únicas partes de riel a riel, y no puedo garantizar que todas las partes de TLV sean de riel a riel). La parte puede o no ser compatible con los pines del TL074, pero la disposición de los pines del TLV074 es muy común.

También existe la posibilidad de que con una ganancia de 250, simplemente estés saturando algo debido a un simple desplazamiento en alguna parte.

Usé un TL084 en mi prototipo, porque es todo lo que tenía a mano, tengo la sospecha de que podría ser demasiado impreciso. El Inamp en sí mismo tiene una ganancia de 25 y después de eso, el amplificador no inversor tiene una ganancia de 10, eso no tiene problema, pero el Inamp no funciona como debería.
@ R4MP4G3RXD es lo mismo, más o menos, para el 084. No es imprecisión, solo está usando el amplificador de una manera para la que no fue diseñado. Un desplazamiento en la entrada se multiplica por 250, ya sea todo a la vez o la mitad a la vez. Su última etapa podría estar saturando. Sin embargo, lo más probable es la elección del amplificador operacional: solo incluí la parte de saturación para completar.

Los amplificadores operacionales TLo7x y TL08x tienen un problema llamado inversión de fase. Si un voltaje de entrada se acerca a unos pocos voltios del voltaje de suministro negativo, entonces el voltaje de salida sube tanto como puede. Sus entradas ESTÁN DIRECTAMENTE EN el voltaje de suministro negativo.

La hoja de datos dice que su rango de voltaje de modo común de entrada está a 3 V del suministro negativo. Su alimentación mínima recomendada es de 7V.

Hmm... Me pregunto qué operación barata puedo usar para esto... Porque las operaciones de precisión cuestan mucho, y en ese momento probablemente sea mejor obtener un amplificador integrado como un INA317.
  • El voltaje de suministro mínimo recomendado para el TL074 es de -5 voltios y +5 voltios (o, si se usa un suministro de un solo extremo, 0 voltios y +10 voltios). Su circuito falla en ese sentido.
  • El rango de voltaje de modo común de entrada (qué tan cerca puede usar las entradas cerca de los rieles de suministro sin causar problemas) es -Vcc + 4 voltios a +Vcc - 4 voltios o, con un solo suministro de 0 voltios y +10 voltios, eso es + 4 voltios a +6 voltios. Su circuito no cumple con este criterio de manera significativa, independientemente del problema de voltaje de alimentación anterior.
  • No se garantiza que la salida oscile dentro de los 3 voltios de cualquiera de los rieles de alimentación.

Con respecto al rango de entrada del modo común, seamos claros a lo que me refiero: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

El TL074 garantiza que funcionará dentro de un rango de entrada de +/- 11 voltios cuando el suministro es de +/- 15 voltios. En otras palabras, acérquese más de 4 voltios a cualquiera de los rieles de suministro y estará operando el dispositivo fuera del límite garantizado.

Seguro que podría arriesgarse y usar valores típicos pero, ¿quiere correr ese riesgo?

El rango de entrada del modo común es Vcc- + 4 a Vcc+ (hasta el riel)
@ScottSeidman No, no se garantiza que funcione dentro de los 4 voltios del riel positivo. Ver mi anuncio.
Probé con +-12V, vea la actualización en mi publicación, cambiaré a una operación más precisa mañana e intente nuevamente.
¡Tienes razón! Me sirve bien, estaba mirando números típicos, lo cual es algo malo.
@ R4MP4G3RXD, ¿conectó R19 al punto medio entre los dos suministros de voltaje?
@Andyaka No, eso es conexión a tierra para la punta (es por eso que usé un símbolo diferente), esto está tratando de ser el amplificador tcl para un soldador.
@ R4MP4G3RXD Luego, hay otro problema: el riel de suministro del punto medio de su circuito de medición debe conectarse a la punta. Si esto causa "otros" problemas aguas abajo del circuito de medición, entonces se necesita alguna forma de circuito de aislamiento entre la medición de la punta y los circuitos aguas abajo.
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