สเกลสัญญาณ 30-50 mV ถึงช่วง 0-5 V

ฉันมีเซ็นเซอร์CO ₂ที่ส่งสัญญาณค่า 30-50 mV ฉันต้องการแปลแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้เป็น 0-5 V สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ของฉันที่มีความละเอียดสูงสุด ฉันเข้าใจว่าฉันสามารถขยายแรงดันไฟฟ้าโดยใช้วงจร op-amp ที่ไม่กลับด้านดังที่แสดงในช่วง 3-5 V แต่เป็นไปได้ที่จะขยายช่วงนั้นเป็น 0-5 V เพื่อให้ได้ความละเอียดที่ดีขึ้นของ ค่าเซ็นเซอร์?

คุณสามารถใช้แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อลบออฟเซต 30 mV

เมื่อ R1 = R2 และ R3 = R4 ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนคือ

$V_{OUT} = \dfrac{R3}{R1}(V_2 - V_1)$

$\times$

ปัญหาของตัวขยายความแตกต่างคือ R1 จะโหลดตัวต้านทานตัวต้านทานเพื่อให้ได้ค่าชดเชย 30 mV ดังนั้นคุณต้องคำนวณตัวต้านทานใหม่อีกครั้งและ V2 จะมีอิมพิแดนซ์อินพุตซึ่งอาจบิดเบือนการวัด

เครื่องขยายเสียงวัดเป็นวิธีการแก้

$\times$

$V_{OUT} = \dfrac{2 R2}{R1}\cdot \dfrac{R4}{R3} (V_2 - V_1)$

Microchip MCP6N11เป็นอุปกรณ์ที่เหมาะสม

เครื่องขยายเสียงเครื่องมือเป็นสิ่งที่คุณต้องการที่นี่ (แม้ว่า opamp สามารถใช้กับความใส่ใจในรายละเอียด)
ขึ้นอยู่กับอุปทานของคุณ (เดี่ยวคู่) คุณต้องระวัง หากใช้แหล่งจ่ายไฟเดี่ยว (เช่น 0-5V) คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่า InAmp สามารถจัดการอินพุตโหมดทั่วไปของระดับสัญญาณอินพุตของคุณซึ่งจะเป็น 30-50mV เมื่อเทียบกับพื้นดิน (ดังนั้นช่วงอินพุตจะต้องรวมพื้นดิน)
ด้วย เอาท์พุทของคุณรวมถึงกราวด์ (และรางไฟหากใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V) คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอาท์พุทสามารถสวิงอย่างเต็มที่กับรางทั้งสอง InAmps จำนวนมากไม่ได้ทำสิ่งเหล่านี้ LTC2053เป็นหนึ่งรถไฟรถไฟเข้า / ออกตัวเลือกที่เป็น MCP6N11 สตีเว่นกล่าว

$10^{13}\Omega$$10\ T\Omega$

อย่างไรก็ตามตราบใดที่คุณใส่ใจกับข้างต้นการตั้งค่าค่อนข้างง่าย ใช้ 30mV กับอินพุต inverting ส่งสัญญาณไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านและตั้งค่า gain สำหรับ (5V - 0V) / (50mV-30mV) = 250

นี่คือวงจรตัวอย่างรางคู่ (+ -5V) พร้อมLT1789 InAmp:

จำลอง:

วงจร LTC2053 แบบจ่ายครั้งเดียว (การจำลองไม่แสดงตามที่เหมือนด้านบน):

ใช้เครื่องขยายเสียงวัดเช่นนี้

เนื่องจากคุณต้องการขยาย 30-50mV เป็น 0-5V, 5V / (50mV-30mV) = อัตราขยายของ 250 ใช้แผ่นข้อมูลเพื่อเลือกตัวต้านทานอัตราขยาย สำหรับตัวอย่างของฉัน G = 1 + (100k / Rg) ดังนั้น Rg = 100k / (G-1) 402 โอห์ม ค่าเหล่านี้จำเป็นต้องค่อนข้างแน่นอนและเมื่อมีข้อสงสัยทำให้มันใหญ่ขึ้นและเสียสละนิดหน่อย เนื่องจากคุณต้องการ 0-5V คุณจะต้องตั้งค่าแรงดันอ้างอิงเป็น 2.5V เนื่องจากนั่นคือช่วงกลางของช่วง ใช้ไดโอดอ้างอิงสำหรับสิ่งนั้น