Configurando el amplificador de instrumentación INA126 para adquisición de datos

Question

Tengo un amplificador de instrumentación TI INA126 (hoja de datos) que quiero usar para amplificar una señal ruidosa y de bajo nivel de un sensor de resistencia basado en tela.

Los rangos de resistencia de los sensores de tela varían dependiendo de cómo estén cortados. A veces el rango es de 50-100. Idealmente es de 300-600. Vamos a asumir que inicialmente es de 200-300.

Con un simple divisor de voltaje (R2=250) y trabajando con 5V, obtengo un rango de voltaje de aproximadamente 0.5V de 2.27V a 2.77V.

(250/(250+200))*5 - (250/(250+300))*5 = 0.5

Por lo tanto, necesito eliminar el modo común de 2.77V y amplificar la diferencia en el rango de salida del INA126 (0.8V-4.2V).

La ecuación para el INA126 es:

Vo = (Vin+ - Vin-)*G

G = 5+(80k/Rg)

Configurar la ganancia es muy fácil (un resistor entre los pines 1 y 8). Se proporciona una tabla en la hoja de datos.

Estoy teniendo problemas para entender cómo configurar todo. Lo tengo configurado de la siguiente manera:

1. Rg (sin resistor para amplificación 5x)
2. V-in (¿3.3V? ¿5V? ¿2.7V? tierra?)
3. V+in (sensor conectado)
4. V- (tierra)
5. Ref (tierra)
6. Vout (salida)
7. V+ (5V)
8. Rg (sin resistor para amplificación 5x)

Con la configuración anterior y V-in conectado a 2.2V desde una fuente de alimentación de CC y V+ conectado a la alimentación de 5V del Arduino, el rango de la salida es:

2.65-2.98

Esto no tiene sentido según los cálculos:

(2.27-2.1)*5 = 0.85
(2.77-2.1)*5 = 3.35

En general, el amplificador no parece hacer lo que quiero. ¿Qué estoy haciendo mal?

EDICIÓN1: Tengo acceso a una fuente de alimentación de CC (con voltaje negativo). ¿Quizás esto me ayudará?

EDICIÓN2: Voy a intentarlo una vez más con un puente de Wheatstone y la doble fuente de alimentación. Si eso no funciona, pediré amplificadores que sean menos quisquillosos en modo de alimentación única (junto con algunos resistores del 1%) y lo intentaré de nuevo el lunes.

Answer 1

Lo que haría sería construir una escalera de modo que obtengas la diferencia de voltaje que deseas a través de una resistencia.

Como esto:

texto alternativo http://www.kegs-tapped.com/images/opamp.jpg

R1 sería la resistencia variable de tu sensor.

R2 + R3 se elegirían para el nivel de corriente deseado.

R2 se elige para producir la caída de voltaje deseada basada en el rango de corriente que acabas de definir.

Vref podría estar relacionado con una referencia de voltaje suministrada por el ADC (bufferizado con un amplificador operacional) o conectado a tierra. Ten en cuenta que Vref establece el desfase de CC de la salida del amplificador, por lo que se debe utilizar para asegurarse de que la salida termine en el rango que el ADC puede manejar.

Answer 2

No he tenido suerte con el INA126P.

Nunca funcionan. Especialmente con alimentación única.

Si haces el circuito exactamente como en la hoja de datos, alimentación de 5V Desplazamiento de 1.2V. Con un puente de resistencias de 2.5V en cada entrada.

Las entradas sujetarán el voltaje a 0.9V. Encuentra un amplificador de instrumentación de alimentación única que funcione.

Answer 3

No veo realmente ninguna razón para que esto no funcione como esperas con las conexiones que has enumerado aquí. ¿Podría sugerir algunos pasos de depuración?

1) Observa qué sucede con el rango de salida cuando colocas un Rg grande (digamos 27k ohmios) en el circuito. ¿Cambia el rango de oscilación de la salida en absoluto? 2) ¿Has verificado las entradas para asegurarte de que estén como esperas con el amplificador conectado? En caso afirmativo, ¿qué tal si utilizas un POT de resistencia más grande para simular tu divisor de resistencia solo para eliminar el sensor de la imagen hasta que hagas que el circuito funcione? 3) Quizás la explicación más simple podría ser que el INA126 en sí está dañado. ¿Tienes uno de repuesto que puedas probar?

Answer 4

No creo que puedas operar ese amplificador de instrumentación (IA) en modo de alimentación única. Echa un vistazo a la página 8 de la hoja de datos (Rango de Modo Común de Entrada). Indica que el riel bajo de A2 (el amplificador inferior en el amplificador diferencial) es

VO2 = 1.25 * VIN- + (VIN+ - VIN-) * 10K/RG

lo cual para tu configuración sería VO2 = 1.25 * 2.1 + 0 = 2.625

2.625 es esencialmente el valor bajo que obtienes en tu experimento. La diferencia de voltaje es inválida debido a la limitación de voltaje de A2.

Necesitas un amplificador de instrumentación de alimentación única (y preferiblemente un IA de riel a riel). Algunos de mis favoritos son el AD623 y AD8235. Estoy seguro de que TI (división BB), Linear Tech o ADI tendrán una serie de otras opciones.

[EDIT] Puede que haya hablado demasiado pronto sobre la operación de alimentación única. Echa un vistazo a la página 9. Puede ser que puedas polarizar el pin de referencia para compensar el voltaje de salida de A2. Desafortunadamente, el ejemplo que se muestra parece ser un poco diferente al ADC de Arduino.[/EDIT]