Amplificador de instrumentación - cómo usarlo correctamente

Question

Estoy tratando de realizar algunas mediciones basadas en una técnica especial utilizada para detectar la corrosión en las barras de refuerzo de bloques de hormigón. La idea es medir la diferencia de potencial entre un electrodo y la barra de refuerzo:

Lo intenté con un voltímetro convencional. Funcionó muy bien. La diferencia de potencial está entre 0V y 1V.

Ahora, quiero hacerlo con un microcontrolador. Mi idea era entonces conectar las dos entradas (electrodo y potencial de la barra de refuerzo) a la entrada de un amplificador de instrumentación y luego leer la salida con una entrada ADC del microcontrolador.

Para hacerlo, utilicé el INA118.

Dejé la entrada Rg sin conectar para tener una ganancia unitaria.

V+ = 5V V- = GND (por lo tanto, "operación de alimentación única") Vo = entrada ADC (con un capacitor de 100nF a GND) Ref = GND

También conecté dos resistencias de 1MOhm entre Vin- y Vin+ y GND.

Ahora el problema es que no tengo nada en la salida del INA118. Más precisamente, siempre tengo 30mV; incluso cuando cortocircuito Vin+ y Vin-.

¿Qué está mal con mi circuito?

¿Debería agregar un voltaje de compensación a las entradas del INA118? He leído que: "Con la operación de alimentación única, V+ y V- deben estar ambos 0,98V por encima del suelo para una operación lineal."

¿O es que la corriente de polarización de entrada es demasiado baja?

Gracias

Imagen del circuito:

Answer 1

Problema con el rango de voltaje de entrada. Con suministros de 0 y +5, el rango de entrada es solo de 1 a 4 voltios. Sus entradas están por debajo del rango en el que funcionará este amplificador. Consulte el "rango de entrada lineal" en la hoja de datos.

Una solución es obtener voltaje negativo en V-. Otra opción es polarizar uno de los extremos de la medición de voltaje. Por ejemplo, polarice el lado bajo a 1.5 V y deje el lado alto sin polarizar/alta impedancia.

Answer 2

Como ya se mencionó, tu circuito no funciona porque violaste el rango de modo común del amplificador. Este es otro ejemplo en el que leer detenidamente la hoja de datos habría evitado un error obvio.

Una solución sencilla es conseguir un amplificador con un rango de modo común que se extienda hasta tierra. Sin embargo, puedes ajustar fácilmente el amplificador que tienes cerca del centro de su rango de esta manera:

R1 y R2 forman un divisor de voltaje para hacer 1/2 del voltaje de suministro. C1 atenúa frecuencias molestas que podrían estar en el suministro y que son lo suficientemente altas como para que la circuitaría activa del amplificador no pueda eliminar el ruido como señal de modo común. R4 y R3 aplican este voltaje de sesgo de 1/2 del suministro a cada una de las entradas.

Answer 3

La resistencia del concreto (si está seco) puede ser bastante alta, hasta GOhm y ser inestable (dependiendo de la humedad, ¡puede cambiar 3 órdenes de magnitud! área de su electrodo, fuerza aplicada a él, ...). Entonces, una resistencia de entrada de 1MOhm puede simplemente acortar el voltaje que desea medir. Yo usaría un Amplificador de Instrumentación de entrada FET. O use un voltímetro de alta impedancia de entrada con interfaz de computadora. añadido: He comprobado: el medidor para concreto que encontré en internet tenía una resistencia de entrada de 100MOhm, un rango superior de 2MOhm y electrodos tipo esponja para un buen contacto. ¿Puede ser que el problema esté en la resistencia de contacto entre el electrodo y el concreto?