Laboratorio con el amplificador de instrumentación

UNIVERSIDAD DEL VALLE - Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica EIEE Cali, Septiembre de 2010

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Informe 1 de Laboratorio de Instrumentación Electrónica: AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN
Julián Calero – 0525712; Juan Guevara – 0440199; Daniel Pacheco – 0642928.

Resumen— Este documento busca satisfacer los objetivos de la práctica de laboratorio de Instrumentación Electrónica. Seexperimentó con un Amplificador de Instrumentación obteniendo mediciones de respuesta: razón de rechazo a modo común, impedancia de entrada, linealidad y amplificación para diferentes ganancias, frecuencias y excitaciones. Los resultados se muestran en diferentes tablas y gráficas, y se complementan con hallazgos, conclusiones e investigaciones. Además, se adjuntan características de algunos modelosde amplificadores de instrumentación encapsulados.
TABLA DE CONTENIDO I. II. III. IV. Introducción………………………………… Objetivos……………………………………. Metodología………………………………… Procedimiento………………………………. i. Linealidad…………………….. ii. Razón de rechazo de modo común……………………….... iii. Impedancia de entrada………………………… Anexos………………………………………. Conclusiones………………………………... Referencias………………………………….. 1 1 1 2 2 3 5 6 7 8Se busca experimentar con las capacidades del amplificador de instrumentación y entender su funcionamiento, para lo que se obtendrá sus características de linealidad, amplificación, CMRR e impedancia de entrada. La Figura 1 en la sección Metodología muestra el diagrama general de un amplificador de instrumentación.

II. OBJETIVOS    Entender el funcionamiento del amplificador deinstrumentación y sus posibles aplicaciones para el acondicionamiento de señales. Hallar las características eléctricas de respuesta de la tarjeta A-01 u A-02. Introducir el amplificador de instrumentación como acondicionador para medición de variables físicas como temperatura y presión.

V. VI. VII.

III. METODOLOGÍA Para lograr los objetivos se emplea el amplificador de instrumentación (A-02) y sucapacidad de amplificación, acondicionamiento de señales y su CMRR. Además se obtendrá la impedancia de entrada, característica útil para elegir un amplificador operacional para determinada tarea.

I.

INTRODUCCIÓN

E

l amplificador de instrumentación es un circuito con amplificadores operacionales, útil para el acondicionamiento de señales por su alta impedancia de entrada y alta CMRR. Seemplea la tarjeta A-02, que tiene componentes discretos. El amplificador diferencial realiza la resta de sus dos entradas, multiplicándola por un factor. El amplificador de instrumentación se aplica comúnmente en tareas que trabajen con señales muy débiles para minimizar el error de medida. Para estas tareas prácticas se utilizan versiones encapsuladas como el INA114. Figura 1. El amplificador deinstrumentación

UNIVERSIDAD DEL VALLE - Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica EIEE Cali, Septiembre de 2010 Las medidas de voltaje se harán con el osciloscopio Gwinstek GDS-2062, y se emplearán resistencias de tolerancia 1% en la A-02, además se emplean resistencias de tolerancia 5% afuera del amplificador. Para obtener la impedancia de entrada se emplean resistencias de 100KΩ. En la Tabla2 se encuentran las características completas del circuito. Si las resistencias de realimentación son iguales (Ra=Rb), y las del restador también (R3=R1), la ecuación de salida 1 del amplificador es: 2���� ���� = 1 + ��2 − ��1 (1) ���� Por lo que la ganancia total del circuito es el primer factor. Además, los voltajes intermedios de la tarjeta E1 y E2, se calculan mediante las formulas2 ��1 − ��2��1 = ��1 + ���� ���� ��2 = ��2 − ��1 − ��2 ���� ���� 1. (2) (3)

2

A partir de estas ecuaciones pueden obtenerse los valores teóricos de E1 y E2 para diferentes excitaciones y ganancias, para completar la Tabla 2. La razón de rechazo de modo común se define desde la ecuación general de voltaje de salida del amplificador de instrumentación: ��2−��1 ���� = ���� ��2 − ��1 + ����( ) (4)
2...