Amplificador Instrumental Con Salida De Corriente

UNIVERSIDAD DEL Bío Bío
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Amplificador de Instrumentación con Salida
de Corriente
Informe n° 2

Nombre:
Diego Yévenez
Mauricio Zambrano
Asignatura:
Lab. de Electrónica Industrial
Profesor:
Cristián Molina Martínez

Resumen
La siguiente experiencia consiste en acondicionar una señal. Convertir una señal deentrada de 0 a 5V a una salida de corriente estandarizada 4 a 20mA y un voltaje de 1 a 5V
a través de un amplificador de instrumentación con el uso del operacional LF-351.
Además realizar un barrido de frecuencias y visualizar a través del osciloscopio su rango
de operación en frecuencia para mantener constante su ganancia.

Objetivos


Familiarizarse con las definiciones, significadopráctico y evaluación de
acondicionamiento Offset y características de Transferencia.



Familiarizarse con el acondicionamiento Tensión-Corriente.

Conocimientos Previos
Acondicionamiento de Señales: Se le llama al proceso en que la salida de un sistema de medición
pasa por una o varias transformaciones antes de llegar a la etapa siguiente de la operación. Este
proceso se debe a que laseñal puede ser demasiado pequeña y se necesita amplificar; podría
contener ruido que eliminar; ser no lineal y requerir su linealización; una conversión A/D o D/A;
ser un cambio de voltaje y convertirla a un cambio de corriente adecuada, etc.
Offset: en un A.O. la tensión de salida debería ser 0V ante la ausencia de una señal de salida. Pero
dado que no se está trabajando en condicionesideales aparece una tensión continua de salida de
decenas o centenas de mV, sin existir una señal aplicada. Esta característica es dependiente de la
temperatura, de la tensión de alimentación al operacional y además varia su valor con el
transcurso del tiempo.
Característica de Transferencia: Relación que existe entre las cantidades de entrada y de salida de
un circuito eléctrico. Puede darse enforma grafica o en forma de ecuación.

Para el trabajo en laboratorio tenemos que escoger un A.O. existente en pañol y que no sea el
LM741. Se escoge el LF351, a base de transistores J-FET, estos A.O. presentan una alta impedancia
de entrada (alrededor de 120Mohm, lo cual lo hace apropiado para conectarle señales débiles a su
entrada), una mejor respuesta a cambios en la entrada con respecto asu salida (slew rate), más
ancho de banda para la frecuencia (en ganancia unitaria hasta 4MHz) y una alimentación de hasta
+/-18V fuente dual (o +36V en fuente sencilla).

Diseño del circuito
El diseño del se realizo usando el modelo de la figura 1: Circuito AI con salida de corriente, primero
es necesario saber con qué tipo de circuito se trabajara, en este caso una etapa de amplificacióny
realimentación simple, configurado como un circuito sumador con salida inversora.

Figura 1: Circuito AI con salida de corriente.

En este caso la salida del AI se ve reflejada en la resistencia de 68ohm, por lo tanto, cuando en la
entrada ei se tengan 5v en su salida (R2) se tendrá 20mA. Y cuando en la entrada ei se tiene 0V en
la salida se tendrán 4mA:
(1)
(1)

Con una entrada de 0Ven ei habrá una corriente de 4mA a la salida ya que hay una tensión de
referencia a la entrada del A.O. que se mantiene constante y crea esa corriente mínima
La expresión para la salida Vo del circuito es:
(1)
Donde:

Teniendo en cuenta los dos posibles casos en que se tiene una entrada de 5V y una salida Vo de
1.36V y luego una entrada de 0V y una salida Vo de 0.272V se puede despejar elvalor de la
resistencia de realimentación:

Rf es igual a 21.7Kohm aproximado que en este caso estará compuesta de una resistencia fija de
15Kohm y un potenciómetro de 10Kohm para ajustarla al valor adecuado.

Con el valor de la resistencia de realimentación de 21.7Kohm se puede obtener el valor de la
tensión de referencia (er) reemplazando en:

El cálculo de las resistencias Rs1 y...